长江口百年来底层水体缺氧在沉积物中的记录

世界范围内的缺氧河口及近海海域（又称"死亡区域"）自1960s以来呈指数级增加，对海洋生态系统尤其对底栖生态系统造成极大的改变和危害。我国对长江口外存在的缺氧现象缺乏监测和调查研究。项目选取长江口缺氧区内外的柱样沉积物为研究对象，在定年的基础上，综合地质、地球化学和矿物分析，研究生源要素（C、N、Si）、海绿石、有机碳稳定同位素、氧化还原敏感性元素、类脂生物标志化合物的组成及其变化趋势，结合水体和底质环境的历史和现场调查数据，筛选表征缺氧的特征参数，推测富营养化和缺氧发生的年代及发展趋势，探讨百年来自然变化和人类活动-尤其是化肥大量使用、重大水利设施的修建等与缺氧事件的关系。

选取长江口及邻近海域3个泥质区--东南泥质区（缺氧核心区）、浙江近岸泥质区（缺氧区但较核心区轻缓）和济州岛西南泥质区（缺氧区外）的柱样沉积物为研究对象，在210Pb定年的基础上，开展了粒度、总有机碳（TOC）、总氮（TN）、生物硅（BSi）、碳稳定同位素（δ13 Corg）、氧化还原敏感性元素（RSEs）和亲生物元素、生物标志化合物、XRD矿物等的分析测定。.百年来缺氧区外的济州岛西南泥质区TOC和TN在1940s~1950s之前、δ13 Corg在1970s之前不同程度递增，菜子甾醇、甲藻甾醇在1920~1960年期间增幅最大，1970s之后则均基本不变，RSEs和亲生物元素具有“粒度控制”规律，所在区域的生产力提高主要受东亚季风和环流等自然因素的影响。.缺氧较为严重的长江口东南泥质区TOC和TN自1970s起增加；δ13 Corg值、菜子甾醇和甲藻甾醇含量1950年前较低且基本不变，之后呈上升的趋势，尤其自1970s以来有显著增加；部分RSEs和亲生物元素不受控于“粒控效应”，其中Mo、Cd、As等RSEs和Ca、Sr、P等亲生物元素含量自1960s末以来明显富集，而Mn和V出现贫化，指示了缺氧区水体富营养化加剧和底层水体季节性缺氧引起的底层水-沉积物界面氧化还原环境的变化。.缺氧较为轻缓的浙江近岸泥质区菜子甾醇和甲藻甾醇含量分布与长江口东南泥质缺氧区的相类似，自1960s开始上升，1980s以来有显著增加，但生源要素、δ13 Corg、RSEs和亲生物元素等其它地球化学参数的分布与其它2个泥质区均有差异。.受人类活动如我国化肥施用量增加等影响，缺氧区浮游植物生产力自1950s~1960s以来呈上升趋势，陆源输入的营养盐通过初级生产过程，增加了沉积物中海洋自生物质输入量；营养盐N:P和N:Si比值的增加导致浮游植物优势种由硅藻向甲藻的转变。.研究表明：C/N 比不宜用于指示长江口沉积物有机质来源，而菜子甾醇较生物硅能更好反演水体硅藻生产力；菜子甾醇和甲藻甾醇等“生标”可作为反演长江口缺氧区生产力的替代指标，δ13 Corg、亲生物元素和部分RSEs（Mo、Cd、As）可反演长江口东南缺氧核心区富营养化和缺氧的发生发展；即长江口及其邻近海域1950s开始出现富营养化，1970s以来富营养化急速加剧；较为严重的缺氧始于1960s末，且亦呈进一步加剧的趋势。