近日，国际地学知名期刊《Geochimica et Cosmochimica Acta》发表了海洋地质国家重点实验室韦兵兵博士及其合作者的研究成果“River mouths are hotspots for terrestrial organic carbon burial on the Sunda Shelf: Implications for tropical coastal carbon sequestration”。该研究利用多种有机地球化学指标，揭示了陆源有机碳在马来半岛河口及其邻近的巽他陆架区的沉积命运。
由于流域的强烈侵蚀和丰富植被，热带山溪小河每年将大量沉积物和陆源颗粒有机碳输送至海洋。如果这些陆源有机碳能够被有效埋藏，它们将构成重要的大气二氧化碳“汇”，对于全球气候变化产生显著影响。然而，目前对这些陆源有机碳在陆架区的埋藏速率和效率仍缺乏深入研究。已有研究表明，在热带山溪小河主导的陆架区，陆源有机碳的整体埋藏速率和效率偏低，与其较大的输入通量之间存在显著差异。
图1：研究区地形、洋流及采样站位分布
为深入探讨这一问题，该研究应用多种有机地球化学指标（包括总有机碳13C组成、基于GDGT的BIT、#ringstetra和ΣIIIa/ΣIIa指标，以及基于长链二醇的%C32 1,15-diol指标），分析了河流、河口和邻近陆架区表层沉积物中的陆源有机碳比例和含量。结果表明，总有机碳13C组成和陆源有机碳指标在河流和近岸陆架区之间存在显著差异。基于总有机碳13C的端元模型计算表明，河流、河口和陆架区表层沉积物中的陆源有机碳含量分别为1.4 wt.%、0.8 wt.%和0.05 wt.%，存在显著差异。
图2：研究区各类地球化学指标结果
相比于河流和河口，邻近陆架区极低的陆源有机碳含量与有限的陆源沉积物输送有关，这一过程受到局部水动力和矿物快速絮凝等物理过程的控制。这些物理过程导致河口区域的陆源沉积物（11.5 ± 2.1 kg m−2 yr−1）和陆源有机碳（99.2 ± 29.0 g m−2 yr−1）埋藏速率都很高，甚至接近全球主要大河河口的水平。然而，在邻近陆架区，陆源有机碳的埋藏速率极低（0.1–0.5 g m−2 yr−1），可能反映在其向外输送过程中发生了快速降解，导致该区域的陆源有机碳埋藏效率（18.2%）略低于全球平均水平（21%）。
图3：研究区粒度和沉积速率分布（a）以及不同区域的划分（b）
表1：研究区内不同区域陆源有机碳的埋藏速率和通量
论文第一作者为我室韦兵兵博士（现于德国阿尔弗雷德魏格纳极地与海洋研究所从事博士后研究），我室贾国东教授为通讯作者，合作者还包括加拿大魁北克大学Stephanie Kusch教授、瑞典斯德哥尔摩大学大学吴珺洁博士，马来西亚登嘉楼大学Hasrizal Shaari博士, 以及德国阿尔弗雷德魏格纳极地与海洋研究所Gesine Mollenhauer教授。本研究得到了国家自然基金委和中国博士后科学基金项目的资助。
全文链接：https://doi.org/10.1016/j.gca.2024.10.037