深渊海沟是水深超过6000米的海域,是海洋的最深处,因其独特的生态环境和生物地球化学过程,被认为是地球上最不被人了解的生态环境之一。近年来,深渊海沟逐渐成为海洋科学界研究的热点话题,研究人员通过对深渊海洋生物、海洋化学、海洋地质等方面的研究,发现有机质的输入、含量和活性对于维持深渊生态系统和深渊生物地球化学循环起着重要作用。阿塔卡马海沟位于东太平洋最南端,属于秘鲁-智利海沟深渊系统。阿塔卡马海沟所处的海域受到强烈的上升流影响,具有非常高的初级生产力,在全球海沟中仅次于班达海沟和爪哇海沟。然而,阿塔卡马海沟毗邻世界上最干旱的沙漠-阿塔卡马沙漠,这也使得该海区陆源物质的输入主要依赖风力输送而不是河流输送。前人关于阿塔卡马海沟的研究多集中于浅海和半深海区域,还未涉及到深渊区。在智利海域,随着离岸距离的增加,非深渊区和深渊区在上升流强度、陆地输入贡献以及有机质输入方式上具有明显的差异,因此开展深渊区和非深渊区的对比研究对于理解深渊物质的来源、搬运和降解过程,进而理解深渊海沟的生物地球化学过程具有重要的意义。本论文的研究对象是来自阿塔卡马海沟的4个柱状沉积物（A1、A5、A9、A10）样品。这些样品由科研人员于2018年3～4月搭乘德国太阳号科考船（RV SONNE）在阿塔卡马海沟采集得到。其中柱状样A5（柱长30 cm;水深7700 m）和A10（柱长35 cm;水深7700 m）来自深渊区,柱状样A1（柱长20 cm;水深2560 m）和A9（柱长15 cm;水深4050 m）则来自靠近陆地一侧的非深渊区。本论文分析了这4个沉积柱状样的正构烷烃和脂肪酸生物标志物,通过对比不同站位和同一站位不同沉积深度的生物标志物含量、组成和多种指标,以了解阿塔卡马海沟沉积有机碳的来源、分布和降解特征。本论文共检测到16种正构烷烃化合物,包括6种碳链长度小于22的正构烷烃(＜C22);4种碳链长度在22至25之间的正构烷烃(C22～C25);6种碳链长度大于25的正构烷烃(≥C25)。在非深渊A1和A9站位,表层沉积物的正构烷烃表现为高、低碳的双峰分布特征;而在深渊A5和A10站位,表层沉积物的正构烷烃表现为高碳数占绝对优势,且存在明显的奇偶碳数优势。这表明在阿塔卡马海沟非深渊站位表层有机质既有海洋来源又有陆地高等植物来源,而在深渊站位表层有机质则以更多的来自陆地高等植物的贡献为主,这可能与正构烷烃是植物类脂物的重要组成、且化学性质稳定有关,因此在从陆地向深渊输送过程中与其他活泼有机物相比,能够得到更好的保存。正构烷烃C31/C29的比值呈现出不同的垂向分布特征。在非深渊A1站位,C31/C29的比值在1左右;非深渊A9站位,C31/C29的比值在0-4.5 cm深度小于1,而在4.5 cm以下,C31/C29的比值大于1;而对于深渊A5站位,C31/C29的比值除最底层大于1以外,其他各层均小于1;在深渊A10站位,C31/C29的比值也在1左右。这些结果表明非深渊A1站位陆地高等植物以草本植物和木本植物共同影响,A9站位陆地高等植物来源即草本植物和木本植物在不同沉积物深度中所占的主导地位不同;深渊A5站位有机质以木本植物的输入为主,A10站位有机质是以草本植物和木本植物混合输入为主。最后,非深渊站位总正构烷烃含量随深度的增加较稳定的降低,而深渊站位总正构烷烃含量在不同深度变化幅度较大,表明阿塔卡马海沟在非深渊站位呈现出一种较为稳定的沉积环境,而深渊站位则呈现出不稳定的沉积环境。除正构烷烃外,本论文还在沉积物中检测到50种脂肪酸化合物,包括来自陆源有机质的长链饱和脂肪酸,来自海源浮游植物的短链饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸,以及来自细菌的甲基支链脂肪酸。总脂肪酸的平均含量在非深渊站位A1最高（13.4±2.9μg/g dws;dws为沉积物干重dry weight sediment）,而深渊站位A5最低（5.4±2.2μg/g dws）,这可能与各站位的初级生产力和水深有关。在所有站位中,海源脂肪酸均处于主导地位（61.6±9.2%）,其比例显著高于陆源脂肪酸（33.6±10.7%）和细菌脂肪酸（4.9±2.3%）,表明在阿塔卡马海沟沉积物中脂肪酸主要是海源有机质的贡献。在每个站位,随着沉积物深度的增大,陆源脂肪酸的比例均明显增加,而海源脂肪酸的比例则减少,该结果与脂肪酸指数（FA-Index）的结果一致,表明短链脂肪酸和不饱和脂肪酸相比于长链饱和脂肪酸更易被降解。最后,非深渊站位的脂肪酸含量随着深度的增加表现出明显的降低,呈现出稳定沉积环境中典型的有机质成岩作用,而深渊站位的脂肪酸含量尽管出现波动,但随深度无明显的下降趋势,这可能归结于地震、浊流作用下形成的不稳定沉积环境,有助于有机质从非深渊区向深渊区的快速输入和埋藏。本论文的研究表明:1)深渊海沟与周边深海平原和半深海环境相比,具有明显不同的有机碳输入、埋藏和降解特征,这可能归结于深渊独特的“V”形地貌和频发的地震、浊流活动,这种独特的有机碳特征可能一定程度上解释了深渊海沟独特的生态系统;2)生物标志物及其指标能够灵敏指示深渊海沟有机碳的来源和降解程度,是研究深渊碳循环的一个有效的方法,今后可以在其他深渊海沟的研究中推广。