林泽恒 2022级硕士生

 导师：方仔铭 助理教授

毕业论文

论文题目：南海北部沉降颗粒物中有机碳和黑碳的含量与通量季节变化特征及来源解析

论文答辩时间：2025年06月10日

论文概要：大陆边缘普遍存在陆架和陆坡沉积物向海洋内部的侧向输送过程，该过程对中层海洋沉降颗粒物的组成特征及通量有重要影响。本研究基于时间序列沉积物捕集器的样品，探究南海北部陆坡中层水（740 m）沉降颗粒物的组成特征、输送机制及其对碳循环的贡献。通过稳定碳同位素（δ¹³C）和颗粒有机碳/颗粒氮比值（POC/PN）以及二元混合模型的分析，发现侧向输送颗粒有机碳（POC_lateral）占POC总通量的31±3%，且POC_lateral主要为海源。在2021年4月、5月，POC_lateral占比分别升高至69±12%、53±9%。根据海面高度异常（SLA）与颗粒物组分构成数据表明POC_lateral峰值主要由陆架沉积物的侧向输送导致。相比之下，垂向来源的POC（POC_vertical）通量与表层Chl-a浓度（R²= 0.62，p < 0.001）及生物硅通量（R²= 0.83，p < 0.001）均呈现出显著正相关关系，揭示了POC_vertical通量受控于硅藻主导的初级生产力。苯多羧酸（BPCA）法测定的颗粒态黑碳（PBC）结果显示，研究区域沉降颗粒物中PBC平均含量为0.12±0.02%，而PBC的通量变化范围为0.02~0.60 mg·m^-2·d^-1。运用二元混合模型计算表明28±16%的PBC来自侧向输送，72±16%的PBC来自垂向输出。垂向输出的PBC（PBC_vertical）通量与黑碳大气沉降通量相近，证明大气沉降是PBC_vertical的主要贡献者。侧向来源的颗粒物以小粒径（< 53 μm）为主，其生源组分（POC、PN、bSi）和PIC含量较低，可能与颗粒物在侧向输送过程中发生矿化有关。本研究量化了南海北部陆坡有机碳垂向输出和侧向输送的相对贡献，表明侧向输送对南海中深层有机碳具有重要贡献，并揭示了中尺度涡等水动力过程是有机碳侧向输送的重要机制，为边缘海碳循环过程及有机碳来源解析提供了新的观测证据。

林泽恒和课题组同学