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                厦门大学海洋与卐地球学院

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                我院蔡平河教授课题组新研究揭示陆-海交互带的“海绵交换模态”: 碳、氮的耦合看著与传输
                COE COE 2020/3/5 643 返回上页

                2020年2月14日,我院蔡平河教授课题组在《Geochimica et Cosmochimica Acta》期刊上发表题为“Carbon and nutrient export from intertidal sand systems elucidated by 224Ra/228Th disequilibria”的研king究论文,首次在定量水平上揭示了潮间带内碳、氮的耦合与传输过程存在层次清晰的水平嬗变规律,并对潮汐和波浪的外部驱动产生响应和反馈,形成 “海绵式呼吸”的碳﹑氮▓交换模态。

                碳、氮是构成生命体的核心元素。地球系统内各圈层之间碳、氮元素的流动和交换决定了地质年代中大气主要组分的≡演变,进而影响着地球的气候系统。潮间带作为陆?海交互带的中心区域,是这两大圈层之间的碳、氮流动和能量交换的关键场所。但囿于技术手而商隊最前面段的限制,迄今为止尚缺少主乏潮间带沉积物-水界面碳、氮循环的定量研究。

                我院蔡平河教授课题组借助独创的224Ra/228Th天然放射性同位素体系,建立简化的二维平流传输模型,定量研究了沙质潮间带不同潮位线上沉积物孔隙水与海水的交换过程。观测结果发现孔隙水?海水的交换存在由陆向海逐渐减弱的规律;与之对应,沉积物孔隙水的溶解无机碳(DIC)含量由陆地向海洋逐渐升高,溶解无机〓氮(DIN)含量则呈现先升后降的分布模态。通过分析,研究人员发现孔隙水DIC含量的增加可以用有机质降解反应的一级动力学但卻直接把他斬暈了過去模型很好地予以描述。由于孔隙水?海水交换的水平嬗变规律,潮间带沉积物在高潮线为全氧化态(Fully oxic state),向低潮线逐渐过渡到亚氧化●态(Suboxic state)。在全氧化态下,有机质被完全分解,孔隙水DIC与DIN含量按照Redfield比值(106:16)增加;在亚氧化态下,反硝化过程主导了有机质的分〓解,潮间带相应地蜕变为“氮汇“。

                蔡平河教授为该论文的第一作者兼通讯作者,2017级博士生魏琳完成该项研究的主要实验工作。

                图1. 沙质潮间带海水-孔隙水二维平流传输模型

                图2. 陆-海交互带内◇部的碳、氮循环“气候系统”示意图