《表4 湛江湾沉积物中与营养盐相关的主微量元素参数》

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《应用有机碳同位素技术研究湛江湾生态环境的变化过程》


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基于湛江湾沉积物碳酸盐含量、TOC含量以及TN含量的高精度曲线变化特征,在一定程度上可以判断沉积物δ13C的主要影响因素。研究表明,水介质中溶解CO2的高低与气候冷暖有较为明显的相关性[21]。通常温度升高,溶解CO2降低,光合作用所需CO2供给不足,藻类会利用HCO3-中的13C进行固碳,导致沉积物δ13C变重。相反,温度降低,会增加水环境中CO2溶解量,藻类会优先利用CO2中的12C进行固氮,沉积物进而会记录更负的δ13C值。伍红雨等[22]利用广东省86个站点自1961-2009年最高气温资料,分析了广东高温日数、极端最高气温的时空变化特征,结果表明广东省近50 a来气候变暖趋势明显,其年平均气温趋势系数约0.014 5℃·a-1。区域内气候变暖的趋势与湛江湾沉积物逐渐增加δ13C值相一致,表明气候变暖可能是控制沉积物δ13C值的因素之一。此外,水中溶解无机碳的丰度与水体营养化程度有关。湛江湾沉积物中碳酸盐含量从底部8.57%持续增加到顶部的22.02%,表明水环境中溶解HCO3-含量逐渐增加。而此时TOC含量与HCO3-含量同步增长,说明水环境中总碳含量的增加,意味着在不同沉积阶段湛江湾生产力是逐渐增加的,此时存在更多的溶解HCO3-可以供给海湾高生产力需求。不仅如此,沉积物中的总氮、总磷等营养盐类组分、铁、锰等微量元素含量随深度降低均有明显增加的趋势(表4),这些因素均支持湾内水体的营养状态的逐渐增强的趋势。生产力和营养化程度随沉积物深度的降低,必然会导致藻类优先利用HCO3-中的13C进行固碳,导致沉积物有机碳同位素会相对偏正,与湛江湾沉积物δ13C变化吻合。