150年来现代黄河三角洲沉积物碳埋藏记录及影响机制研究

Yellow river delta (YRD) has a high sedimentation rate, which has a huge carbon buried capacity. However, there has been little research on carbon buried flux, and especially the study on combining the change of carbon buried flux with delta development need more research at present in this area. Thus, based on samples and data of five boreholes which has got through the bottom of the modern YRD and represent different delta lobes, δ13C, TC, TOC, TN, particle size and pH being tested, the precise age of sediments and sedimentary environment will be determined by A comprehensive analysis method combining historical geography and sedimentary geology with historical data. The process of delta development will be described and the spatial and temporal pattern of the carbon buried flux of sediments will be built. Carbon from continental being separated by the analysis of δ13C and C/N, the spatial-temporal evolvement of organic carbon buried flux will be revealed, and influence mechanism of organic carbon coming from continental will be stated by study on the spatial evolution of sedimentary environment and temporal variation of water and sediment discharge influenced by human being. This study will help to completely know the buried ability of sediments for organic carbon from continental in modern YRD in the last 150 years and solve the problem of “lost carbon” in the carbon cycle between the continental and ocean.

黄河三角洲沉积物沉积速率快，碳埋藏能力巨大。但目前该区域沉积物的碳埋藏通量研究很少，特别是将碳埋藏通量变化与三角洲发育演化结合研究不够深入。本研究旨在该区获得的打穿现代黄河三角洲底部且揭示不同时期三角洲叶瓣活动的5个钻孔样品和数据基础上，进行δ13C、总碳、有机碳、总氮、粒度和pH补充和加密测试，结合历史资料，运用改进的历史地理学和沉积地质学综合分析方法对沉积物精确定年，确定三角洲沉积环境，阐述三角洲发育演化过程，建立沉积物碳埋藏通量的时空格局。通过δ13C和C/N分析，分离出陆源碳，揭示陆源有机碳埋藏通量的时空演变规律，阐明三角洲沉积环境在空间上的演变以及人类活动影响下的黄河入海径流输沙量在时间序列上的变化对陆源有机碳埋藏的影响机制。本研究有助于全面深入认识150年来现代黄河三角洲沉积物对陆源有机碳的封存能力及变化成因，研究成果可为解决陆-海碳循环过程中的“碳丢失”科学问题提供重要参考。

有研究发现，每年大量陆地侵蚀的有机物经河流汇入海洋，但在海洋中却找不到足够的陆源碳踪迹，出现了所谓“丢失的碳”，陆源有机物在陆地-海洋碳循环沉积过程正日益引起研究人员的重视。黄河三角洲是世界上发育速度最快的河口三角洲之一，由于黄河高泥沙含量，该区沉积物沉积速率快，碳埋藏速率明显高于其它地区，沉积物碳埋藏能力巨大。本项目通过对打穿现代黄河三角洲底部且揭示不同时期三角洲叶瓣活动的5个钻孔样品和数据研究，运用改进的历史地理学和沉积地质学综合分析方法对沉积物精确定年，确定了三角洲沉积环境，阐述了三角洲发育演化过程。同时，本项目通过对沉积物进行总碳、有机碳、总氮、营养元素、粒度、pH等测试分析，建立了现代黄河三角洲沉积物碳埋藏通量的时间序列和空间结构，揭示了碳埋藏的影响机制。研究结果表明现代黄河三角洲总碳埋藏通量范围为1380.8-55009.62 g/(m2•a)，平均值为9400.81 g/(m2•a)，有机碳为埋藏通量为143.45-7359.15 g/(m2•a)，平均值为1530.34 g/ g/(m2•a)，远高于世界其它高Corg浓度的湿地，具有更好的固碳能力，是巨大的碳汇地质体。沉积速率是总碳和有机碳埋藏通量的最主要因素。粒度、营养元素（Cu、Mn、TN、Zn、Al、Fe、Mg、Ca、K）及pH对总碳和有机碳的富集都有一定的影响。不同沉积环境碳埋藏通量不同，总碳和有机碳埋藏通量在三角洲前缘最大，达到17982.40 g/(m2•a)和2564.03 g/(m2•a)，而在三角洲平原最小，分别为4499.69g/(m2•a)和838.04 g/(m2•a)，顺序依次为三角洲前缘>三角洲侧缘>前三角洲>三角洲平原。本研究成果对解决陆-海碳循环过程中“碳丢失”科学问题具有重要的意义。