白令海陆架作为陆源有机碳汇的地球化学证据及其对北极变暖的响应

针对北极变暖加速冻土融化释放古老有机碳（OC）的难题，研究人员通过分析白令海陆架沉积物的TOC、TN、δ13C、木质素酚类等指标，揭示了陆源OC的空间分布受水动力分选和矿物表面吸附调控的规律，证实该区域是陆源有机碳的净汇，为预测北极碳循环变化提供了关键数据支撑。

　　

随着北极地区升温速度达到全球平均水平的3倍，永久冻土层解冻释放的古老有机碳（OC）正通过河流系统大规模输入海洋。作为北太平洋重要边缘海，白令海陆架接收着育空河、阿纳德尔河等携带的巨量陆源碳，但这些碳的来源、输运机制及最终归宿仍不明确。这一知识缺口直接影响了全球碳循环模型的精度，尤其在北极持续变暖背景下，亟需量化陆架区对陆源碳的封存能力。

研究人员通过系统分析白令海陆架表层沉积物的总有机碳（TOC）、总氮（TN）、稳定碳同位素（δ¹³C）、木质素酚类（Λ8）、粒度及比表面积（SSA）等多参数地球化学指标，首次揭示了陆源有机碳的空间分异规律。研究发现，OC与TN呈现西部高、阿拉斯加沿岸流（ACC）区域低的分布特征，δ¹³C值从东部的-22.03‰向西递减至-24.36‰，结合C/N比值证实陆源OC贡献率自东向西递增。木质素含量在育空河口附近达到峰值4.58 mg/100 mg OC，其单体比值（S/V、C/V）显示被子植物与裸子植物的混合输入特征。

关键技术方法包括：1）采集白令海陆架表层沉积物建立空间分布样本队列；2）元素分析仪测定TOC和TN；3）同位素质谱分析δ¹³C；4）气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）定量木质素酚类；5）激光衍射法分析粒度参数。

【有机碳与氮的空间分布】
TOC与TN的协同变化反映有机质来源一致性，西部高值区对应陆源输入优势区，ACC低值区体现海源有机质的稀释效应。

【稳定同位素示踪】
δ¹³C梯度变化与C/N比值共同证实：东部较轻同位素信号（-22.03‰）指示海藻贡献，西部较重信号（-24.36‰）揭示陆源C₃植物输入。

【木质素分子标志物】
Λ8空间分异直接反映陆源OC通量，育空河口峰值证实河流主导输送；S/V（0.4-1.2）与C/V（0.1-0.5）比值揭示针阔混交林的流域特征。

研究结论表明白令海陆架通过矿物表面吸附（SSA关联）和水动力分选（粒度控制）双重机制捕获陆源OC，当前年埋藏量相当于北极河流输入量的15%-20%。该发现发表于《Marine Geology》，不仅为边缘海碳汇评估建立了地球化学指标体系，更预警北极持续变暖可能通过增强河流输沙而扩大该碳汇效应，这一正反馈机制需纳入未来全球碳预算模型。