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陆源有机碳经河流向海洋的水平输送以及海洋有机碳的垂直沉降是海洋碳循环的两个重要环节,识别和量化海洋环境中有机碳的来源一直是海洋学界关注的热点。现有研究大多集中在边缘海特别是河口和大陆架区域,极少涉及到水深超过6,000 m的深渊区。深渊海沟作为海洋最深的区域(6,000~11,000 m),目前是地球上最不被人类了解的生境之一,但最近的研究表明,深渊海沟与深海平原相比,深渊海沟具有相当高的沉积速率、生物量和微生物活性,这表明深渊区在全球海洋生物地球化学循环中的作用不能忽略。同时,深渊作为海洋的最深处,是否是陆源有机碳在海洋中的汇也是一个值得关注的科学问题。克马德克海沟是世界十大最深海沟之一,位于太平洋西南部,靠近克马德克群岛。目前我国科研人员对深渊的研究目前主要集中在马里亚纳海沟,关于克马德克海沟有机质的研究报道还很罕见,并且。因此,在这一区域开展沉积有机质的研究在一定程度上填补了西南太平洋海洋有机物来源、归宿等研究领域的空白。本研究基于克马德克海沟轴部两个站位(site 4,6)及临近深海平原(site 7)一个站位的柱状样品,分析了沉积物全样和分子水平的特征,前者包括总有机碳(TOC)、总氮(TN)含量、碳稳定同位素(δ13C)、放射性碳同位素(Δ14C)以及210Pb活性。后者则包括烷烃、脂肪酸、脂肪醇和甾醇四种生物标志物。基于这些数据,得到三个结论:一、生物标志物:正构烷烃呈现短链占统治地位的单峰形分布(20),表示克马德克海沟沉积有机质以海源为主。部分样品正构烷烃的碳优势指数(CPI)值接近于1,表明正构烷烃具有较高的成熟度,同时表层沉积物奇偶优势指数(OEP)与石油碳氢化合物指标相近,反映出海沟中存在化石燃料衍生的正构烷烃。脂肪酸呈现出以C16为主峰的单峰形分布,体现了海源有机质输入为主。同时深海平原站位(site 7)较海沟轴部两个站位(site 4,6)受到了更明显的细菌活动的影响。以C18脂肪醇呈现的单峰形分布同样体现了海源输入为主的输入模式,海沟轴部两个站位(site4,6)含有较高的C22脂肪醇,反映了海洋水生植物的贡献,可能来自附近的浅海海域,进一步体现了海沟的汇聚效应。海沟轴部两个站位(site 4,6)中甾醇的来源主要是陆源植物和浮游动物,深海平原区域(site 7)中的甾醇只体现出海源输入。甾醇的站位差异性更加明确了site 7站位只受到海源输入的影响,体现出海沟特殊的地形阻隔了陆源输入对于深海平原的影响,防止了陆源输入的扩散。综上所述,克马德克海沟的沉积有机质以海源为主。二、沉积环境分析发现:(1)在site 6站位,无论是生物标志物浓度还是TOC、TN含量和C/N比值,都随着深度增加出现了减小的趋势,体现了一个明显的成岩变化过程。(2)在site 7站位具有最慢的沉积速率,海洋有机质占绝对优势,但较强的细菌活动改变了海洋输入的TN的变化情况,也造成了生物标志物在沉积柱中分布变化波动极大。(3)在site 4站位,全样指标揭示了柱状样中存在浊流活动沉积,这也解释了四种生物标志物总含量为何会出现大的波动。因此,浊流沉积会对生物标志物的物源指示产生一定的干扰,需结合多种指标共同分析,才能准确判断有机质来源。同时site 4具有特殊的沉积环境,有助于有机质的埋藏。三、有机质的运输和埋藏:(1)通过全样指标结合四种生物标志物,并进行站位之间的横向比较发现,虽然在site 4站位0~10cm出现了浊流沉积,导致了TOC、TN、C/N、210Pb、δ13C、Δ14C指标以及正构烷烃总量、脂肪酸总量和脂肪醇总量的剧烈变化,但在site 4站位中指示陆源输入的长链类脂物含量并未出现类似全样指标和生物标志物总量变化情况的剧烈波动,反而波动较小。与此同时site 6站位指示陆源输入的长链类脂物含量波动也很稳定,结果表明在长时间尺度上海沟的陆源有机质输入量变化不大。哪怕深层沉积物因地质活动影响变为表层沉积物,也不会导致长链类脂物含量产生大的波动。于site 4,6体现出持续稳定的陆源输入,这表明陆源输入应该来自于洋流带入,并在带入过程中经过了均匀地混合,因此沉积柱中陆源生物标志物呈现相对恒定的浓度。(2)在海沟中轴部发现生物标志物含量要高出临近深海平原区一到两倍,这是由于克马德克海沟独特的V形地貌增强了有机质的汇集效应,它可以促进海沟中轴部有机碳的埋藏。(3)克马德克海沟的site4站位具有强烈的浊流活动,这与附近深渊和非深渊站位有明显差别,证明了海沟有机质沉积的高度异质性,该特性会对海沟生态环境产生影响。此外,结合三个站位的TOC情况分析发现,浊流活动不一定会提高沉积有机碳的含量,但较快的沉积速率会增加沉积有机碳的埋藏通量。