中国边缘海沉积物有机碳分布及其储碳潜力研究进展
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徐维海(1978—), 江苏省连云港市人, 研究员, 主要从事海洋沉积和珊瑚礁碳酸盐岩研究。email: whxu@scsio.ac.cn |
Copy editor: 殷波
收稿日期: 2024-11-27
修回日期: 2025-02-17
网络出版日期: 2025-03-04
基金资助
海南省自然科学基金创新研究团队项目(422CXTD533)
国家自然科学基金项目(42376079)
Research advances on organic carbon distribution and storage potential of sediments in the Chinese marginal seas
Received date: 2024-11-27
Revised date: 2025-02-17
Online published: 2025-03-04
Supported by
Hainan Provincial Natural Science Foundation of China(422CXTD533)
National Natural Science Foundation of China(42376079)
碳元素在海洋中以多种形式参与全球碳循环, 其中海洋沉积物埋藏的有机碳(total organic carbon, TOC)在全球碳循环中起到至关重要的作用。边缘海作为全球海洋物理能量和生产力较高的过渡区, 储存了全球海洋80%以上的有机碳。中国边缘海总面积约470×104km2, 具有显著的储碳能力和前景, 随着我国“双碳”目标的实施, 海洋储碳相关研究成为近年来的研究热点。文章综述了中国边缘海沉积物有机碳分布特征, 整体上呈现出从渤海向南海逐渐增加的趋势, 且沿岸海域和河流入海口周围含量显著高于远海。同时分析了有机碳主要来源和影响因素及其储碳潜力, 并对未来可能的重点研究方向进行了展望, 旨在为国内边缘海储碳和碳循环方面的相关工作提供一定的借鉴。
徐维海 , 钟秋燕 , 颜文 , 黎刚 . 中国边缘海沉积物有机碳分布及其储碳潜力研究进展[J]. 热带海洋学报, 2025 , 44(5) : 1 -11 . DOI: 10.11978/2024223
Carbon participates in the global carbon cycle in various forms in the ocean, with total organic carbon (TOC) buried in marine sediments playing a crucial role. As a transition zone characterized by high physical energy and productivity, marginal seas store more than 80% of the organic carbon in the global ocean. Covering a total area of about 4.7 million square kilometers, China’s marginal seas possess significant carbon storage capacity and potential. With the implementation of China’s “Dual Carbon” initiative, research on marine carbon storage has become a prominent topic in recent years. This review summarizes the distribution characteristics of organic carbon in the sediments of China’s marginal seas, revealing a decreasing tendency from the Bohai Sea to the South China Sea. Notably, organic carbon content in coastal waters and near estuaries is significantly higher than in the deep sea. In addition, the main sources, influencing factors, and storage potential of organic carbon are analyzed. Moreover, the review provides an outlook on potential future research directions, aiming to offer insights for the related work on marine carbon storage and the carbon cycle in China’s marginal seas.
Key words: marginal seas; total organic carbon; rivers; currents; carbon storage potential
图1 中国主要入海河流输沙量和边缘海碳通量[(据焦念志等(2018)、王博士等(2005)、王尧(2023)修订]该图基于自然资源部标准地图服务网站下载的审图号为GS(2023)2765的标准地图制作, 底图无修改。图中DIC (dissolved inorganic carbon)为溶解无机碳(单位: Tg·a−1)、PIC (particulate inorganic carbon)为颗粒无机碳(单位: Tg·a−1)、POC (particulate organic carbon)为颗粒有机碳(单位: Tg·a−1)、DOC (dissolved organic carbon)为溶解有机碳(单位: Tg·a−1), 图中沉积有机碳通量的单位为Tg·a−1 Fig. 1 Sediment discharge and carbon fluxes in marginal seas from major Chinese rivers |
图2 中国边缘海表层沉积物有机碳含量分布和沉积速率图该图基于自然资源部标准地图服务网站下载的审图号为GS(2023)2765的标准地图制作, 底图无修改。收集站位数据主要来源于参考文献(吴时国 等, 1995; 郭志刚 等, 1999; Duan, 2000; Kao et al, 2003; 王中波 等, 2004; 王博士 等, 2005; Hu et al, 2006; Szarek et al, 2009; 熊林芳, 2010; 陈彬 等, 2011; Xing et al, 2011; 孙书文, 2012; Hu et al, 2013; 文梅, 2013; Bao et al, 2016; 李文宝 等, 2017; Tue et al, 2018; Wan et al, 2019; Dan et al, 2020; Zhu et al, 2020; Chen et al, 2021; Miao et al, 2021; Pang et al, 2022; 陈芬 等, 2023; Dan et al, 2023; Lin et al, 2023; Duraimaran et al, 2024)。沉积速率来源于参考文献(石学法 等, 2024) Fig. 2 Distribution of total organic carbon content and deposition rates in surface sediments of China’s marginal seas |
表1 中国各边缘海有机碳、碳库与潜力比较Tab. 1 Comparison of organic carbon stocks and sequestration potential among China’s marginal seas |
| 海域 | 沉积物有机 碳含量/% | 海域DIC 碳库/Tg | 海域DOC 碳库/Tg | 海域POC 碳库/Tg | 整个海域固 碳潜力/(Tg·a−1) | 参考文献 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 渤海 | 0.12~1.13 | 36.95 | 4.51 | 0.52 | 8.66 | 陈彬等(2011); 刘军等(2015); Wang等(2018a) |
| 黄海 | 0.4~1.8 | 422.01 | 31.07 | 7.22 | 78.09 | 高学鲁等(2009); 商荣宁(2011) |
| 东海 | 0.5~3.5 | 844.50 | 33.57 | 6.91 | 222.99 | 李宁等(2011); Chou等(2013) |
| 南海 | 0.3~3.3 | 162872.64 | 3390.34 | 117.95 | 545.06 | Dai等(2013); Huang等(2017) |
| 中国边缘海 | 164176.10 | 3459.49 | 132.60 | 854.76 | 焦念志等(2018) |
注: DIC为溶解无机碳, POC为颗粒有机碳, DOC为溶解有机碳 |
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