《渤海、黃海和東海沉積有機碳分布圖》 (1:250萬)是根據近三十幾年在該海區獲得的5796站沉積有機碳數據及相關地球化學和沉積學參數精心編制而成的第一幅中國海區沉積有機碳分布圖。圖件及說明書系統地闡述了渤海、黃海和東海表層沉積有機碳分布特征和變化規律,定量估算了現代沉積有機碳埋藏通量,闡明了有機碳的來源和收支,探討了沉積有機碳分布及埋藏控制因素。圖件初步展示了渤海、黃海和東海沉積有機碳“家底”,預期能為我國的“雙碳”研究提供理論支撐,對海洋碳循環研究起到積極的推動作用。
隨著全球增溫的加劇和“碳達峰”“碳中和”目標的提出,各種碳庫研究受到學術界越來越多的關注。其中,地質碳匯有著不可低估的潛力,但目前尚未得到應有的重視。地質碳匯的研究和利用是一項前沿的基礎性工作,需要開展大量的調查、監測來獲取足夠的觀測數據,研發合理有效的評估技術和方法。
海洋約占地球表面積的71%,是地球上最大的碳庫。其中的有機碳是海洋碳庫的重要組成部分。有研究推測,全球大陸邊緣可能埋藏了全球沉積有機碳的90%,而渤海、黃海和東海沉積有機碳埋藏量約占大陸邊緣有機碳埋藏量的10%,具有非常重要的碳匯潛力。
渤海、黃海和東海發育寬淺的陸架,周邊的黃河、長江及大量中小型河流帶來的巨量沉積物不僅為陸架淺海提供了豐富的陸源物質,而且對全球海洋沉積物的組成有重要影響,在區域和全球碳循環中可能扮演著重要的角色。在近30年積累的大量數據資料基礎上,石學法研究團隊精心編制完成了1:250萬《渤海、黃海和東海沉積有機碳分布圖》及說明書,是中國對陸架海碳庫研究新的探索和嘗試。該圖較詳細地展示了渤海、黃海和東海現代沉積有機碳分布特征和變化規律,估算了海區現代沉積有機碳埋藏通量,并對表層沉積有機碳的來源和收支進行了計算,探討了有機碳分布的控制因素。
研究團隊長期從事海洋沉積與深海礦產資源研究,從中國近海到深海大洋,從低緯赤道到高緯極地都留下了他們辛勤探索的足跡。近年來,團隊基于多年積累的海洋調查資料,先后編制出版了1:100萬《渤海、黃海和東海沉積物類型圖》和《南海沉積物類型圖》,展示了渤海、黃海、東海和南海沉積物分布格局及變化規律。新編制的《渤海、黃海和東海沉積有機碳分布圖》是在上述圖件的基礎上,對沉積有機碳分布規律進一步深入研究的新成果,是基于實測數據編制的中國第一幅海區沉積有機碳分布圖,給出了渤海、黃海和東海沉積有機碳的“家底”,預期能為“雙碳”研究提供支撐,并對海洋碳循環研究起到推動作用。
我謹此對圖件的出版表示誠摯的祝賀,并向相關學者鄭重推薦。
中國科學院院士
2023年8月
前言
海洋是地球上最大的碳庫,有機碳是海洋碳庫的重要組成部分。從理論上講,埋藏的沉積有機碳一般難以再進入碳循環系統,因而構成了重要的碳匯。據估算大陸邊緣埋藏了全球沉積有機碳的90%,可見其在碳庫中占有重要地位。近來也有研究者估算出中國東部近海(渤海、黃海和東海)沉積有機碳埋藏量約占全球大陸邊緣沉積有機碳埋藏的10%,這個占比相當高。盡管上述估算非常粗略,但至少說明了中國東部近海沉積有機碳具有非常重要的固碳能力和碳匯潛力。
渤海、黃海和東海周圍發育有世界性大河黃河、長江及大量中小型河流。這些河流輸入的陸源物質在渤海、黃海和東海形成了大型三角洲和泥質沉積體,同時大量的陸源有機碳入海發生沉積埋藏。以往對該區沉積有機碳的組成、分布、埋藏、保存以及控制機理等方面開展了大量研究,取得了許多重要成果,但從碳庫和碳匯的角度來看,還存在諸多不足,一方面尚未對渤海、黃海和東海沉積有機碳的分布特征和變化規律進行精細地全面刻畫;另一方面也未能對沉積有機碳埋藏量、來源及收支進行系統和詳實的計算,只是進行了非常粗略的估算。這些不足主要受限于以下三點:一是研究樣品數量偏少,在空間上未能覆蓋所有沉積物類型;二是沒有將海洋沉積有機碳研究與海區沉積物分布特征充分結合起來進行分析;三是沉積速率數據偏少,代表性不足。因而亟須基于大量實測數據編制一幅精度較高的渤海、黃海和東海沉積有機碳含量分布圖,并在此基礎上進行深入研究。
為此,我們編制了這幅1:250萬《渤海、黃海和東海沉積有機碳分布圖》。圖件以我們前期編制《渤海、黃海和東海沉積物類型圖》獲得的沉積物分布特征和變化規律為基礎,利用“我國近海海洋綜合調查與評價專項”和“海洋公益性行業科研專項”和“國家自然科學基金共享航次”等多個項目的沉積有機碳實測數據,并收集了公開發表的有關數據資料編制而成。本圖圖幅范圍為117°~131°E,21.5°~41.5°N,比例尺為1:250萬,底圖采用墨卡托投影。編圖和研究中使用的數據資料包括:沉積有機碳含量5796站,有機碳δ13C988站,有機碳△14C432站,沉積總氮1920站,黑碳302站,基于210Pb計算的沉積速率565站,干密度994站,粒度18229站。
據我們了解,迄今尚未有依據實測數據按規范編制的中國海沉積有機碳分布圖,類似的工作在其他區域也不多見。本圖及說明書詳細展示了渤海、黃海和東海沉積有機碳的分布特征及其變化規律,分析了有機碳的來源,定量估算了現代沉積有機碳埋藏通量,探討了有機碳分布的控制因素,闡明了沉積有機碳的收支。希冀本圖的編制出版能深化中國近海碳庫和碳匯研究,并進一步推動大陸邊緣碳循環與氣候變化研究。
渤海、黃海和東海地形圖(等深線單位m)
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本圖可為從事海洋科研、生產和教學工作的科技工作者、教師、研究生、大學生以及其他對中國海和“雙碳”知識感興趣的人員提供參考。
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本文摘自科學出版社2024年9月出版《渤海、黃海和東海沉積有機碳分布圖》一書,內容有刪節。標題為編者所加。
(本文編輯:崔妍cuiyan@mail.sciencep.com)
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