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| 人类活动每年向大气排放的CO2约为65亿t，其中留在大气中的约占50%，大洋吸收约16亿-20亿t，陆地生态系统大约吸收0.7亿~1.4亿t(Bates，2001；Battle et al.，2000),还有大约13亿t找不到去处，称为大气CO2丢失项，而陆架边缘海有可能是这丢失项的去处。近海沉积物是大气二氧化碳的接受者，同时当条件合适时沉积物中的碳又可被释放重新进入水体乃至大气中，是碳循环中的重要源与汇，因此海洋沉积物在碳循环中的作用是全球碳循环的一个关键环节。虽然近十年来这方面的研究已经引起众多学者的关注，对沉积物中的碳循环进行了较大量的研究，取得了一系列成果，但海洋沉积物在碳循环中的作用和过程至今并未查清，具体体现在海洋沉积物在海洋碳循环中起什么作用？起多大作用？在哪些方面影响和控制海洋碳循环？这些均需要科学家们长期的艰苦努力，以便在更深入、更系统和更高层次上研究解决困扰当今人类的涉及碳循环这一重大环境科学问题。
海洋沉积物为海洋环境中的一个主要研究对象，其中的碳与水体-生物体以及大气、入海河流等进行着不间断的交换、大气中的气体碳经过复杂的海洋生物地球化学过程转化为水体中的溶解碳，再变为颗粒碳，经沉降最终形成沉积物，在适宜的条件下上述的反过程同样会发生。因此，研究海洋沉积物中的碳在其循环中的作用是非常困难的。碳是最主要的生源要素，更是生命活动能流、物流中最重要的元素，几乎所有的生物地球化学循环过程都与它有关，因而有关碳循环的研究是目前全球变化研究的热点。许多国际研究计划均以此为核心研究内容。如国际地圈与生物圈计划(IGBP)中的全球海洋通量联合研究(JGOFS)、全球生态系统动力学(GLOBEC)以及上层海洋与低层大气研究计划(SOLAS)等(唐启升，2001；宋金明，2000)。碳循环研究以 JGOFS计划2001年基本结束为标志，通过近十几年的研究，取得了丰硕的成果，系统了解了海洋循环的过程及界面碳通量，对全球碳循环也有了一个初步的了解。为进一步深入开展这方面的研究作者从海洋沉积物中碳的形态与来源、海水及颗粒物中碳与沉积物碳的关系、表层沉积物再悬浮对碳循环的影响以及沉积物中碳的早期成岩作用等几个方面阐述了海洋沉积物中碳循环目前的研究进展。 |
| 关键词: 碳循环 碳源 迁移 转化 |
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| 分类号: |
| 基金项目:中国科学院海洋研究所调查研究报告4589号。中国科学院知识创新工程重大项目(KZCX1-SW-01-08)；中国科学院“百人计划”及国家杰出青年科学基金(No.49925614)资助。 |
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| Sources, Removal and Transformation of Carbon in Marine Sediments |
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LI Xuegang1,2, SONG Jinming1
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1.Institute of Oceanology, The Chinese Academy of Sciences;2.Graduate School of the Chinese Academy of Sciences
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| Abstract: |
| As the main source and sink of global carbon, marine sediments play an important role in the marine carbon cycle. This paper reviews the progress of recent years research on the marine carbon cycling in marine sediments. The main forms of carbon in marine sediments are organic carbon and inorganic carbon, which come mainly from river transport, marine autogenesis and atmosphere settlement. The ratios of C/N and δ13C could be used to determine the carbon origin. The dissolved carbon in seawater could be converted to particulate carbon through biological process, such as photosynthesis, and reef building process. Ninety percent of particulate carbon participating in the carbon recycling process are released in the settling process; less than 10% are deposited on the bottom sediments, still less are imbedded. Early diagenesis occurs after carbon is transported to sediments from seawater. Organic carbon is oxidized by oxygen, nitrate, oxides of Fe and Mn, sulfate, then finally become CO2 and other products. CO2 could cause change of PH value in sediments, and then destroy the balance of carbonate, and result in dissolution or precipitation of carbonate, Carbon may be transferred into seawater and take part in the recycling process, wherein biological processes play an important role. The complex biogeochemistry processes in the compound system of sediment and seawater control the carbon cycle in marine. |
| Key words: carbon cycle transformation |
