<trans-title>Source-to-Sink Process of Organic Carbon on the Inner Shelf of the East China Sea and its Sedimentary Records

ZHANG MingYu; CHANG Xin; HU LiMin; BI NaiShuang; WANG HouJie; LIU XiTing

doi:10.14027/j.issn.1000-0550.2020.080

Volume 39 Issue 3

Jun. 2021

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ZHANG MingYu, CHANG Xin, HU LiMin, BI NaiShuang, WANG HouJie, LIU XiTing. Source-to-Sink Process of Organic Carbon on the Inner Shelf of the East China Sea and its Sedimentary Records[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2021, 39(3): 593-609. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.080

Citation:

ZHANG MingYu, CHANG Xin, HU LiMin, BI NaiShuang, WANG HouJie, LIU XiTing. Source-to-Sink Process of Organic Carbon on the Inner Shelf of the East China Sea and its Sedimentary Records[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2021, 39(3): 593-609. doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.080

Source-to-Sink Process of Organic Carbon on the Inner Shelf of the East China Sea and its Sedimentary Records

doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.080

ZHANG MingYu^1
,,
CHANG Xin¹,
HU LiMin^{1, 2},
BI NaiShuang^{1, 2},
WANG HouJie^{1, 2},
LIU XiTing^{1, 2
,
,}

1.
College of Marine Geosciences, Key Laboratory of Submarine Geosciences and Prospecting Technology, Ocean University of China, Qingdao, Shandong 266100, China
2.
Laboratory for Marine Geology, Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology, Qingdao, Shandong 266237, China

Funds:

National Natural Science Foundation of China 41976053

Laboratory for Marine Geology, Qingdao Pilot National Laboratory for MarineScience and Technology MGQNLM-TD201901

Received Date: 2020-07-27
Rev Recd Date: 2020-10-10
Publish Date: 2021-06-10

Abstract

Continental marginal seas are the main sites for deposition and burial of organic carbon from different sources with different properties， and they play an important role in the global biogeochemical carbon cycle. The inner shelf of the East China Sea （ECS） accepts a large amount of terrestrial organic carbon with high primary productivity and is an ideal site for the study of the source， transport and burial of sedimentary organic carbon. This comprehensive analysis of the literature gives a brief review of related sedimentological studies， with the aim of providing references for future research. Bulk analyses （TOC/TN， δ¹³C， etc.） and biomarkers （n-alkanes， sterols， lignin， etc.）， among other methods， have indicated that the source of organic carbon in this location is affected by the sedimentary environment. The terrestrial components increase significantly landward from the sea and have seasonal characteristics. The inner shelf sediments of the ECS have a macroscopic transport characteristic best described as "storing in Summer and transporting in Winter" along the coast, and this dynamic process affects the coastal transport path and final destination of terrestrial organic carbon. There exists a "tongue⁃shaped" zone of transported terrigenous organic carbon near latitude 29°N in the ECS, which may be accompanied by cross⁃shelf transport of terrestrial organic carbon, affecting the source⁃sink process of deep⁃sea organic carbon. In addition， human activity and extreme climatic events have also significantly affected the records of the deposition processes of the sediment and organic carbon； such factors need further study. The inner shelf of the ECS is an important area of buried terrigenous organic carbon. Its burial efficiency has been influenced by the source， the content and the sedimentation rate， and is related to the mineralization path of the organic matter during the early diagenetic process. The geochemical characteristics of the organic carbon contained in the sediments are also useful for reconstructing long-term sea-level change， primary productivity， paleoceanography and paleoclimate evolution， thus providing a basis for clarifying the environmental evolution of the ECS inner shelf during its geological history.
- inner shelf of the East China Sea,
- organic carbon,
- early diagenesis,
- cross-shelf transport,
- deposition process

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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

1.
沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142

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6 总结与展望

东海内陆架独特的沉积体系，特别是泥质沉积区沉积物的源—汇过程受到越来越多的关注，与细粒沉积物相关的C-S-Fe生物地球化学过程也被日益重视。本文尝试用沉积学的角度梳理东海内陆架有机碳物源、输运、埋藏等方面的研究进展。总体来看，目前对于不同来源、不同类型沉积有机碳沉积过程和沉积记录已有较好的研究基础，但在如下方面的工作还有待进一步深入：

（1）目前关于东海内陆架有机碳来源虽然已有大量成果，但其中大多只进行了陆源与海源的划分，而对于不同端元的进一步识别（比如陆源有机碳又可以分为植物和土壤来源）相对较少，需借助新的技术手段，开展更精细的研究。

（2）目前对于东海沉积有机碳的跨陆架输运，更多的是从物源角度证明了跨陆架输运的存在，而对于跨陆架输运是否存在季节性及相关的沉积动力学机制仍不甚清楚，需要加强现代沉积动力过程的观测与模拟工作。

（3）人类活动（例如大坝建设、土地利用、水体富营养化）明显影响东海内陆架有机碳的沉积过程，进而影响碳循环及海洋生态系统，需要进一步的研究。伴随着极端气候事件的频发，台风和洪水等极端气候事件对有机碳的沉积过程和沉积记录影响的研究亟待加强。

（4）非稳态环境内有机碳再矿化过程，以及相关的自生矿物（例如自生黄铁矿和碳酸盐矿物）及反向风化作用（例如粘土矿物的生成）等生物地球化学过程，需要开展跨学科的综合研究。

（5）有机碳相关的指标在古环境重建等方面具有很好的应用前景，但目前在东海内陆架及相邻海域的研究还相对偏少。同时，研究长时间尺度上的内陆架有机碳对沉积环境的响应，能为预测未来气候变化对内陆架有机碳归宿的影响提供地质依据。

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河流	面积/10³ km²	长度/km	最高海拔/m	流量/km³yr^-1	TSS/Mtyr^-1
长江	1 800	6 300	5 100	900	470
浙闽河流
钱塘江	42	490	1 000	31	4.4
瓯江	18	390	1 900	19	2.7
闽江	61	580	>1 000	58	2.4
台湾河流
浊水溪	3.1	190	3 400	6.1	38

Source-to-Sink Process of Organic Carbon on the Inner Shelf of the East China Sea and its Sedimentary Records

doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.080

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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

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doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.080

1. College of Marine Geosciences, Key Laboratory of Submarine Geosciences and Prospecting Technology, Ocean University of China, Qingdao, Shandong 266100, China

2. Laboratory for Marine Geology, Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology, Qingdao, Shandong 266237, China

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3.1　沿岸沉积输运过程

3.2　跨陆架沉积输运过程

3.3　人类活动与极端气候对有机碳沉积输运过程的影响

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Source-to-Sink Process of Organic Carbon on the Inner Shelf of the East China Sea and its Sedimentary Records

doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.080

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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

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Source-to-Sink Process of Organic Carbon on the Inner Shelf of the East China Sea and its Sedimentary Records

doi: 10.14027/j.issn.1000-0550.2020.080

1. College of Marine Geosciences, Key Laboratory of Submarine Geosciences and Prospecting Technology, Ocean University of China, Qingdao, Shandong 266100, China 2. Laboratory for Marine Geology, Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology, Qingdao, Shandong 266237, China

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3.1 沿岸沉积输运过程

3.2 跨陆架沉积输运过程

3.3 人类活动与极端气候对有机碳沉积输运过程的影响

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1. College of Marine Geosciences, Key Laboratory of Submarine Geosciences and Prospecting Technology, Ocean University of China, Qingdao, Shandong 266100, China

2. Laboratory for Marine Geology, Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology, Qingdao, Shandong 266237, China

3.1　沿岸沉积输运过程

3.2　跨陆架沉积输运过程

3.3　人类活动与极端气候对有机碳沉积输运过程的影响