应用木质素示踪楚科奇海表层沉积物中有机碳的来源和降解程度

王心怡，李中乔，金海燕，郑豪，陈建芳

(1. 浙江大学 海洋学院，浙江 舟山 316021；2. 国家海洋局第二海洋研究所 国家海洋局海洋生态系统与生物地球化学重点实验室，浙江 杭州 310012)

应用木质素示踪楚科奇海表层沉积物中有机碳的来源和降解程度

王心怡1，2，李中乔2，金海燕2，郑豪1*，陈建芳2

(1. 浙江大学 海洋学院，浙江 舟山 316021；2. 国家海洋局第二海洋研究所 国家海洋局海洋生态系统与生物地球化学重点实验室，浙江 杭州 310012)

埋藏在海洋沉积物中的有机碳是大气二氧化碳的净汇，而埋藏过程主要发生在陆架区。北冰洋拥有全球最大的陆架，接收大量来自河流和沿岸侵蚀输运的陆源有机碳，楚科奇海作为北冰洋的边缘海，是有机碳埋藏的重要海区之一。本研究选用楚科奇海和海台的表层沉积物(陆架区33～82.69 m，陆坡区164.63～3 763 m)，通过木质素，结合粒度、比表面积、有机碳百分含量(OC%)、有机碳稳定同位素(δ13C)等指标来示踪楚科奇海沉积物有机碳的来源和降解程度。结果表明，有机碳载荷从陆架到陆坡有明显的降低趋势；δ13C的范围指示有机碳可能来自苔藓、草本裸子植被、浮游植物和冰藻等；木质素丁香基酚(S)与香草基酚(V)的比值(S/V)和肉桂基酚(C)与香草基酚(V)的比值(C/V)表明裸子植物的草本组织贡献了更多的陆源有机碳；此外，较高含量的C9DA二酸(干酪根氧化产物)表明干酪根也可能是楚科奇海表层沉积物中有机质来源的重要组成。指示降解的参数[(Ad/Al)s、(Ad/Al)v、(Ad/Al)p、3，5-Bd/V]在陆架和陆坡沉积物中的差异表明陆坡沉积物中有机质的降解过程受到水动力分选以及原位降解等因素的影响更为明显。

楚科奇海；表层沉积物；木质素；来源；降解

1 引言

海洋中陆源有机碳(OC)的最终去向，一直是学术界讨论的热点。Hedges等[1]指出，河流输入的总有机碳中仅有不到一半埋藏在海洋沉积物中，表明至少50%的陆源有机碳在输运过程中降解。尽管化学成分[2]、氧化机制[3]等假说试图解释海洋内陆源有机碳输入和埋藏之间的差异，但距最终解释陆源有机碳的去向还有一定距离。海洋有机碳埋藏通量的40%～45%左右发生在河口和陆架区，因此大陆架在全球碳循环中起着重要作用[3]。北冰洋拥有广袤的大陆架，占全球陆架的20%，有大量的径流、沉积物、陆源有机碳输入[4]，使其成为研究陆源有机碳去向的绝佳场所。此外，全球变暖导致北极冻土层加速退化、河流淡水输入增加、河流营养物质输入通量增加、海冰和环流变化加剧，对北极有机碳的埋藏速率和保存效率都会产生影响[4—5]。因此，北冰洋成为研究全球气候变化对陆源有机碳输入和埋藏影响的有效场所[5]。

楚科奇海是北冰洋欧亚大陆架上的边缘海，太平洋入流每年能够向楚科奇海输送15×106～90×106t的悬浮物[6]。此外，科雷马河每年向东西伯利亚海输入16×106t的悬浮物，马更歇河每年向北冰洋贡献142×106t悬浮物，这些悬浮物在洋流的作用下，部分被运输至楚科奇海域[7]。利用木质素示踪北冰洋沉积物中陆源有机碳的研究大部分都集中在东西伯利亚海、波弗特海的河口或近岸[8—11]，而对楚科奇海沉积物中陆源有机碳的含量、降解程度和埋藏过程却鲜有报道。对楚科奇海沉积有机碳进行研究，有助于了解极地海域陆源有机碳的影响因素，为全面揭示全球变暖背景下陆源有机碳向北冰洋的输送和埋藏提供数据。

木质素作为一类天然高分子化合物，源于陆地维管束植物细胞壁，广泛应用于指示陆源有机碳[12]。本研究选取楚科奇海和楚科奇海台的表层沉积物样品，以木质素作为陆源有机碳指示物，结合有机碳(OC%)、碳稳定同位素(δ13C)、粒度和比表面积，探讨陆源有机碳的含量分布、组成特征和来源，以及从陆架区向陆坡区输运过程中发生的变化。

2 材料与方法

2.1 样品采集与分析

本研究所需的样品采自2014年夏季的中国第六次北极考察航次(CHINARE6)，包括楚科奇海和楚科奇海台等站位(图1)。研究区域范围覆盖了60°～90°N以及180°～140°W，共24个样品，水深范围为33～3 763 m；根据等深线密度将样品分为两组：陆架区和陆坡区(表1)。现场采样时用钢勺取箱式样的表层(0～2 cm)，置于干净塑料袋中，赶尽空气后迅速冷冻(-20℃)，直至实验室分析。在实验室，样品冷冻干燥后分成两份，一份用玛瑙研钵研磨并过80目筛，用于OC、δ13C和生物标志物分析；另外一份未研磨的样品用于粒度和比表面检测[1]。

图1 样品采集站位图Fig.1 Map of sampling locations

站位纬度/°N经度/°W水深/m中值粒径/μm比表面积/m2·g-1黏土(<4μm)粉砂(4～63μm)/%砂(>63μm)/%OC/%δ13C/‰有机碳载荷/mg·m-2(以C计)陆架区C036903166483300529040572249784299106-2440026C057076164743300——1593399500010-2320—CC66824167134228905040189534055700060-2400015C0471011670045003510128172249784299128-2090010CC46813167514890754068356741905245058-2350008C01692216814500024201382111472441641089-2360006R0672001689851352920202997164202604147-2210007CC368101679052501270041455337385710038-2290009R0368621690053703500121767270602269111-2270009CC26790168245760483052643653414222053-2320010S0171621579362943840155698358313188107-2280007S02719215747730017702542145572341309172-2270007R0773001689773365130226085348114338147-2200007R08740016900826943602653125648273916127-2230005陆坡区R1075431679016436869267030336335634056-2380002S03722415708169205820295187444184709175-2280006R09746116903190009992959308956561253086-2190003R1176151662035243501374542955592109079-2160002R12770016389438861180243223386662998050-2270002R1478631604376137464337045085414076045-2310001C1375201591894176595292538075870322075-2260003C14754016130209180745336632536277471091-2350003SIC038108157663634201570292418347178989053-2400002SIC06799815263376300505396542255750023086-2530002

注：此表面积数据引自文献[17]。

2.2 方法

粒度：采用激光粒度分析仪(Mastersizer 3000， UK)分析[18]，报导每个样品的中值粒径(D50)、黏土(小于 4 μm)、粉砂(4～63 μm)和砂(大于 63 μm)的百分比例[19]。

比表面积：采用氮吸附表面积和孔隙度分析仪(Micromeritics Tristar 3020)测定。根据 77 K时不同分压下的氮气样品制得吸附-去吸附等温线，并通过 Brunauer Emmet Teller (BET)得到比表面积。通过分析国家标准物质(GBW130276 和 GBW130279)来确保比表面积测定的准确性，测定的标准偏差小于 0.20 m2/g。

OC和δ13C(‰)：样品均一化后经1 mol/L HCl 酸化、干燥后用元素分析仪(CHNOS Vario EL Ⅲ)和同位素质谱仪(Delta V， Thermo Fisher Scientific， USA)分别测量。OC的精密度通过内插边缘海沉积物标准[GBW07309，(0.46±0.05)%]来控制，本实验室3次平行测量为(0.45±0.02)%。δ13C的精密度由内插标准来控制，包括咖啡因 [IAEA-600， (-27.771±0.043)‰]， 石墨(USGS24，-15.99)， 以及黑炭[GBW04407， (-22.430±0.07)‰]，标准偏差小于0.1‰。

木质素：样品冷冻干燥、研磨并均一化后采用碱性氧化铜分解法进行木质素分析[20]。消化罐中加入500 mg左右样品、500 mg CuO、200 mg硫酸亚铁铵、10 mL 8% NaOH 在160℃下加热3 h。反应结束后，加入一定量的乙基香兰素(EV)和反式肉桂酸(CA)作为回收内标，固液分离后，用浓HCl将消化液酸化至pH<1，乙酸乙酯萃取3次；硫酸钠除水，旋蒸至近干，氮吹至全干后冷冻保存。GC检测之前，样品溶解在乙腈中，用99% BSTFA+1% TCMS衍生化试剂进行硅甲基化。气相分析使用DB-1色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm；Agilent，USA)；柱温箱初始温度设定为110℃，以4℃/min升温至270℃，保持12.5 min[20]。

3 结果

3.1 粒度和比表面

如图2所示，从陆架到陆坡，整体上黏土、粉砂含量呈上升趋势，砂含量呈下降趋势，中值粒径呈减小趋势，和文献报道的趋势相符[21]。楚科奇海域所有表层沉积物样品的中值粒径为4.64～127 μm，平均42.59 μm；黏土含量为1.59%～45.08%，平均17.76%；粉砂含量为3.39%～72.44%，平均53.98%；砂含量为0.23%～95.00%，平均28.26%(表 1)。比表面积的范围为4.01～39.65 m2/g，平均21.15 m2/g。

图2 楚科奇海表层沉积物中值粒径(a)、黏土含量(b)、粉砂含量(c)和砂含量(d)分布Fig.2 The median grain size distribution(a), the clay percentage(b), the silt percentage(c) and the sand percentage(d)of surface sediments in the Chukchi Sea

3.2 沉积物OC和δ13C

表层沉积物的OC含量为0.10%～1.75%(表1，图3)。OC含量在陆架区样品的变化幅度更大，而陆坡样品的OC较为稳定。所有表层沉积物δ13C的值为-25.3‰ ～-20.9‰(平均-23.0‰ ± 2.4‰)，相较于OC含量，δ13C没有明显区域差异。有机碳载荷的范围为0.01～0.26 mg/m2(以C计)，平均0.07 mg/m2(以C计)。

图3 楚科奇海表层沉积物OC含量(a)分布和δ13C(b)分布Fig.3 The OC percentage(a)and the δ13C of OC (b) distribution of surface sediments in the Chukchi Sea

3.3 木质素

通过碱性氧化铜氧化实验产生了一系列的陆源以及非陆源的化合物，分布如表2和图4所示。所有标志物的含量在陆坡区较陆架区都有明显的减少趋势：木质素在陆架区平均含量为(0.74 ± 0.31) mg/(100 mg)(以OC计)，陆坡区为(0.34 ± 0.27) mg/(100 mg)(以OC计)；角质酸在陆架区平均含量为(0.09 ± 0.05) mg/(100 mg)(以OC计)，陆坡区为(0.05 ± 0.03)mg/(100 mg)(以OC计)；多种来源的生物标志物如脂肪酸、羟基苯甲酸也呈现出相似的分布(图4)。

图4 楚科奇海表层沉积物木质素绝对含量∑8(a)和木质素相对含量Λ8(b)分布Fig.4 The distribution of lignin phenols absolute concentration ∑8 (a)and lignin phenols relative concentration Λ8(b)of surface sediments in the Chukchi Sea

站位∑8Λ8角质酸3，5⁃Bdmg/10g(干质量)mg/100mg(以OC计)C/VS/V(Ad/Al)s(Ad/Al)v(Ad/Al)p3，5⁃Bd/VC03055052004011033046026065035037C05009093015000029051031068027000CC60420700070120390450306303032C04152119017054080047012039005102CC4044076007016036047025065026038

续表2

注：角质酸：16-羟基棕榈酸，十六烷二酸。

4 讨论

4.1 OC的整体分布规律

在陆架区，如图5a、5b所示，OC含量随水深的增加而增加，随粒度的增大而降低，这和我们所认知的更细的颗粒能够吸附更多的OC是相符的，在马更歇河口的沉积物样品中也观察到类似的现象[16]。本质上来说，这是由于粒度不同的沉积物具有不同的比表面积，导致更细的颗粒、更大的比表面积能够吸附更多的OC。如图5c所示，OC%和比表面积具有良好的相关性，从而证明了表面吸附作用在本研究区域内对颗粒有机碳载荷(OC/SA)起到了关键作用。如图5d所示，从陆架区到陆坡区，有机碳载荷大幅度的降低，这是一个明显的碳“丢失”过程，北冰洋北美洲一侧深海沉积物也表现出类似的现象[14]。这种趋势可能是由以下几方面的原因造成的：

首先，初级生产力对于有机碳载荷的变化有着重要影响。从总悬浮颗粒物的叶绿素a的含量可知，南楚科奇海具有较高的初级生产力，平均 470 g/(m2·a)(以C计)[22]。相较而言，楚科奇海的陆坡区的生产力要低许多[23]。因此陆坡区较低的有机碳载荷可能是因为较低的OC垂直通量造成的。

其次，有机质的原位降解(有机碳沉积之后降解)也是影响有机碳载荷的关键因素。不同深度的表层沉积物所经历的的沉积时间不同，沉积时间随水深的增加而增加[24]。楚科奇海沉积速率极低，约为1.45～0.004 mm/a，本实验中采集的样品源于2 cm表层沉积物，表明该样品已经经历了13～5 000 a的沉积[25]。因此，水深更深的样品经历了更长的原位氧化时间，导致更低的有机碳载荷。

此外，颗粒的有机碳载荷变化还需考虑到侧向传输过程中的氧化[26]。一方面，洋流从白令海峡向楚科奇海输送了大量细颗粒(大表面积)；另一方面，楚科奇海有着充足的溶解氧[27]，这都为颗粒在侧向传输过程中的氧化提供了优良的条件，导致深海样品有更低的有机碳载荷。然而，为了更好地解释这一现象仍需要更充足的研究，如测定沉积物捕获器样品的有机碳年龄和有机碳载荷等参数能够观测侧向运输过程中有机碳降解过程[28]。

图5 OC%和水深(a)、粒度(b)、比表面积(c)以及有机碳载荷和水深(d)的关系Fig.5 The relationship between OC% and water depth (a)，OC% and grain size (b)，OC% and the SA (c)，organic carbon load and water depth (d)

4.2 木质素示踪的有机物来源

本研究中，δ13C(21.6‰ ～-25.3‰)均位于已发表的北极地区沉积物的数据范围内[14，29—30]，从图6a中可知，陆架区δ13C随深度增加有一个逐渐升高的过程，说明陆源物质逐渐减少，海源物质逐渐增加；陆坡区，δ13C随深度增加呈现明显的降低趋势，说明陆源物质所占比例不断增大，海源物质所占比例不断减小。在陆坡区域中，相较于有机质的输入，有机质的降解可能是影响其组成的更重要的因素[26]。由于海源物质相较于陆源物质的降解速度更快，陆源物质被更好地保留下来[31]，因此，在深海区域的陆源物质所占比例更高，整体δ13C表现为接近陆源。Naidu 等[32]在比较了南北楚科奇海站位的δ13C后发现，北部深海区域的δ13C要比南部浅海区的负，说明在有机质输运过程中陆源有机碳比海源有机碳更不易降解并更好地保存，这与上文所述的有机碳载荷随水深变化的趋势是相符合的。

δ13C和木质素含量Λ8之间没有如东海等区域体现的线性负相关(如图6b所示)，也表明楚科奇海有机碳来源的复杂性[33]。其中，部分木质素含量较高的站位CC3、R03、S01、R09(分别为1.10、1.29、0.99、1.01 mg/100 mg，以OC计)，其δ13C值反而较正(分别为-22.9‰、-22.7‰、-22.8‰和-21.9‰)。这一现象可能是由于北极地区特有的生态环境，因此，我们需要建立一个多端元系统去探究该海区表层沉积物中有机质的来源及其组成[13，34-35]。我们选取北极以及亚北极区九大河流入海口的沉积物样品[16]，能够典型性的代表水域中陆源有机物的δ13C。从中发现，所有沉积物δ13C都集中在一个较窄的范围内(-25.0‰ ～-27.4‰)，便可用它来指示典型的原生植被的δ13C。苔藓作为北极地区主要的植被具有较宽的δ13C范围(-30.7‰ ～-21.0‰)[36]。因此，较高的δ13C值不能够仅仅解释为陆源有机质的含量较低，也有可能是苔藓类植被混入其中所造成的。如图7所示，本研究中的δ13C值都落在了北极九大河流域、浮游植物、苔藓以及冰藻的范围之内，说明该海区有机物有不仅有陆源和海源的混合，还受到冰藻等其他来源的影响。

图6 δ13C和水深(a)，Λ8 和 δ13C(b)的关系Fig.6 The relationship between δ13C and the water depth (a)，Λ8 and δ13C (b)

图7 楚科奇海表层沉积物δ13C含量随经度(a)、纬度(b)、OC含量例数(c)的分布Fig.7 The distribution of δ13C along the variation of longitude (a)， latitude (b) and OC contents (c) of surface sediments in the Chukchi Sea

另一方面，干酪根(主要来源于基岩、化石碳)较为广泛的存在于海洋沉积物中，其分子结构以及δ13C方面都和普通的海洋有机质有一定的区别。图7显示，研究样品的δ13C集中在-25.3‰～-20.9‰范围，相对更接近干酪根的值(-28.0‰ ～-24.0‰)，因此，我们猜测在楚科奇海与海台的表层沉积物中干酪根很可能是一个重要有机物来源。

CuO氧化产物内也含有具有多样化的来源二酸(DA)：C4～C6 DAs广泛存在于浮游植物、土壤、细菌；C7～C14 DAs主要存在于浮游植物，尤其是C9和C10 DAs主要存在于高等维管植物的角质层[37]，C16～C28 DAs主要存在于海草中[12]。本研究在所有DAs中，C4和C9 DA的含量最高(图8)，这和白令海Skan Bay表层沉积物的结果类似[12]。此外，C9～C15的二酸具有延长的脂肪族结构单元的特征，并能够从脂肪质的干酪根以及其前体的得到，可作为特异性的生物标志物[38]。这也为干酪根在有机碳来源中扮演重要角色提供了关键证据。然而，为了证实干酪根的存在，需要对样品进行进一步的Δ14C研究。

图8 楚科奇海表层沉积物二酸的含量Fig.8 The concentrations of dicarboxylic acids of surface sediments in the Chukchi Sea

不同碱性氧化铜氧化产物之间的比值能够反映木质素的不同植被类型来源[39]。 C 系列单体总量与 V 系列单体总量的比值(C/V)则可用来区分草本组织和木本组织， S 系列单体总量与 V 系列单体总量的比值(S/V)能够区分裸子植物与被子植物，每个指标都有其相对应的数值范围[20]。如图9b所示，在本研究中，S/V比值在0～0.77范围内，与Tesi 等[14]在东西伯利亚表层沉积物的值是相当的，表明裸子植物较被子植物的贡献更多，这与育空河、马更歇河多为针叶林木覆盖是符合的[16]。C/V比值在0.09～1.55范围内，并随水深的增加显现出先升高后降低的趋势(图9a)。一方面，C/V比值并随水深的增加而增加，表明草本植物含量增加，木本植物含量减少，这符合水动为筛选作用的机制，即质量较大的木本植物组织易于在浅显的沿岸区域沉积，而细颗粒较轻的物质则可随水流运输至较远岸地区[40]；另一方面，在陆坡区域，C/V比值又随水深的增加而减少，有机质的原位降解很可能是造成这一变化的重要原因。由于C系列酚降解速率大于V系列酚[3]，如前文所述，更低的沉积速率使其有更长的时间进行原位氧化，导致C/V比值降低。然而，由于北极地区的冰扰作用，永久冻土在冻结和融化过程中，埋在下层的古老植被和新的在土壤表层的新鲜植被会进行不同程度的混合，古老植被甚至会代替新鲜植被出现在表层[41]。另外，表层侵蚀也会将更老的植被组织带到表层来[14]。这些因素都会导致C/V和S/V不能完全反映研究海域的木质素植被来源。

4.3 陆源有机物的降解趋势

有机物在长时间的迁移运输过程中，不可避免地会发生降解，包括微生物降解及地质化学降解等。 V 系列和 P 系列的酸单体与醛单体的比值(Ad/Al)s、(Ad/Al)v、(Ad/Al)p可用于评估氧化降解程度，新鲜植物组织的值为0.1～0.3，而高度降解的木质素的值大于0.6[3]。在本实验中，(Ad/Al)s、(Ad/Al)v 之间有良好的相关性(图10a)，说明S和V系列木质素有着较为一致的来源，其降解均是由白腐菌和棕腐菌造成的[42]。而(Ad/Al)v和(Ad/Al)p之间并没有相关性(图10b)，在东西伯利亚和勒拿河三角洲海域也观测到了类似现象[14，42]，说明P系列酚不仅仅来源于维管植物，它与S和V系酚有着不同的降解机制[43]。然而，(Ad/Al)s、(Ad/Al)v与水深之间没有明显的线性关系，并且呈现出一个较大的数值范围(图11)，这可能由于上述比值都会受到植被组成、降解、浸出/吸附作用等综合影响[44—45]。因此，不能仅仅通过酸醛比参数来描述有机质在输运过程中的降解趋势。Goi 等[39]在比较了马更歇河木质素各项参数后也得出了类似的结论。

另一个广泛被用来指示土壤有机质降解程度的参数是3，5-Bd和V系列的比值(3，5-Bd /V)[46]，在碱性氧化铜氧化产物中，大多数苯羧酸类有着陆源和海源的多重来源，但3，5-二羟基苯甲酸(3，5-Bd)是一个有效指征土壤来源有机碳的指标[47]。在本实验

图9 楚科奇海表层沉积物C/V(a)和S/V(b)的分布Fig.9 The distributions of C/V (a) and S/V (b) of surface sediments in the Chukchi Sea

图11 (Ad/Al)s和 (Ad/Al)v随水深的变化Fig.11 The variations of (Ad/Al)s and (Ad/Al)v along the water depth

中，陆架区的样品随着水深的增加3，5-Bd/V显现出明显的递增趋势(图12)，这与东西伯利亚海岸的样品是相符合的[19]，表明3，5-Bd相较木质素的反应活性更低。但是随着水深增加，3，5-Bd/V的呈现先降低后升高的趋势，这可能是由以下两个过程造成的。一方面，随着离岸距离增加，土壤来源的3，5-Bd/V含量逐渐降低，其减少速率超过了V系列降解的速率导致3，5-Bd/V降低，这个阶段是陆源土壤的输入为主导的；另一方面，到达400 m深度，3，5-Bd的含量趋于稳定，相较木质素的反应活性更低，导致3，5-Bd/V再次上升，这个过程是降解为主导。

图12 楚科奇海表层沉积物3，5-Bd/V随水深的变化Fig.12 The variations of 3，5-Bd/V along the water depth of surface sediments in the Chukchi Sea

5 总结

本研究中，我们使用木质素来追踪楚科奇海表层沉积物中陆源有机物的输入、输运和降解过程。结果显示，基于粒度、比表面数据，从近岸到离岸有机碳载荷呈现明显的下降趋势。主要有以下几方面原因：初级生产力在陆坡区低于陆架区，深海区的有机质有更长的原位降解时间，楚科奇海为颗粒在侧向传输过程中提供了很好的氧化条件等。在今后的工作中，可通过测定沉积物捕获器样品的有机碳年龄和载荷等参数，从而更好的佐证这一“丢失”现象的具体缘由。δ13C没有明显的空间分布规律，但通过多端元的分析，该海区有机物可能具有陆源、海源、冰藻、干酪根等多种类的混合来源。根据S/V可知裸子植物较被子植物的贡献更多，C/V比值并随水深的增加先升高后降低，表明草本植物含量增加后又因原位降解而降低。(Ad/Al)s、(Ad/Al)v 之间有良好的相关性，说明两者来源和降解机理相似，3，5-Bd/V随水深先增加、下降又增加的趋势，这可能是陆源土壤的输入和降解为主导的缘由。二酸中C9DA(干酪根氧化产物)有着较高的含量，再次说明干酪根可能是楚科奇海表层沉积物中陆源有机质的重要组成成分之一。为证明这一点，在今后工作中，可进行Δ14C测年，佐证干酪根的存在。

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Sources and degradation of organic carbon in the surface sediments across the Chukchi Sea， insights from lignin phenols

Wang Xinyi1，2， Li Zhongqiao2， Jin Haiyan2， Zheng Hao1， Chen Jianfang2

(1.InstituteofEnvironmentandMarineChemistry，ZhejiangUniversity，Zhoushan316021，China; 2.LaboratoryofMarineEcosystemandBiogeochemistry，SecondInstituteofOceanography，StateOceanicAdministration，Hangzhou310012，China)

Organic carbon (OC) buried in the marine sediments performs as the net sink of atmosphere CO2. The Arctic Ocean has the largest shelf and receives a mass of terrestrial OC transported by the rivers and coastal weathering. The Chukchi Sea is one of the marginal seas of the Arctic Ocean where terrestrial OC was buried. In this study， surface sediments from the Chukchi Sea and plateau are selected and divided into two groups: the shelf (33-82.69 m) and the slope (164.63-3 763 m). Lignin phenols， in combined with stable carbon isotope (δ13C)， OC%， grain size and specific surface area (SSA) are used to trace the sources and degradation of terrestrial organic carbon in this region. The results show that OC loading decrees dramatically from the shelf to the slope. The wide range of δ13C shows a multi-sourced contribution of plants like shrubs， grasses， and conifers. Gymnosperm tissue is relatively more dominant than angiosperm tissue， whereas non-woody tissue is more dominant than woody tissue upon the surface sediments of the Chukchi Sea， according to the C/V and S/V ratios. In addition， the C9DA， which is obtained from the aliphatic-rich kerogen， is relatively high among Das. This implies that kerogen can play a pregnant role in the sources of the OC in the Chukchi Sea and Plateau．

the Chukchi Sea；surface sediment；lignin phenols；sources；degradation

10.3969/j.issn.0253-4193.2017.10.002

P736.21

：A

：0253-4193(2017)10-0019-13

2017-01-09；

：2017-02-16。

国家自然科学基金项目(41606211，41276198)；中国极地考察专项(Chinare-03-04专题，Chinare-04-03专题)；国家博士后面上基金(2016M591968)；国家海洋局第二海洋研究所博士后项目(JG1502)。

王心怡(1991—)，女，浙江省宁波市人，主要研究方向为海洋有机生物地球化学。E-mail: xinyiwang639@yeah.net

*通信作者：郑豪，女，副教授，从事海洋化学研究。E-mail:zhenghao@zju.edu.cn

王心怡，李中乔，金海燕，等. 应用木质素示踪楚科奇海表层沉积物中有机碳的来源和降解程度[J].海洋学报，2017，39(10)：19—31，

Wang Xinyi， Li Zhongqiao， Jin Haiyan，et al. Sources and degradation of organic carbon in the surface sediments across the Chukchi Sea， insights from lignin phenols[J]. Haiyang Xuebao，2017，39(10)：19—31， doi：10.3969/j.issn.0253-4193.2017.10.002