应用脂类化合物研究北黄海沉积物有机碳的埋藏特征
北黄海作为西北太平洋边缘海，承载着人类活动的巨大压力，又是备受多国争议的海区，过去对该海域沉积物有机碳的分布、迁移、降解过程认知较少。本文通过研究北黄海沉积物中不同形态脂类化合物的分布特征，探讨该区域沉积物有机碳的来源和迁移转化规律，阐述其沉积和埋藏特征，丰富西北太平洋边缘海有机碳生物地球化学的研究内容。
研究结果显示，北黄海表层沉积物总有机碳含量范围为0.34～1.43％。研究区域中部有机碳含量高于沿岸海域，辽东半岛沿岸高于山东半岛沿岸。垂直方向上总有机碳含量为0.74～0.97％。最大值出现在8 cm层，8 cm层以上有机碳含量随深度而增加，8 cm层以下有机碳含量显著减少，底层达到最小值。
沉积物中共检出游离态、皂化结合态和矿物结合态脂肪酸分子31种，包括17种正构饱和脂肪酸(C10:0～C28:0)，6种支链脂肪酸(如i-13:0、i-14:0等)，7种单不饱和脂肪酸(如C16:1、C18:1n9、C18:1n7和C20:1等)，1种多不饱和脂肪酸(C18:2)。共检出3类25种中性脂类化合物，包括植醇(phyto1)，11种脂肪醇分子(碳数在12～26之间)和13种甾醇分子(碳数在27～30之间)。
研究区域表层沉积物中游离态脂肪酸含量变化范围为6.58～82.24μg/(g干重)，游离态中性脂含量变化范围为2.63～43.52μg/(g干重)。两者含量分布均与有机碳一致，即中部高于沿岸海域，辽东半岛沿岸高于山东半岛沿岸。沉积物中有机碳含量和游离态总脂含量相关系数为0.9710，推测天然的生物源有机碳可能是沉积物中总有机碳的主要来源。垂直方向上游离态脂肪酸含量范围为7.57～31.80μg/(g干重)，游离态中性脂含量范围为4.7l～17.14μg/(g干重)，两者均呈现随深度增加含量逐渐降低的趋势。
表层沉积物中皂化结合态脂肪酸占总脂肪酸含量的39.36～64.13％，垂直方向上，皂化结合态脂肪酸所占百分比为49.80～58.11％；皂化结合态脂肪酸是研究区域脂肪酸的主要形式。游离态中性脂是北黄海表层沉积物中中性脂的主要形式，占总中性脂含量的48.66～67.10％，而在垂直方向上则以皂化结合态中性脂为主，沉积物中层和底层皂化结合态中性脂分别占总中性脂61.66和48.73％。
在研究区域表层沉积物中游离态和矿物结合态脂肪酸以微藻源脂肪酸占优势，平均含量为31.83和16.38％，皂化结合态中则以细菌源脂肪酸的平均含量较高，为19.35％，体现了表层沉积物中海洋初级生产力及海洋自生源物质对有机碳的贡献，细菌对有机质的贡献和信息在皂化结合态脂肪酸得到了更好地保存。在垂直方向上，细菌源脂肪酸在三种形态中的变化范围为20.74～34.33、19.14～19.72和10.31～12.36％，细菌取代微藻成为沉积物深层脂类物质的主要来源。表层沉积物中游离态和皂化结合态中植醇含量范围分别为0.15～6.65和1.20～13.74μg/g(干重)，垂直方向上植醇含量范围则为0.52～2.90和1.68～9.69μg/g(干重)，均大于C24和C26脂肪醇含量，说明浮游植物对中性脂的贡献大于陆生高等植物。
陆源脂类化合物存在明显的由岸向海的水平迁移过程；混合源和微藻源脂类物质含量的水平分布差异与浮游植物生产能力有关，可能存在近岸向近海及中部区域的输送过程。细菌源脂肪酸在研究区域的含量差异主要受物源供应量和降解因素所控制。在垂直方向上，陆源脂肪酸向下层迁移埋藏的特征不明显，而C24和C26脂肪醇含量在沉积物中下层表现出向下沉积的特征。微藻源脂肪酸和植醇在沉积物深层有机质发生向下层迁移和积累的过程。深层混合源脂肪酸的性质相对稳定，沉积物中多种来源的有机质为微生物的降解作用提供了充足的碳源。
北黄海沉积物有机碳含量的高低值与水柱中Ch1α的高低值对应，体现了现场生产力对沉积物有机碳含量分布的影响，同时该区域复杂的水文条件、沉积物输运特征、物源供应量、沉积物粒度、氧化还原条件、生物扰动和生物降解也影响沉积物中有机碳含量。
北黄海;沉积物;有机碳;脂类化合物;埋藏特征
中国海洋大学
硕士
环境科学
邹立
2012
中文
P736.21;X145
73
2012-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）