韩国沿岸沉积物有机质控制因素与污染评估：基于生态分区的时空分布特征及管理启示

本研究基于韩国国家海洋生态系统监测计划(2017-2022)数据，通过分析五个法定海洋生态区的沉积物总有机碳(TOC)时空分布特征，揭示了沉积物颗粒表面积、黏土含量与有机质来源的关键控制作用，建立了各生态区背景浓度基准，发现东海、朝鲜海峡和济州海有机污染呈上升趋势，为海岸带环境评估与管理提供了重要科学依据。

　　

海洋作为地球最大的碳库，其沉积物中的有机质动态直接影响着全球碳循环和生态系统健康。近年来，随着韩国沿海地区工业化进程加速，来自陆地径流和人类活动的有机污染物持续输入，导致部分海域出现底栖生态系统退化、季节性缺氧等环境问题。这种状况在具有半封闭特性的韩国南部海湾尤为突出，而东西海岸因水文地质条件差异又呈现出截然不同的污染特征。如何科学评估这些区域的有机污染程度？哪些因素主导着有机质的空间分布格局？这些问题成为当前韩国海洋环境管理的核心挑战。

韩国GeoSystem Research Corporation的研究团队在《Regional Studies in Marine Science》发表的最新研究中，创新性地整合了韩国国家海洋生态系统监测计划六年间的海岸生态调查数据。该研究采用旋转监测体系，在奇数年重点调查西海和南海，偶数年覆盖东海、南海东部及济州海，通过春、夏两季采样获取了全海域沉积物样本。研究人员运用三重分析方法：沉积物理化参数相关性分析、有机质来源特征解析以及沉积生产力评估，首次建立了韩国五大法定海洋生态区的总有机碳(TOC)背景浓度基准。

关键技术包括：1) 基于法定生态分区的空间聚类分析；2) 沉积物粒度与TOC含量的耦合关系建模；3) 有机质来源的稳定同位素示踪技术；4) 长期监测数据的趋势检验。研究特别关注了沉积物平均粒径(0-8Φ范围)与黏土含量对有机质赋存的关键控制作用。

【时空分布特征】
数据揭示韩国沿岸沉积环境具有显著区域异质性：西海北部至南部沉积物平均粒径呈0-8Φ梯度变化，南海东西部存在4-8Φ差异，东海相对均质(2-6Φ)。TOC含量与<4μm黏土组分呈强正相关(r>0.7)，证实细颗粒沉积物的吸附效应是控制有机质分布的核心物理因素。

【污染评估】
基于建立的背景浓度基准，研究发现：中西部海域和西部南海呈现TOC下降趋势，归因于近年流域管理措施；相反，东海、朝鲜海峡和济州海因上升流增强和旅游活动加剧，TOC年均增长率达1.2-2.5%，其中济州海某些站点超过背景值1.8倍。

【生态意义】
该研究突破性地证实：韩国沿岸缺氧区形成与沉积有机质分解存在阈值效应——当TOC>1.2%且黏土含量>15%时，溶解氧浓度普遍低于3 mg/L的缺氧临界值。这为预测底栖生态系统退化提供了量化指标。

讨论部分强调，虽然背景浓度界定方法存在局限性，但建立的生态区基准首次实现了韩国沿岸有机污染程度的横向可比性。特别是发现东海陆坡区存在"有机质汇聚效应"，其TOC埋藏通量高达沿岸区的3-4倍，这对重新认识边缘海碳汇功能具有重要意义。研究建议将黏土-TOC耦合关系纳入韩国《海洋环境管理法》的监测指标体系，并为制定差异化的区域管理策略提供了数据支撑。论文通讯作者Mansik Choi指出，这项成果不仅填补了东北亚沿岸沉积物有机质基准研究的空白，其建立的"生态区-控制因子-污染阈值"评估框架，也可为类似地理特征的沿海国家所借鉴。