烟台海岸带所渤海有机碳和黑碳的循环和收支研究取得进展

海岸带是连接陆地和大洋之间的关键过渡地带，海岸带有机碳循环是地球化学和海洋科学等学科领域关注的热点问题。以往相关研究主要关注总有机碳的地球化学过程，对有机碳中占比高达10%-30%的高度稳定的纯燃烧来源黑碳组分的地球化学过程认知不足。

在中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金和中科院海岸带环境过程与生态修复重点实验室开放基金的支持下，中国科学院烟台海岸带研究所海岸环境地球化学过程与模拟课题组从2013年始，在渤海区域构建了一个基于12个大气沉降站和40条河流定点的陆源污染物入海监测体系，同时结合研究所自主航次加强了渤海海水和沉积物的监测。

基于4个批次的大气沉降和河水样品、6个航次的海水样品和1个航次的表层沉积物样品，研究人员将样品中的总有机碳分为颗粒态有机碳（POC）、颗粒态黑碳（PBC）、溶解态有机碳（DOC）和溶解态黑碳（DBC），在渤海区域开展其循环和收支研究。主要形成以下认识：（1）单一颗粒相或溶解相的碳组分在渤海具有相似的循环模式，但颗粒相和溶解相的循环模式存在明显差异；（2）对颗粒相而言，大气沉降和河流输入主导外源输入，埋藏至沉积物主导输出，渤海海峡处的交换表现为从渤海向北黄海的净输出；（3）对溶解相而言，渤海海峡处的交换主导输入和输出，溶解相在渤海海峡处的交换处于动态平衡（见图2）。尤其值得指出的是，春季频发的沙尘天气对渤海碳循环的影响显著。以2015年3月至5月为例，两次典型的沙尘事件（3月28日至31日、4月15日至16日）可贡献春季渤海有机碳和黑碳总沉降量的接近50%。

相关研究成果发表在Global Biogeochemical Cycles上以亮点文章形式发表。

 

图1 渤海大气沉降、河流水体、海峡水体和表层沉积物采样站位图

图2 渤海POC、PBC、DOC、DBC收支框架图