[发明专利]贝类生物沉积对近海环境沉积物有机碳贡献的评估方法

说明书

技术领域

本发明属于环境监测技术领域，具体涉及一种贝类生物沉积对近海环境沉积物有机碳贡献的评估方法。

背景技术

海洋系统是全球最大的碳库，海洋中的碳储备量约为3.8×10¹³t，是大气的50多倍，因此，海洋碳循环是全球碳循环的重要组成部分，在很大程度上决定了全球气温乃至气候的变化趋势以及海洋生态环境变化的走向。陆架边缘海是陆地和大洋的连接带，是海洋碳循环异常活跃的区域，受人类生产生活、水产养殖活动和陆源输入的影响大，因此其生物地球化学循环比较复杂，常被认为是碳循环中丢失项的可能去处，成为全球研究的焦点。海洋沉积物是全球碳的重要源和汇，沉积物中的碳占整个地球碳储量的25％，占海洋总碳的91％，如此巨量的碳在海洋碳循环乃至全球碳循环中都起着至关重要的作用。

我国是世界第一水产养殖大国。2012年全国海水养殖产量为1643.81万t，其中贝类产量1208.44万t，占我国海水养殖产量的73.51％，所以我国的海水养殖是一个以贝类养殖为主的水产养殖业。贝类是滤食性生物，通过生物沉积，促进了碳以有机碳形式向沉积物迁移。而这部分碳除了小部分再悬浮、分解和被生物利用外，很大部分被埋藏到海底，从而暂时脱离地球化学循环，生物沉积作用实际上促进生物碳汇的作用。所以大规模的贝类养殖对浅海碳循环产生了明显的影响。有机碳主要存在于有机质中，所以有机质的溯源研究即能反映出有机碳的来源，因此，研究贝类生物沉积在近海碳循环中的贡献对于探讨浅 海“遗漏的碳汇”问题具有重要意义。

在近海和河口生态系统中，有关有机质来源的分析方法主要有碳稳定同位素(δ¹³C)法和C/N法，其中沉积物C/N比值易受到沉积环境中各种因素的影响，早期成岩过程可以改变C/N比值，导致C/N比值较高，而δ¹³C比较稳定，不易改变，因此只有将两者有机的结合起来才能更好的表征有机质的来源。近年来，国内外利用δ¹³C和C/N法判断海洋沉积物有机质来源已开展了一些研究，主要集中于探讨海源和陆源对沉积物有机质的贡献，但是关于贝类生物沉积对近海碳循环贡献的研究尚没有报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种贝类生物沉积对近海环境沉积物有机碳贡献的评估方法。本发明首先采用室内模拟实验，收集不同季节典型贝类的排泄物，测定贝类生物沉积物中有机碳、总氮和碳同位素丰度，分析大量数据样本，构建贝类生物沉积物有机碳溯源技术体系；结合近海养殖区沉积物有机碳的埋藏特征，运用碳同位素和碳氮比关系图确定养殖区沉积物有机碳的潜在来源，最后基于多元混合模型估算贝类生物沉积对近海碳循环的贡献。

本发明的目的是由如下技术方案实现的：

一种贝类生物沉积对近海环境沉积物有机碳贡献的评估方法，包括如下步骤：

(1)构建贝类生物沉积物有机碳溯源技术体系：选取近海典型养殖区的代表性贝类，运用元素分析仪和稳定碳氮同位素分析仪测定不同季节所采集的典型养殖贝类排泄物中有机碳、总氮和碳稳定同位素丰度，所述碳稳定同位素丰度用δ¹³C‰表示，然后基于大量样本数据，利用支持向量机算法初步确定有机碳来源于贝类生物沉积的碳稳定同位素以及碳氮比的范围，构建贝类生物沉积 物有机碳溯源技术体系；

(2)分析近海养殖区沉积物有机碳的埋藏特征：选取近海典型养殖区，根据不同的养殖特征，在所述近海典型养殖区设置代表性站位，于不同季节采集各站位表层沉积物样品，运用元素分析仪和碳氮同位素分析仪测定不同站位表层沉积物中的有机碳、总氮和碳稳定同位素丰度，所述碳稳定同位素丰度用δ¹³C‰表示，分析所述近海养殖区沉积物有机碳的埋藏特征；

(3)沉积物中有机碳来源的定量分析首先基于贝类生物沉积物有机碳溯源技术体系，并分析、查询或检测除贝类生物沉积物外其它来源样本中的有机碳、总氮含量以及碳稳定同位素丰度，运用C/N值与δ¹³C‰的关系对养殖区沉积物有机碳来源进行定性分析，筛选出养殖区沉积物有机碳的主要来源，然后结合不同季节养殖区沉积物有机碳、总氮及碳稳定同位素的时空分布特征，运用多元混合模型估算出不同来源对沉积物有机碳的贡献，量化贝类生物沉积物对近海碳循环的影响。

进一步，所述的典型养殖贝类为栉孔扇贝、菲律宾蛤仔或长牡蛎。

本发明与已有技术相比具有以下优点：