【摘 要】
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随着全球变暖的加剧,北极作为全球气候变化的“放大器”和“晴雨表”,在全球碳循环研究中备受关注。拉普捷夫海是北冰洋典型的陆架边缘海,在北极大河勒拿河输入、季节性海冰过程、海洋初级生产力以及海岸侵蚀作用等环境因素的控制下,该区沉积有机碳的来源、输运和埋藏等过程独具特色。为进一步认识北极快速变化背景下现代沉积有机碳的源汇过程,本文基于2018年中俄第二次北极联合科考所获得的悬浮颗粒物、表层沉积物和多管沉
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（42130412, 42076074）； 山东省“透明海洋”科技创新工程专项项目（2018SDK0104-3）； 山东省“泰山学者”建设工程专项经费项目（TSQN20182117）；
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随着全球变暖的加剧,北极作为全球气候变化的“放大器”和“晴雨表”,在全球碳循环研究中备受关注。拉普捷夫海是北冰洋典型的陆架边缘海,在北极大河勒拿河输入、季节性海冰过程、海洋初级生产力以及海岸侵蚀作用等环境因素的控制下,该区沉积有机碳的来源、输运和埋藏等过程独具特色。为进一步认识北极快速变化背景下现代沉积有机碳的源汇过程,本文基于2018年中俄第二次北极联合科考所获得的悬浮颗粒物、表层沉积物和多管沉积柱样等样品资料,评估沉积环境、海洋初级生产力、河流输入、海岸侵蚀等因素对不同类型有机碳输运与埋藏的影响,初步揭示了近百年来有机碳的埋藏演化记录及其对气候环境变化的响应,为深入认识这一强烈陆海相互作用地区沉积有机碳源汇过程和演化特征提供了重要依据。主要认识如下:夏末秋初拉普捷夫海的颗粒有机碳（POC）的浓度位于35.27～1 185.58μg/L之间,受河流输入、海岸侵蚀和海洋初级生产力的影响,表层POC浓度分布呈现近岸高、远岸低趋势;底层POC浓度分布主要受控于沉积再悬浮作用,高含量POC出现在勒拿河三角洲的东部区域。总悬浮颗粒物（TSS）浓度与POC浓度总体呈显著正相关,显示出其对POC空间分布的直接影响,且两者在底层中的相关性要高于表层,可能表明不同层位的POC存在来源差异。研究区POC的δ13C值处于-31.03‰～-25.79‰之间,表层δ13C值较底层明显偏负,且部分站位的δ13C值甚至低于周边陆源有机碳的端元,这可能反映了除陆源输入的贡献外,近海浮游植物直接利用大量陆源有机质降解产生的溶解无机碳（DIC）的生产过程也对该区域POC的供应和来源解析具有重要的影响。表层沉积物中总有机碳（TOC）含量在0.07%～2%之间,受陆源输入的影响,整体表现出近岸高、远岸低的分布特征。对沉积物进行分类发现分布范围最广的为粘土质粉砂;并且随着沉积物颗粒越细,沉积物中的TOC%越高,表明该区细颗粒沉积物更容易富集有机碳等有机质。表层沉积物的C/N值在7.37～17.46之间,受陆源输入影响显著的区域C/N更高。δ13C值介于-27.47‰～-23.41‰之间,表现出近岸偏负、远岸偏正的特征,结合C/N综合分析,表明沉积有机碳同时受到陆、海源的贡献,空间分布上表现出近岸区域受陆源影响较大的特征,反映了径流输入和海岸侵蚀过程的直接影响;在外陆架和陆坡等深水区有机碳主要受海洋源的贡献为主。基于210Pb建立的近海陆架区LV83-28沉积柱的高分辨年代地层框架,重建了1950s年以来拉普捷夫海陆架有机碳的沉积记录。初步结果表明,该区沉积通量和有机碳埋藏通量逐年上升,这与北极快速变化背景下勒拿河的径流量增加和冻土的侵蚀强度等指标的不断增加的趋势相一致,反映了气候变暖背景下陆源颗粒物质向海供应的不断增加。沉积柱TOC%范围为1.75%～2.11%,垂向上表现为向上呈逐渐增加的趋势,特别是上世纪80年代（1980 s）后期开始,TOC埋藏通量明显升高,并与冻土侵蚀作用的加强相一致;δ13C值范围介于-26.09‰～-25.66‰,垂向上表现为向上部逐渐偏负,也表明受到陆源的影响逐渐增强。
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