文章荐读
张洋等人(2024)在Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology上发表论文"Root distributions, precipitation, and soil structure converge to govern soil organic carbon depth distributions"。
文章简介
边缘海在全球碳循环中起着至关重要的作用，约占世界海洋二氧化碳净吸收量的20%。北黄海(NYS)是西太平洋的一个半封闭边缘海，受海平面变化、季风动态、洋流和厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)活动等因素的影响，是一个重要的碳汇。本研究检测了北黄海538厘米长的沉积物岩芯W03(10.3 kyr BP至现在)。文章分析了有机碳指标，包括总有机碳(TOC)、TOC的稳定碳同位素(δ13C)、总氮(TN)和海洋产生的脂质生物标志物。文章的研究结果表明，在全新世早期，由于大陆架的暴露，有机碳埋藏与海平面波动之间存在很强的相关性。全新世中期，黄海暖流的入侵增加了海水的盐度和温度条件以及营养水平，从而增强了海洋有机碳的埋藏。在过去的3.3 kyr BP中，ENSO变化和东亚冬季风(EAWM)的加剧加强了沿岸流，有助于更好地保护有机碳。此外，周围大陆的人类活动增加了陆地输入，改变了有机碳的埋藏方式。黑潮活动的增强也将更多的盐水和温水引入北黄海，影响了浮游植物的生产力和群落结构，正如C37烯酮的增加所表明的那样。这项研究强调了北黄海有机碳埋藏过程中地质因素的复杂相互作用，为全球变化影响下边缘海有机碳动态提供了有价值的见解。
研究目的
在这项研究中，文章利用从北黄海西部泥质区收集的沉积物岩芯W03进行了全面分析，包括沉积物粒度、总有机碳(TOC)、TOC的稳定碳同位素(δ13C)、总氮(TN)和海洋产生的脂质生物标志物，如烯酮、菜子甾醇和甲藻甾醇。文章的目标是探究：
★全新世北黄海有机碳埋藏的演化历史；
★全新世早期海平面快速变化对海洋有机碳埋藏的影响；
★自过去7千年以来，东亚季风ENSO及其相关的海洋动力环境变化对海洋有机碳演化的影响。
研究结果
图1 研究区域地图，显示了W03岩芯和该研究参考岩芯的位置。KC：黑潮；YSC：台湾暖流；YSWC：黄海暖流；YSCC：黄海沿岸流；SPCC：山东半岛沿岸流；NJCC：苏北沿岸流。灰色虚线表示黄海的淤泥区。
图2 W03岩芯的年龄深度模型和沉积速率。
图3 W03岩芯的岩性和粒度指标。(a)不同组分的占比；(b)平均粒径；(c)筛分系数；(d)偏态；(e)峰度。
图4 W03岩芯的沉积有机碳指标。(a)W03岩芯总有机碳(TOC)含量；(b)W03岩芯中的δ13C；(c)W03岩芯总氮含量；(d)W03岩芯中的菜子甾醇含量；(e)W03岩芯中的甲藻甾醇含量；(f)W03岩芯中的C37烯酮含量。(g)W03岩芯中基于 U37k'的海面温度(SST)。
图5 W03岩芯古记录的比较。(a)全新世期间的海平面变化；(b)W03岩芯TOC含量；(c)W03岩芯的δ13C；(d)W03岩芯海洋生物标志物总含量∑(A+B+D)；(e)W03岩芯的海洋贡献比；(f)岩芯W03的陆地贡献比；(g)W03岩芯的总有机碳与总氮之比。
图6 (a)海侵体系中的海平面上升；(b)W03岩芯TOC含量；(c)W03岩芯的δ13C；(d)中国黄土高原堆积归一化平均粒径记录；(e)M7-4岩芯Sr/Ba比值；(f)基于C37烯酮的W03岩芯SST记录。
图7 全新世中期以来东海地区古记录的比较。(a)世纪ENSO频率；(b)中国黄土高原堆积归一化平均粒径记录(青色)和东海冬季风风速(蓝色)；(c)中国三宝洞石笋的δ18O；(d) 255号和B-3GC岩芯之间的SST梯度；(e) P. obliquiloculat的丰度；(f) 岩芯W03的C37烯酮含量；(g) 降解指数；(h) W03岩芯TOC含量；(i) 岩芯C05的生物硅。
图8 北黄海有机碳埋藏的概念图。(a)和(b)中的浅灰色区域代表全新世以来的海平面和海岸线。黑色和红色箭头的宽度分别表示黑潮和黄海暖流的强度。图8c中的SR代表沉积速率。蓝星代表核心W03的位置。
主要结论
★北黄海的有机土埋藏在全新世期间经历了物源的重大变化，并受到全新世早期海平面变化的极大影响。MWP-1C事件后，黄河口南移导致进入北黄海的陆地有机碳输入减少。
★强烈的东亚冬季季风，以及河流输入和降水的波动，是影响全新世中期北黄海有机碳埋藏的主要因素。此外，文章新的SST记录表明黄海暖流入侵增加了北黄海的SST。高盐度水的涌入影响了浮游生物藻类的丰度，导致海洋脂质生物标志物含量的波动。
★自大约3.3 kyr BP以来，ENSO和东亚冬季风的加剧加强了沿岸流，导致相对较高的沉积速率，缩短了氧气暴露时间，减缓了有机碳降解。同时，强劲的黑潮携带的高盐度水团增加了北黄海中嗜盐海洋脂质生物标志物（C37烯酮）的含量。此外，人类活动通过改变植被覆盖率对土壤侵蚀产生了重大影响，从而影响了北黄海的土地输入和有机碳埋藏。
文章来源：Zhang, Y., Wang, H., Hu, L., Xing, L., Li, G., & Wu, X. (2024). Different pacemakers of marine organic carbon burial in the North Yellow Sea from the early to late Holocene. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 652, 112408.
文字：孙赫晨
排版：孙赫晨
