技術(shù)文章
Article本文章主要探討德國(guó)波羅的海區(qū)域的海草床(特別是Zostera marina,也稱鰻草)在沉積物中儲(chǔ)存有機(jī)碳(Corg)的能力,并分析這些碳庫(kù)的空間異質(zhì)性及其成因。
研究背景
研究目的
通過(guò)采樣分析來(lái)量化德國(guó)波羅的海內(nèi)的鰻草海草床及鄰近非植被覆蓋區(qū)的有機(jī)碳儲(chǔ)量。
探討影響這些碳庫(kù)空間分布的因素,包括物理環(huán)境(如水深、沉積物顆粒大小等)和生物因素(如海草復(fù)雜度)。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程
對(duì)每個(gè)巖芯的5-10cm深度間隔進(jìn)行粒度分布處理。首先去除可見有機(jī)物,然后將沉積物在60°C下烘干至少48h。用符合ISO 3310-1國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的不銹鋼試驗(yàn)篩和振動(dòng)篩分機(jī)Fritsch Analysette 3 Spartan進(jìn)行干篩,振幅設(shè)置為2 mm,持續(xù)15min。
確定2 mm、1 mm、500 mm、250 mm、125 mm、63 mm和<63 mm尺寸等級(jí)的沉積物分?jǐn)?shù),精確到0.01 g,并使用從每個(gè)分?jǐn)?shù)之和獲得的總樣品質(zhì)量計(jì)算每個(gè)尺寸等級(jí)的百分比。
數(shù)據(jù)分析
使用元素分析儀(EURO EA元素分析儀)測(cè)定沉積物總Corg。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程:首先將沉淀物在60℃下干燥48h,然后使用行星式球磨機(jī)Fritsch Pulveisette 5,瑪瑙研磨罐,轉(zhuǎn)速為240-300rpm,研磨至均勻的細(xì)粉15-20min。通過(guò)逐滴加入1M HCl直至停止氣體逸出,將這種均質(zhì)沉積物的子樣品酸化以去除無(wú)機(jī)碳。在解剖顯微鏡下觀察樣品,以確保二氧化碳已經(jīng)完全釋放。這些酸化的樣品在60℃下重新干燥48h,再次研磨,并封裝在銀膠囊中。基于線性回歸計(jì)算總有機(jī)碳濃度。
乙酰苯胺和沉淀物被用作測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和分析不確定度的標(biāo)準(zhǔn)。
收集并記錄各采樣點(diǎn)周圍的環(huán)境參數(shù),比如水流速度、海水深度、沉積物粒徑分布等。
統(tǒng)計(jì)建模:使用上述數(shù)據(jù)建立模型,用以預(yù)測(cè)不同條件下有機(jī)碳含量的變化趨勢(shì),并識(shí)別出主導(dǎo)因素。
主要發(fā)現(xiàn)
德國(guó)波羅的海區(qū)域內(nèi)的海草床平均每平方米可儲(chǔ)存約1,920 g的有機(jī)碳,遠(yuǎn)高于其他海域的同類生態(tài)系統(tǒng)。
有機(jī)碳儲(chǔ)量表現(xiàn)出高度的空間變異性,不僅存在于不同站點(diǎn)之間,在單個(gè)站點(diǎn)內(nèi)部也有很大差別。
影響有機(jī)碳分布的主要因素包括海草結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、細(xì)顆粒沉積物比例以及水深條件。
意外發(fā)現(xiàn)了一部分古老的陸地泥炭遺跡,大約形成于6000年前最后一次冰川退縮時(shí)期,成為重要的額外碳源。
?結(jié)論
德國(guó)波羅的海海草床每年可以避免約2.01百萬(wàn)噸的二氧化碳排放到大氣中。
鑒于有機(jī)碳儲(chǔ)存量的高度不確定性,建議未來(lái)的研究需要更加關(guān)注特定地點(diǎn)的具體情況,并考慮到可能存在數(shù)千年歷史的深層碳沉積。
維護(hù)良好的海草生態(tài)環(huán)境對(duì)于保持高水平的有機(jī)碳儲(chǔ)量至關(guān)重要,任何對(duì)該生態(tài)系統(tǒng)的破壞都可能導(dǎo)致已封存的碳重新釋放回大氣層。
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