关于海水颗粒有机碳(POC)变化的生物地球化学机制的研究
南极普里兹湾海域颗粒有机碳的变化特征
南极普里兹湾海域颗粒有机碳的变化特征于培松;扈传昱;朱根海;潘建明;张海生【摘要】1 引言海水中颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)被分为生命和非生命物质两部分,生命部分主要包括浮游生物和微生物等生命体,而非生命部分也被称为有机碎屑,主要是陆源输入物质以及海洋生物生命活动过程中产生的残骸和粪便.POC的生物地球化学行为是海洋碳循环研究的重要组成部分,POC通过沉降向海洋底层输送,为底栖生物提供物质和能量来源[1-2],并将真光层的生物生产和底层生物的活动有机地结合在一起[3-4].【期刊名称】《海洋学报（中文版）》【年(卷),期】2011(033)004【总页数】6页(P181-186)【关键词】颗粒有机碳;浮游植物;生物硅;普里兹湾;南极【作者】于培松;扈传昱;朱根海;潘建明;张海生【作者单位】国家海洋局第二海洋研究所,浙江杭州310012;国家海洋局第二海洋研究所海洋生态系统与生物地球化学国家海洋局重点实验室,浙江杭州310012;国家海洋局第二海洋研究所,浙江杭州310012;国家海洋局第二海洋研究所海洋生态系统与生物地球化学国家海洋局重点实验室,浙江杭州310012;国家海洋局第二海洋研究所,浙江杭州310012;国家海洋局第二海洋研究所海洋生态系统与生物地球化学国家海洋局重点实验室,浙江杭州310012;国家海洋局第二海洋研究所,浙江杭州310012;国家海洋局第二海洋研究所海洋生态系统与生物地球化学国家海洋局重点实验室,浙江杭州310012;国家海洋局第二海洋研究所,浙江杭州310012;国家海洋局第二海洋研究所海洋生态系统与生物地球化学国家海洋局重点实验室,浙江杭州310012【正文语种】中文【中图分类】P728.2;P736.41 引言海水中颗粒有机碳(particulate organic carbon, POC)被分为生命和非生命物质两部分,生命部分主要包括浮游生物和微生物等生命体,而非生命部分也被称为有机碎屑,主要是陆源输入物质以及海洋生物生命活动过程中产生的残骸和粪便。
深海沉积物中有机碳的沉积通量和地球生物地球化学效应
深海沉积物中有机碳的沉积通量和地球生物地球化学效应是地球科学领域中一个备受关注的重要课题。
深海沉积物中的有机碳是地球上最大的碳库之一，对全球碳循环和气候变化具有重要影响。
有机碳的沉积通量是指单位面积或体积的深海沉积物中有机碳的沉积速率，通常以克碳/平方米/年或克碳/立方米/年为单位。
深海沉积物中的有机碳来源主要有陆源输入和海洋生物生产。
陆源输入包括来自大陆排放的有机物质，如悬浮颗粒物、河流输入和陆架沉积等。
海洋生物生产则是指海洋生物通过光合作用吸收二氧化碳并转化为有机物质，随后沉积到海底形成有机碳汇。
深海沉积物中有机碳的沉积通量受到多种因素的影响，包括水体生产力、陆源输入、沉积速率、海底地貌等。
水体生产力的高低直接影响海洋生物的生产力和有机碳的沉积速率。
陆源输入的增加会增加深海沉积物中的有机碳含量，而沉积速率则决定了有机碳的沉积通量。
海底地貌的不同也会对有机碳的沉积通量产生影响，例如海底山脉和海沟等地貌对沉积速率和有机碳的保存具有重要作用。
地球生物地球化学效应是指生物对地球化学循环过程的影响，包括有机碳的生产、转化和降解等过程。
海洋生物通过光合作用吸收二氧化碳并释放氧气，从而在全球碳循环中扮演着重要角色。
海底生物也参与了有机碳的沉积和降解过程，对地球生物地球化学循环产生影响。
深海沉积物中的有机碳对全球碳循环和气候变化具有重要影响。
有机碳的沉积通量可以反映海洋生物生产力和陆源输入的变化，对全球碳平衡起着重要作用。
地球生物地球化学效应通过生物活动影响有机碳的转化和保存过程，进而影响全球碳循环和气候变化。
在未来的研究中，需要进一步探讨深海沉积物中有机碳的沉积通量和地球生物地球化学效应对全球碳循环和气候变化的影响机制，以更好地理解这一复杂而重要的地球系统过程。
通过开展更多的野外观测和实验研究，可以提高对深海沉积物中有机碳的沉积通量和地球生物地球化学效应的认识，为全球碳循环和气候变化的预测提供科学依据。
07第六章 海洋生态系统的分解作用与生物地化循环
二、沉积物中有机物质的分解作用和营养物质循环 特征
1、沉积物表层
• 有氧-有机物通过异养细菌的作用经氧化分解，终产物是
氧化态的无机化合物（CO2、NO3-），与水层一样。 2、沉积物内部 ⑴环境特点： • 缺氧−有几碎屑大量进入沉积物，细菌、真菌、原生动物
和其他栖居于沉积物中的生物的耗氧速率比能够扩散进来
③耐蚀阶段（refractory phase）： 上一阶段不易被分解的物质必须经过几个星期或几个 月的降解过程，最后剩余一些很难分解的、含腐殖酸的聚 合物或复合物，并最终形成海洋腐殖土（marine humus）。
小结：分解过程的特征和强度决定于分解者生物（细菌和
微型原生动物）、被分解物质的组分和理化环境条件。
第六章 海洋生态系统的分 解作用与生物地化循环
海洋科学 李洪利
第一节 海洋生态系统的分解作用
一、有机物质的分解作用及意义
1、生态系统的分解作用（decomposition）
动植物和微生物不断产生的死的有机物质（死亡残体、
排泄物）也贮存一定的潜能，这些有机物质在生态系统中 通过分解者生物的作用降解，最终无机元素从有机质中释 放出来（矿化作用，mineralization），同时能量也以热的 形式逐渐散失（放能），这个过程就是生态系统的分解
+
-
-
②海水中氮转化的两个重要作用：
• 硝化作用（nitrification）：
指海水中的氨离子（NH4+）如果没有被浮游植物所吸 收，则它将被氧化成为亚硝酸根（NO2－），并进一步氧 化为硝酸根（NO3－）。
• 反硝化作用/脱氮作用（denitrification）：
与硝化作用相反，某些脱氮细菌可以还原硝酸根和亚 硝酸根，这个反应可以进行到产生分子氮（N2）为止，在 缺氧情况下反硝化作用更加突出。
海水中颗粒有机碳的测定方法
海水中颗粒有机碳的测定方法
海水中颗粒有机碳的测定方法
海水中颗粒有机碳（Particle Organic Carbon，简称POC）是海洋碳循环研究的重要组成部分，因此测定海水中POC的浓度十分重要。
目前，测定海水中POC的浓度依赖于传统的碘量法，它要求样品中溶解性有机碳（DOC）的浓度不可低于一定限度，从而给测定带来不便。
然而，随着当前技术的发展，基于动力学离子液体色谱质谱联用技术（IC-LC-MS/MS）和原子吸收光谱（AAS）的方法被提出，较传统碘量法更为便捷精确。
IC-LC-MS/MS技术和AAS技术基本相似，都能够进行可逆化学反应测定目标分析物，但是大气电喷雾发射等复杂的技术操作工艺使得IC-LC-MS/MS技术要比AAS 技术操作复杂一些。
因此，AAS技术被用于测定海水中低浓度的POC，而IC-LC-MS/MS技术被用于测定高浓度的POC。
此外，因海水中POC浓度可能产生液相遗失等影响，因此需在测定过程中进行抽样装置的校正，使分析结果更加准确。
总的来说，传统的碘量法由于前期样品校正要求较高，使用上较为繁琐；而近年来随着基于IC-LC-MS/MS和AAS技术的测定方法的出现，测定海水中POC十分方便精确，值得推荐。
深海沉积物中有机碳的沉积通量和地球生物地球化学效应
深海沉积物中有机碳的沉积通量和地球生物地球化学效应下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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海洋储碳机制及相关生物地球化学过程研究策略
海洋储碳机制及相关生物地球化学过程研究策略海洋储碳机制是指海洋通过化学、生物和物理过程将二氧化碳转化为有机碳、无机碳和溶解态有机物质，从而将大气中的二氧化碳转移到海洋底层，实现碳储存和环境保护的重要过程。
相关的生物地球化学过程主要包括温室气体释放，海洋酸化，海洋生态系统变化以及生物生产等，这些过程对于全球碳循环及海洋生态环境的稳定性具有重要影响。
因此，对海洋储碳机制及相关生物地球化学过程的研究显得尤为重要。
针对上述问题，本文提出以下研究策略：1. 加强海洋生物生产的研究海洋生物生产是海洋储碳的重要机制之一，通过光合作用和贝类吞吃等生物活动可以将二氧化碳转换为有机碳物质，进而储存在海洋系统中。
因此，加强对海洋生物生产的研究，探究不同海洋生态系统和地域的生产能力和特征，对海洋储碳机制和全球碳循环的研究至关重要。
2. 深入探究海洋酸化机制海洋酸化是全球变暖的重要表现之一，也是海洋储碳机制的重要组成部分。
海洋酸化会导致海水pH值下降、离子强度增加，从而对海洋生态系统的稳定性和生物多样性构成威胁。
因此，深入探究海洋酸化机制，寻找有效的措施减缓海洋酸化过程，是海洋储碳和环境保护的关键。
3. 分析温室气体释放的动态变化温室气体主要指二氧化碳、甲烷和氧化亚氮等，它们会在海洋的物理、化学和生物作用下转移和储存。
但随着全球气候变化和人类活动的影响，海洋温室气体排放量的动态变化是不可避免的。
因此，通过对海洋温室气体释放的动态变化进行分析和研究，探究温室气体释放的机制和影响因素，对减缓气候变化和实现碳储存都具有重要的作用。
海洋生态系统是海洋储碳的重要载体，但同时也面临着各种威胁和挑战，包括气候变化、污染、过渡捕捞等。
因此，加强对海洋生态系统变化的研究，探究其机制和影响因素，是保护海洋生态环境、实现碳储存的关键。
结论海洋储碳机制及相关生物地球化学过程是进行全球碳循环和海洋生态环境保护的重要过程。
因此，在研究策略方面，我们应该加强海洋生物生产、海洋酸化机制、温室气体排放和海洋生态系统变化等方面的研究，为保护海洋环境和实现碳储存提供新的科学依据。
深海沉积物中有机碳的沉积通量和地球生物地球化学效应
深海沉积物中有机碳的沉积通量和地球生物地球化学效应深海沉积物中有机碳的沉积通量与地球生物地球化学效应【前言】深海沉积物中的有机碳是地球上最大的有机碳库之一，对全球碳循环、气候变化和海洋生态系统具有重要影响。
本论文将探讨深海沉积物中有机碳的沉积通量以及其对地球的生物地球化学效应，并对其意义和未来研究方向进行讨论。
【第一部分：深海沉积物中有机碳的沉积通量】深海沉积物中的有机碳主要来源于降水、陆地生物、河流输入和海洋生物。
这些有机碳通过不同的机制将沉积到海底，形成深海沉积物。
1. 降水降水是深海沉积物中有机碳的重要来源之一。
大气中的有机碳会随降水一同进入海洋。
研究表明，降水中的有机碳可以通过沉降和溶解两种方式沉积到深海沉积物中。
2. 陆地生物陆地生物是深海沉积物中有机碳的另一个重要来源。
陆地上的植物和动物通过不同的途径将有机碳带入海洋，其中包括河流输入、海岸侵蚀以及风化等。
这些有机碳随着陆地生物的衰死和分解被带入海洋，最终沉积到深海沉积物中。
3. 海洋生物海洋生物是深海沉积物中有机碳的主要来源之一。
海洋生物通过生长和代谢过程中吸收二氧化碳并生成有机碳，这些有机碳会随着海洋生物的死亡和沉降沉积到深海沉积物中。
深海沉积物中有机碳的沉积通量可以通过多种方法进行测定，包括沉积物样品的采集与测试、地球化学模拟实验等等。
通过这些测定与实验研究，我们能够了解有机碳的来源和沉积过程，从而对其地球生物地球化学效应进行深入研究。
【第二部分：深海沉积物中有机碳的地球生物地球化学效应】1. 全球碳循环深海沉积物中的有机碳在地球的碳循环中具有重要作用。
有机碳的沉积可以将二氧化碳暂时从大气中移除，从而减少温室气体的含量，缓解全球变暖的问题。
在海洋沉积的过程中，沉积物中的有机碳还会与矿物质结合形成有机质颗粒，从而对海洋生态系统的碳循环产生积极的影响。
2. 气候变化深海沉积物中有机碳的沉积通量与气候变化密切相关。
随着气候变暖，北极和南极冰盖融化加速，海平面上升和海洋环流变化，这些因素会影响深海沉积物中有机碳的沉积。
南黄海溶解有机碳的生物地球化学特征分析
南黄海溶解有机碳的生物地球化学特征分析贺志鹏;宋金明;张乃星【期刊名称】《海洋科学进展》【年(卷),期】2006(24)4【摘要】依据1997-2003年每年1次的南黄海调查得到的溶解有机碳(DOC)数据,重点分析了2002年秋末冬初季节南黄海DOC的分布特征及其生物地球化学控制机制.结果表明,2002年秋末冬初南黄海表层海水DOC质量浓度为1.62～2.42 mg/L,平均值为2.02 mg/L,高于大洋的平均值,具有典型近海特征;南黄海DOC分布呈现北部高,南部低,在量值上,A断面＞B断面＞C断面,且有显著近岸高、远离海岸中部海区低的特点.近岸高值区主要受陆源输入影响,包括径流输入和人类活动两个方面,陆源输入相对生物生产过程更为重要;中部低值区主要受控于来自东海低DOC海流的冲淡作用.垂直方向上DOC质量浓度变化不大,这明显与南黄海海水混合较好有关.7 a中南黄海DOC质量浓度总体上呈略微下降趋势,北部海域表现尤为明显,南黄海生物生产量的下降及近年来南黄海整体环境质量的提高是引起DOC下降的主要原因.【总页数】12页(P477-488)【作者】贺志鹏;宋金明;张乃星【作者单位】中国科学院海洋研究所,海洋生态与环境科学重点实验室,山东,青岛,266071;中国科学院,研究生院,北京,100039;中国科学院海洋研究所,海洋生态与环境科学重点实验室,山东,青岛,266071;中国科学院海洋研究所,海洋生态与环境科学重点实验室,山东,青岛,266071;中国科学院,研究生院,北京,100039【正文语种】中文【中图分类】X142【相关文献】1.南黄海表层沉积物中氮的分布特征及其在生物地球化学循环中的功能 [J], 吕晓霞;宋金明;袁华茂;李学刚;詹天荣;李宁;高学鲁2.春季水华对南黄海总溶解态无机砷生物地球化学行为的影响 [J], 孙友旭;任景玲;刘素美;刘诚刚3.南黄海沉积物中氮、磷的生物地球化学行为 [J], 宋金明;李学刚;邵君波;贺志鹏;张乃星4.南黄海及长江口邻近海域夏季溶解有机碳的分布特征及其影响因素 [J], 袁华茂;宋金明;李学刚;李宁;段丽琴;曲宝晓;卢汐;陈鑫5.南黄海盆地南部坳陷对冲挤压变形与拉张断陷叠加特征分析 [J], 黄建军; 牛华伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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研究题目
关于海水颗粒有机碳(POC)变化的生物地球化学机制的研究
研究目的
海水中颗粒有机碳(POC)的生物地球化学行为是海洋碳循环研究的重要组成部分,近年来的研究取得了重大进展,主要阐述了海水POC生物地球化学研究的概况。
海水POC在海洋中的分布受各种物理、化学、生物过程等多种因素的影响。
不同海域、不同水层POC 的含量与组成差异很大。
海水POC与生物过程的关系密切,海洋生物既是POC的组成部分也是POC的重要生产者。
先行研究
近十几年来,海洋碳循环一直是国际研究的热点,其重要原因之一是海洋直接决定了大气二氧化碳作用下全球气候的变化趋势。
研究表明,人类每年向大气排放的CO2约有一半为海洋所吸收,吸收进入海洋的碳经复杂的生物地球化学过程转化为不同形式的碳,或在海洋中循环,或被转化为其它形式的碳参与生物代谢,或形成颗粒物被最终埋葬,或重新被释放进入大气。
本文从海水POC的组成,POC与生物作用过程的关系等方面阐述了海洋POC生物地球化学研究进展。
研究内容
1 POC的组成。
海洋POC可分为生命与非生命两部分。
生命POC来自生物生产过程,包括微小型光合浮游植物,大型藻类以及细菌、真菌、噬菌体、浮游动物、小鱼小虾、海洋哺乳动物;非生命POC也称为有机碎屑,包括海洋生物生命活动过程中产生的残骸、粪便等。
不同海区POC的组成各不相同,对楚科奇海的研究发现,沉降的生命POC主要由粒径<330μm,以硅藻为优势的浮游植物(包括硅藻、甲藻、绿藻、鞭毛藻)、小型浮游动物(纤毛虫类、肉足虫类)和以桡足类为优势的大型浮游动物(桡足类、箭虫、腹足类、枝角类)组成幼虫)以及非生命的浮泥小颗粒、浮游动物粪便、蜕皮和桡足类残体组成。
2 POC与生物过程的关系
海洋真光层的浮游植物通过光合作用吸收水体里的溶解CO2,通过一系列的光化学反应将其转化为颗粒态,即有生命的POC(大多为单细胞藻类,如硅藻等,粒径从几个到几十个微米),这些有机碳再通过食物链(网)逐级转移到更大的颗粒如浮游动物、鱼类等。
未被利用的活体POC将死亡、沉降和分解,同时各级动物产生的粪团、蜕皮等构成了大量非生命POC 向下沉降。
生活在不同水层中的浮游动物,通过垂直洄游也构成了POC由表层向深层的接力传递。
另一方面,各种海洋生物通过新陈代谢活动产生大量的DOC释放到水体中,这些有机物有一部分将被氧化降解而进入再循环,其余的将被异养微生物利用后通过微型食物网进
入主食物网,并转化为较大的POC。
上述由有机物生产、消费、传递、沉降和分解等一系
列生物学过程构成的碳由表层向深层的转移称之为生物泵
1.1 细菌作用
细菌作为海洋中的微生物在POC。
不同的细菌起的作用不同,自养细菌利用海水中的CO2;一方面把POC,一方面又可把POC分解成DOC或DIC,提供给初级生产者,。
Uncles
等研究认为,细菌通过附着在POC上,利用其自身产生的外水解酶将POC。
1.2生物分泌物。
海洋生物包括一些微生物分泌的粘液或藻类分泌的含有粘性有机质的膜或鞘,能够将沉降POC及其它矿物碎屑捕获并形成较大颗粒,加快POC的沉降速率。
雷坤等对东海陆架北部泥质区悬浮体的絮凝沉积作用研究表明,在该海区存在许多浮游生物的遗体和海洋生物产生的黏液类的分泌物、粘膜和软组织等有机物,它们将与之接触的矿物碎屑、生物骨屑(包
括硅藻、甲藻、有孔虫等)等粘结吸附在一起,一些大的有机质膜还可以将碎屑颗粒”捕集”起来形成大的絮凝体而迅速沉积。
此外,浮游动物排泄的颗粒物也具有在其表面吸附碎屑物质的特点,可以将不易沉降的细小颗粒和生物骨屑粘结、吸附或捕集在一起形成絮凝体,连同有机质一起沉到海底。
预计研究结果
海洋颗粒有机碳(POC)参与的生物地球化学过程贯穿于整个海洋生物泵-动力作用-物
理化学作用过程,是海洋碳循环的关键控制环节之一。
近年来,各国学者对海洋POC进行了大量系统的研究,进一步加深了对POC在全球碳循环与海洋生态系统中的认识,。
但是目前对POC的来源、迁移转化及最终归宿的认识还十分有限。
全面揭示海洋POC的生物地球化学机制任重而道远。
参考文献
[1]SchlitzerR.ExportandSequestrationofParticulateOrganicCarbonintheNorthMonS ynthesisofJGOFSNorthPacificProcessStudy,2002.
[2]HungJJ,LinPL,LiuKK.DissolvedandparticulateorganicsContinentalShelfResearch,2 000
[3] 宋金明.中国近海生物地球化学.济南:山东科技出版社,2004
[4] 黄自强,傅天保,张远辉.东海水体中POC的分布特征.台湾海峡,1997。