陶婧，马伟伟，李文君，李铁，朱茂旭*

(1．中国海洋大学 化学化工学院，山东 青岛 266100)



南黄海沉积物中活性铁氧化物对有机碳的保存作用

陶婧1，马伟伟1，李文君1，李铁1，朱茂旭1*

(1．中国海洋大学 化学化工学院，山东 青岛 266100)

土壤和沉积物中活性铁对有机质的吸附对有机质具有长期稳定和保存作用，从而在地质时间尺度上缓冲大气CO2浓度。本文利用连二亚硫酸钠还原性溶解提取活性铁氧化物(FeR)及与之结合的有机碳(Fe-OC)，定量研究了南黄海沉积物中FeR与OC之间的结合方式以及FeR对OC的保存作用，讨论了深度增加对二者相互作用的影响。结果表明，南黄海沉积物中Fe-OC占沉积物总有机碳的份数(fFe-OC)为(13.2±7.47)%，即活性铁对OC的年吸附量为0.72 Mt，占全球边缘海沉积物TOC年埋藏通量的0.44%。Fe-OC的平均OC∶Fe为4.50±2.61，表明共沉淀作用对有机质的保存起重要作用，且其比值随海源有机质含量增加而增加。Fe-OC稳定碳同位素(δ13CFe-OC)结果表明，FeR优先保存活性有机质，但这种选择性随OC∶Fe增大而减弱。随深度增加，fFe-OC和δ13CFe-OC均未表现出显著变化，这与该海域沉积物中有机质活性较低、铁还原作用较弱有关。

活性铁氧化物；有机碳保护；海洋沉积物；吸附；南黄海

图2 TOC、FeR以及Fe-OC含量随深度的变化(FeR的误差棒为1倍方差)

Fig.2 Depth profile of TOC, FeR and Fe-OC contents(the error bar for FeR is one standard deviation)

A01站点fFe-OC范围为3.3%～38.9%，平均值(16.1±10.8)%(图3a)，表层fFe-OC值明显高于深部的值(P<0.05)；A03站点fFe-OC范围为2.4%～16.7%，平均值(11.6±5.2)%，上部5 cm范围内其值波动明显，但深部较稳定；A07站点fFe-OC范围为4.0%～19.4%，平均值(11.9±4.9)%，其波动较其他两站位小。尽管A03和A07两站点的Fe-OC含量差异明显，但其对应的fFe-OC却无明显差异(P< 0.05)。

A01、A03、A07三站点的OC∶Fe摩尔比(图3b)分别为0.44～4.0，平均值2.4±1.3、1.0～9.5，平均值6.0±2.9以及2.0～6.8，平均值5.1±1.8，A01站点的OC∶Fe明显小于其他两站点(P<0.05)。总体而言，A03和A07两站点深部OC∶Fe高于浅部，而A01站点无明显深度变化(P< 0.1)。与文献数据相比，三站点OC∶Fe变化幅度较小[10,13]。

A01、A03、A07三站点δ13CFe-OC范围(图4)分别为-30.9‰～-22.0‰，平均值(-24.1±3.1)‰、-25.5～-16.4‰，平均值(-21.8±2.8)‰及-22.5‰～-15.4‰，平均值(-20.1±2.7)‰。A03和A07站点δ13CFe-OC平均值高于对应的非铁结合态OC的δ13C平均值(P< 0.1)，表明前者13C 相对“富集”，而A01站点则相反，表明13CFe-OC相对亏损。三站点多数样品(65%)的δ13CFe-OC高于对应的非铁结合态OC的δ13C，总体上表明13CFe-OC相对“富集”。

图3 OC∶Fe摩……