鴨綠江河口西岸潮灘沉積物有機(jī)質(zhì)對(duì)流域變化的響應(yīng)

石勇，劉志帥，高建華，李軍，白鳳龍，汪小勇

（1.國(guó)家海洋技術(shù)中心，天津300112；2.南京大學(xué)地理與海洋科學(xué)學(xué)院，江蘇南京210093；3.青島海洋地質(zhì)研究所，山東青島266071）

鴨綠江河口西岸潮灘沉積物有機(jī)質(zhì)對(duì)流域變化的響應(yīng)

石勇1，2，劉志帥1，高建華2*，李軍3，白鳳龍3，汪小勇1

（1.國(guó)家海洋技術(shù)中心，天津300112；2.南京大學(xué)地理與海洋科學(xué)學(xué)院，江蘇南京210093；3.青島海洋地質(zhì)研究所，山東青島266071）

河流顆粒有機(jī)質(zhì)提供了陸地碳循環(huán)的重要信息以及人類活動(dòng)的記錄，通過(guò)河口地區(qū)沉積物有機(jī)質(zhì)組成，可反映流域變化及海陸間相互作用。2010-2011年分兩次于鴨綠江河口西岸潮灘采集柱樣4根及表層樣23個(gè)。對(duì)樣品進(jìn)行有機(jī)質(zhì)碳氮總量（TOC、TN）、碳氮同位素（δ13C、δ15N）及沉積物粒度測(cè)試。分析結(jié)果表明，由河口向西，有機(jī)質(zhì)受改造程度加深且來(lái)源逐漸復(fù)雜化，致TOC/TN與δ13C的相關(guān)性逐漸降低，δ15N與沉積物粒度的相關(guān)性也隨之降低。文中以δ13C為主線探討沉積物有機(jī)質(zhì)的來(lái)源及運(yùn)移，TOC/TN作為輔助，δ15N則用于指示生化條件的改變。柱樣的δ13C分布與河流入海輸沙密切相關(guān)，水庫(kù)對(duì)入海泥沙的攔截，致河口潮灘沉積速率減緩，從而增加了沉積物中海源有機(jī)質(zhì)的含量，δ13C隨之增加。潮灘西側(cè)柱樣的δ15N增加指示了生活工業(yè)污水的大量排放。此外，表層樣δ13C分布的方向性，指示了西水道門口處的快速堆積及潮下帶物質(zhì)的向岸運(yùn)移，并在西岸潮灘向岸一側(cè)富集。

潮灘有機(jī)質(zhì)；流域變化；δ13C；δ15N；TOC/TN；鴨綠江

石勇，劉志帥，高建華，等.鴨綠江河口西岸潮灘沉積物有機(jī)質(zhì)對(duì)流域變化的響應(yīng)［J］.海洋學(xué)報(bào)，2015，37（1）：115—124，doi：10.3969/j.issn.0253-4193.2015.01.012

Shi Yong，Liu Zhishuai，Gao Jianhua，et al.Variation of sediment organic matter in western tidalflat of Yalu River Estuary and its respond to basin changes［J］.Haiyang Xuebao，2015，37（1）：115—124，doi：10.3969/j.issn.0253-4193.2015.01.012

1　引言

受人類活動(dòng)影響，全球范圍的流域-海岸正發(fā)生劇烈變化［1—4］。流域水庫(kù)建設(shè)、森林砍伐及土地類型的變更，使得入海物質(zhì)的數(shù)量及種類發(fā)生改變。陸架泥質(zhì)沉積的連續(xù)性，使其成為提取流域變化信息的理想場(chǎng)所，而海陸間相互作用的交替性又將弱化或改造該記錄［5］。因而尋找合適的指示劑，既可以反映流域變化，又能指示海陸間相互作用，至關(guān)重要。

每年大約有1012kg有機(jī)碳由河口輸向海洋［6］，復(fù)雜的動(dòng)力系統(tǒng)及活躍的生化條件，使得河口區(qū)成為研究有機(jī)碳源和循環(huán)最復(fù)雜的水體之一［7］。不同來(lái)源有機(jī)質(zhì)的組成差異及碳、氮同位素的穩(wěn)定性，使其在物質(zhì)示蹤［8—11］、生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)［12—13］及古環(huán)境反演［14］等方面得到較多應(yīng)用。河流顆粒有機(jī)質(zhì)提供了陸地碳循環(huán)的重要信息以及人類活動(dòng)的記錄［15］，通過(guò)河口地區(qū)沉積物有機(jī)質(zhì)的組成變化，可反映流域變化及河口沉積環(huán)境的變遷。

有效的海岸擴(kuò)散以及高侵蝕特性，使得山地小河流成為海洋陸源顆粒有機(jī)碳（POC）的主要貢獻(xiàn)者［16—18］，約占全球河流POC產(chǎn)量的64%［19］。要理解河流對(duì)海洋碳循環(huán)的影響就不能忽視對(duì)山地河流的研究。鴨綠江作為中小型山地河流，對(duì)流域變化的響應(yīng)迅速且劇烈。受人類活動(dòng)影響，鴨綠江流域植被、河流輸沙、河口地貌等均發(fā)生了顯著變化［20—22］。本文以δ13C作為有機(jī)質(zhì)的溯源主線，輔以TOC/TN分析，并通過(guò)δ15N指示沉積環(huán)境的變遷，探討鴨綠江河口潮灘沉積物有機(jī)質(zhì)對(duì)流域變化的響應(yīng)。

2　區(qū)域概況

鴨綠江位于中朝邊境，全長(zhǎng)790 k m，總流域面積6.45×104k m2，多年平均徑流量為2.89×1010m3，年平均輸沙量為1.13×106t。鴨綠江流域?qū)儆跐駶?rùn)性溫帶季風(fēng)氣候，水、沙的年內(nèi)季節(jié)分配極不平衡，洪季的徑流量約占全年的80%［23］，為典型的山溪性河流［24］。鴨綠江河口地區(qū)潮差大、潮流強(qiáng)，并存在最大渾濁帶［25—26］。

鴨綠江河口西側(cè)海域?yàn)檎?guī)半日潮，存在日不等現(xiàn)象。落潮歷時(shí)大于漲潮歷時(shí)，從而造成大量泥質(zhì)于潮灘發(fā)生沉積［27］。該海域全年以風(fēng)浪為主，涌浪較少，且具有明顯的季節(jié)性變化。波浪頻率以SSE向浪為主，SE和S向浪次之，各向最大波高介于1.3～4.0 m之間［28］。

近100年來(lái)，鴨綠江河口地區(qū)地貌在自然過(guò)程及人類活動(dòng)的雙重作用下，發(fā)生了顯著變化（圖1）。1905年前，西水道曾為鴨綠江主流道；1905-1927年間，西水道中沙洲橫生，多處邊灘逐漸淤高轉(zhuǎn)為陸地，潮坪也逐漸淤高成為河口沙島，西水道的流量開(kāi)始大幅度減小，水動(dòng)力的減弱導(dǎo)致西水道發(fā)生快速堆積；1927年開(kāi)始，東水道漸漸成為鴨綠江徑流的主要入?？?；1940年開(kāi)始，薪島、信倜坪和黃金坪之間的淺灘因動(dòng)力減弱不斷淤積，使得信倜坪和薪島淺灘逐漸連接在一起，形成了綢緞島；1980年以后，西水道作為潮汐汊道已幾無(wú)徑流流入，中水道則作為主水流與海連通［22］；1995年以來(lái)，隨著流域輸沙量的減少，河口潮灘開(kāi)始遭受侵蝕，受侵蝕面積［29］及程度均逐漸增

大［21，30］。

圖1　鴨綠江河口地區(qū)岸線演化圖［21］Fig.1 Evolutional coastl ine of Yalu River Estuary area

3　樣品的采集及處理

2010年8月，用直徑為10 cm的PVC管，于鴨綠江河口西岸及西水道內(nèi)采集柱樣C1、C2及C4；2011年8月又補(bǔ)充采集柱樣C3及23個(gè)表層樣，表層樣分布于3個(gè)斷面（S1、S2、S3），依次編號(hào)為1～23（見(jiàn)圖2）。經(jīng)壓縮還原，柱樣C1、C2、C3、C4的長(zhǎng)度依次為350 cm、248 cm、279 cm、330 cm。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，對(duì)柱樣進(jìn)行2 cm等間距分割，用于粒度測(cè)試；C1進(jìn)行5 cm，其他進(jìn)行4 cm等間距分樣，進(jìn)行TOC、TN、δ13C及δ15N測(cè)試。

4　室內(nèi)測(cè)試

沉積物用0.05 mol/L的六偏磷酸鈉溶液浸泡24 h，利用英國(guó)Malvern公司的Mastersizer2000型激光粒度儀進(jìn)行粒度分析，粒度參數(shù)計(jì)算采用矩法參數(shù)。

圖2　研究區(qū)及采樣站位Fig.2 Location and sampl ing sites

用5 mol/L鹽酸浸泡樣品，使其充分反應(yīng)，以除去其中無(wú)機(jī)碳；在60℃以下將樣品烘干，研磨、攪拌均勻。用錫舟紙包40～100 mg樣品，經(jīng)燃燒和還原生成CO2和N2，再經(jīng)分離分別在TCD和質(zhì)譜儀上測(cè)定C、N含量和碳氮同位素。EA為德國(guó)Elementar公司生產(chǎn)的Vario PYROcube型。利用氮同位素國(guó)際標(biāo)IARA-N2及USGS35進(jìn)行氮同位素校正，以及碳同位素標(biāo)樣IAEA-CH3及IAEA-601校正碳同位素，利用磺胺標(biāo)樣校正得到樣品的碳氮含量。碳氮同位素精度分別小于0.2和小于0.5，樣品的C和N含量及TOC/TN相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差都小于4%。

5　結(jié)果

5.1表層沉積物及柱狀沉積物的分布特征

斷面S2的沉積物由陸向海逐漸增粗，平均粒徑由3.08Φ增大至2.25Φ；斷面S1及S3的沉積物粒度分布則無(wú)一致規(guī)律，受地形控制顯著（圖3）。

3個(gè)斷面的TOC平均含量分別為0.16%、0.09%、0.10%，TN則分別為0.020%、0.014%、0.020%。S2、S3的碳氮含量較S1低，S1上沉積物的TOC、TN含量受粒度控制顯著（相關(guān)系數(shù)分別為0.84、0.80），S2及S3上則無(wú)顯著變化。

圖3　表層樣粒度及有機(jī)質(zhì)組成分布Fig.3 Grain size and organic matter composition of surface sediments

S1的δ13C由陸向海逐漸增大，分布于-22.67‰～-22.06‰間；相反，S2與S3的δ13C向海方向則呈減小趨勢(shì)，分布于-22.65‰～-21.31‰。

δ15N與TOC/TN在各斷面的分布均維持相對(duì)穩(wěn)定，δ15N在S1的均值為6.20‰，低于S2、S3的7.49‰和7.57‰；而S1上的TOC/TN則最高，為8.11，高于S2、S3的6.34和6.12。

總體而言，斷面S2與S3上沉積物有機(jī)質(zhì)的分布具相似性，且其δ13C分布的方向性與斷面S1相反。

圖4　柱樣C1的粒度分布及沉積物有機(jī)質(zhì)組成Fig.4 Vertical profi les of grain size and organic matter in sediment core C1

圖5　柱樣C2的粒度分布及沉積物有機(jī)質(zhì)組成Fig.5 Vertical profi les of grain size and organic matter in sediment core C2

5.2柱狀沉積物有機(jī)質(zhì)的分布特征

柱樣的平均粒度（小于63μm）與粉砂及黏土含量顯著相關(guān)，除柱樣C1由深及淺總體逐漸變細(xì)外，其他柱樣淺層沉積物均顯著增粗。柱樣的碳氮含量受粒度控制顯著，雖然C4的相關(guān)系數(shù)較低，但其變化與粒度分布仍具相同趨勢(shì)，階段性特征顯著。除柱樣C1外，由深及淺，將柱樣劃分為3個(gè)階段，依次標(biāo)注為a、b、c，各階段的δ13C、δ15N及TOC/TN分布均具一定差異。柱樣C1的δ13C、δ15N及TOC/TN在整個(gè)剖面上維持相對(duì)穩(wěn)定，其均值分別為-23.55‰、6.89‰、10.24。

柱樣C2、C3、C4的δ13C在階段b的均值分別為-23.01‰、-23.09‰、-23.07‰，均分別大于其于階段a的-24.02‰、-23.68‰、-23.65‰；階段c上，C3、C4的δ13C均呈增大趨勢(shì)，C2上則維持相對(duì)穩(wěn)定，均值為-23.17‰。

圖6　柱樣C3的粒度分布及沉積物有機(jī)質(zhì)組成Fig.6 Vertical profi les of grain size and organic matter in sediment core C3

圖7　柱樣C4的粒度分布及沉積物有機(jī)質(zhì)組成Fig.7 Vertical profi les of grain size and organic matter in sediment core C4

柱樣C2、C3、C4的δ15N在階段a與b的分布無(wú)一致規(guī)律；階段c上則差異顯著，C2的δ15N在4.52‰～7.11‰內(nèi)變化，且逐漸減小，而C3、C4上則顯著增大，分別在6.09‰～7.46‰、6.42‰～7.62‰內(nèi)變化。

TOC/TN的分布與δ13C總體呈相反趨勢(shì)。C2、C3的TOC/TN在階段b較階段a減小，C4上則無(wú)顯著變化；階段c上，C3與C4的TOC/TN呈減小趨勢(shì)，分別在6.28～10.68、9.07～12.04內(nèi)變化，C2的分布則相對(duì)穩(wěn)定。

6　討論

6.1沉積物有機(jī)質(zhì)各參數(shù)的指示意義

西水道為潮汐汊道，海水的間斷性覆蓋及“喇叭狀”地形引起的急漲落流，使得該處的浮游植物活動(dòng)減弱；向外擴(kuò)散的鴨綠江入海物質(zhì)成為西水道有機(jī)質(zhì)的主要來(lái)源，從而導(dǎo)致柱樣C1的有機(jī)質(zhì)來(lái)源相對(duì)單一，有機(jī)質(zhì)參數(shù)（δ13C、TOC/TN與δ15N）的分布范圍也相應(yīng)變窄（圖8）。而西岸潮灘柱樣的有機(jī)質(zhì)各參數(shù)范圍顯著增大，指示了該處有機(jī)質(zhì)的來(lái)源及組成復(fù)雜化。

柱樣C1、C2、C3的TOC/TN與δ13C具較高相關(guān)性（r分別為-0.65，-0.66，-0.81），C4的則顯著降低。為排除不同粒級(jí)間有機(jī)質(zhì)組成的差異，篩選出平均粒徑介于4Φ～5Φ的樣品進(jìn)行對(duì)比（表1），結(jié)果顯示：由河口向西，隨著陸源有機(jī)質(zhì)搬運(yùn)距離的增長(zhǎng)，TOC/TN逐漸增大（依次為C2、C1、C3、C4），δ13C則不具備該分布規(guī)律，原因可能為有機(jī)質(zhì)的礦化分解造成ON優(yōu)先降解［31］。此外，C4距離大洋河近，大洋河物質(zhì)的輸入，也可能是造成TOC/TN與δ13C的分布顯著離散的原因（圖8）。

圖8　柱樣的TOC/TN、δ15N與δ13C的相關(guān)性分布Fig.8 δ15N，TOC/TNandδ13Crelationships of core sediments

表1　粒徑介于4Φ～5Φ的沉積物的有機(jī)質(zhì)組成Tab.1 Organic matter composition of core sediments with grain size within 4Φ～5Φ

距河口較近的柱樣C1、C2的δ15N與沉積物平均粒徑呈正相關(guān)（r分別為0.69、0.71）；潮灘西側(cè)C3、C4的δ15N與平均粒徑的相關(guān)性顯著降低（r分別為-0.28，-0.23）。此外，該區(qū)柱樣的δ15N與δ13C的相關(guān)性均較差（圖8）。由此可見(jiàn)，δ15N不僅受粒度吸附效應(yīng)控制，隨著運(yùn)移距離的增大，受改造程度亦加深。因此，δ15N不適宜進(jìn)行物源示蹤，又因δ15N對(duì)于某些生物化學(xué)過(guò)程及人類活動(dòng)敏感［32］，可將其作為生化環(huán)境變遷的指標(biāo)。

作為不同來(lái)源有機(jī)質(zhì)的示蹤指標(biāo)，δ13C相較于δ15N、TOC/TN更具穩(wěn)定性［33-35］。本文以δ13C為主線分析該區(qū)有機(jī)質(zhì)的來(lái)源及運(yùn)移，并輔以TOC/TN、δ15N分析；此外，δ15N還可用于指示人類活動(dòng)對(duì)河口生態(tài)環(huán)境的影響。

6.2沉積物有機(jī)質(zhì)對(duì)表層沉積物運(yùn)移的示蹤意義

鴨綠江河口地區(qū)表層沉積物有機(jī)質(zhì)的δ15N、TOC/TN相對(duì)于δ13C的分布顯示（圖9），斷面S2與S3的沉積物有機(jī)質(zhì)具相似性，與斷面S1的差異顯著。δ13C在斷面S2與S3的平均值為-21.82‰，大于斷面S1的-22.40‰。通常認(rèn)為陸源有機(jī)質(zhì)的δ13C均值約為-27‰，海源則為-20‰左右［36］。根據(jù)端元混合理論［32］，斷面S1上陸源有機(jī)質(zhì)含量較S2與S3的高。δ15N及TOC/TN的分布也具有一致結(jié)論。此外，各斷面上有機(jī)質(zhì)的δ13C分布具有方向性：向陸方向，斷面S1的δ13C逐漸增大，S2與S3則總體呈減小趨勢(shì)（見(jiàn)圖3）。

圖9　斷面表層樣有機(jī)質(zhì)的δ15N、TOC/TN與δ13C的相關(guān)性分布Fig.9 δ15N，TOC/TNandδ13Crelationships of surface sediments

該區(qū)地貌及流域變化顯示［21—29］，流域水庫(kù)建設(shè)致鴨綠江河流入海輸沙逐漸減少，河口西岸潮灘因泥沙供給減少，沉積物中細(xì)顆粒組分遭受侵蝕搬運(yùn)，導(dǎo)致柱樣淺層沉積物出現(xiàn)增粗現(xiàn)象。而大東港港池建設(shè)的促淤外拓，攔截了入海輸沙中向西擴(kuò)散部分，使得斷面S1附近的局部區(qū)域仍呈較快淤積狀態(tài)。

斷面S1、S2與S3均分布于潮間帶。潮水漲落的間斷性覆蓋，使潮間帶沉積物與海水的接觸時(shí)長(zhǎng)在向海方向上逐漸增大，海源有機(jī)質(zhì)的含量也隨之增大，斷面S1的有機(jī)質(zhì)分布就屬于該類型，即δ13C向海逐漸增大。斷面S2與S3的有機(jī)質(zhì)分布則相反，δ13C在向海方向上呈減小趨勢(shì)，即潮間帶向岸方向海源有機(jī)質(zhì)的含量反而增加。由此推斷，存在潮下帶物質(zhì)的向岸輸運(yùn)，并在向岸方向富集。從“源”與“匯”的角度來(lái)看，物質(zhì)由“源”至“匯”的運(yùn)移過(guò)程中含量應(yīng)逐漸降低，而斷面S2與S3的海源有機(jī)質(zhì)含量反而呈現(xiàn)向岸的增大趨勢(shì)。因而推斷，該區(qū)潮下帶物質(zhì)的向岸輸運(yùn)，應(yīng)為間斷性，而非連續(xù)性?？赡転榇蟪逼陂g，潮流增強(qiáng)至能將潮下帶物質(zhì)向岸運(yùn)移，并在水動(dòng)力較弱的區(qū)域沉積下來(lái)，因而出現(xiàn)向岸方向的富集現(xiàn)象，即沉積物有機(jī)質(zhì)的δ13C逐漸增大。

結(jié)合冉隆江通過(guò)GSTA模式計(jì)算該區(qū)沉積物的運(yùn)移結(jié)果［37］，該區(qū)物質(zhì)的運(yùn)移趨勢(shì)為：受大東港港池促淤及西水道地形影響，斷面S1的物質(zhì)運(yùn)移指向NE；S2與S3則為向陸輸運(yùn)。

6.3沉積物有機(jī)質(zhì)對(duì)流域變化的響應(yīng)

作為顆粒態(tài)有機(jī)質(zhì)的重要載體，入海徑流與輸沙量的變化，將影響沉積物中有機(jī)質(zhì)的組成。入海輸沙量的變化，將引起河口地貌及岸灘沉積速率發(fā)生變化，若海源有機(jī)質(zhì)的生成量恒定，沉積物中海源有機(jī)質(zhì)的含量也將隨之變化。因而，沉積物有機(jī)質(zhì)的組成可以反映流域入海泥沙通量及河口地貌的變化。

西岸潮灘柱樣的δ13C在階段b均大于階段a，即海源有機(jī)質(zhì)含量均顯著增加。210Pb分析顯示，鴨綠江河口西岸潮灘的沉積速率維持在1～5 cm/a［21］，若以中值3 cm/a計(jì)，柱樣的階段a與階段b的界限分布于1938—1952年。水豐水庫(kù)位于鴨綠江中下游，1940年建成，控制了90%的流域范圍，集水面積6.5 ×104k m2。水庫(kù)對(duì)入海泥沙的攔截可能是引起西岸潮灘柱樣在階段b的沉積速率減慢的主要原因，從而造成該時(shí)期沉積物中海源有機(jī)質(zhì)的含量均增大，即δ13C顯著增大。若將階段a與階段b的分界層位定為1940年，柱樣C2、C3、C4的平均沉積速率則分別為2.5 cm/a、2.5 cm/a、3.1 cm/a。以此沉積速率計(jì)，階段b與階段c的界限分別對(duì)應(yīng)于1985、1980、1980年?？紤]到后文中將提到的河流入海輸沙量的減少，該界限年份將提前。

柱樣C3、C4的δ13C在階段c上的變化與河流入海輸沙相關(guān)，1958-2008年間鴨綠江的入海輸沙量總體呈減小趨勢(shì)（圖10）。入海輸沙量的減少，造成河口地區(qū)潮灘的沉積速率減緩。河口外推移質(zhì)也出現(xiàn)向口門內(nèi)輸運(yùn)的趨勢(shì)［38］，斷面S2與S3上表層樣有機(jī)質(zhì)的分布表明，流域入海輸沙的減少，已造成潮下帶物質(zhì)的向岸輸運(yùn)，一則加劇了柱樣淺層沉積物的增粗趨勢(shì)，再則增加了潮間帶沉積物中海源有機(jī)質(zhì)的含量，即δ13C升高。

圖10　1958-2008年鴨綠江徑流量及輸沙量年際分布Fig.10 Annual variations of runoff and sediment load of Yalu River from 1958 to 2008

然而，柱樣C2的δ13C在階段c上則維持相對(duì)穩(wěn)定。斷面S1上表層沉積物有機(jī)質(zhì)的分布顯示：該處仍以河流入海輸沙的陸源物質(zhì)為主。由此推斷，大東港港池的促淤外拓，攔截了較多向西輸運(yùn)的入海泥沙，一則平衡了海陸間有機(jī)質(zhì)來(lái)源，使得柱樣C2在階段c的δ13C相對(duì)恒定，再則加劇了潮灘西側(cè)泥沙供給不足的趨勢(shì)。

此外，階段c上的δ15N也存在差異，柱樣C1、C2的δ15N分布受粒度控制，C3、C4的δ15N顯著增大，與粒徑不呈相關(guān)性。2005-2010年間，河口段（丹東）廢水排放總量為6.34×108t，氨氮排放量為1.17×104t，總磷排放量為9.80×102t，且濃度呈逐年增大趨勢(shì)（表2）。生活及工業(yè)污水的δ15N分布于10‰～20‰［39］，顯著高于藻類的平均值8‰及陸地植物的2‰［40］，被認(rèn)為是造成沉積物有機(jī)質(zhì)的δ15N顯著增大的主要原因。

然而，沉積物有機(jī)質(zhì)的δ15N出現(xiàn)增大的研究區(qū)，多為水動(dòng)力較弱或交換緩慢的湖泊或河口瀉湖環(huán)境［13，41］。鴨綠江河口地區(qū)潮汐作用強(qiáng)烈，且存在穩(wěn)定的遼東沿岸流［27］，水體流動(dòng)較快，海洋生物對(duì)溶解態(tài)15N的利用率較低，導(dǎo)致沉積物有機(jī)質(zhì)的柱樣C1與C2的15N并未富集增大，僅受沉積物粒徑顯著控制。沿潮灘向西，水動(dòng)力逐漸減弱，微生物對(duì)溶解態(tài)15N利用程度的增高，導(dǎo)致柱樣C3、C4的δ15N在階段c上顯著增大。

表2　鴨綠江河口段（丹東）水樣的氨氮、總磷濃度［42］Tab.2 Am monia nitrogen and total phosphorus concentration among water of Yalu River Estuary［42］

7　結(jié)論

（1）由河口向西，有機(jī)質(zhì)的礦化分解作用增強(qiáng)，TOC/TN逐漸增大；生活及工業(yè)廢水的排放，致潮灘西側(cè)沉積物的δ15N逐漸增大，與粒徑的相關(guān)性降低。

（2）表層樣中δ13C分布的方向性，有效指示了沉積物的運(yùn)移：港池的外拓促淤，致西水道口門附近快速堆積；以及存在潮下帶物質(zhì)的向岸輸運(yùn)，并于潮間帶上部富集。

（3）河流入海輸沙與有機(jī)質(zhì)組成密切相關(guān)：入海輸沙減少，潮灘沉積速率隨之降低，從而增大了沉積物中海源有機(jī)質(zhì)的埋藏通量。

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Variation of sediment organic matter in western tidal flat of Yalu River Estuary and its respond to basin changes

Shi Yong1，2，Liu Zhishuai1，Gao Jianhua2，Li Jun3，Bai Fenglong3，Wang Xiaoyong1

（1.National Ocean Technology Center，Tianjin300112，China；2.Nanjing University，Nanjing210093，China；3.Qingdao Institute of Marine Geology，Qingdao266071，China）

Riverine particle organic matter（POM）contains key information about terrestrial carbon cycle，and human activities.The basin changes and interaction，between land and sea，can be reflected by the variation of organicmatter in sediment from estuary.Four sediment cores and 23 surface samples were collected in tidal flat of west bank of Yalu Estuary in twice from 2010 to 2011.The elemental and C-and N-isotopic compositions of organic matter（OM）were determined，together with sediment grain size.The analysis results show that relationship between TOC/TNandδ13Cdecrease，as well as correlation betweenδ15Nand sediment grain size from estuary to west，indicating thatreconstruction degree of OMgetfurther and the source of OMget compl icated.We useδ13Cto analysis OM's source and its transport as the principall ine，TOC/TNas auxil iary，and useδ15Nto evaluate ecological environment.The variations ofδ13Cin sediment cores are closely related with river sediment load.Intercepted by dams，the sedimentload decreased gradually，causing the deposition rate of tidalflat getting slow，and increasing the marine OMcontentin sediment.Variation ofδ15Nin core sedimentindicates the increasing sewage discharge. Otherwise，the rapid deposition ratein West Chanel Estuary reduced theδ13Cin surface sedimentsfrom land to sea. And the material，transported from sub-tidal and enriched in inter-tidal，caused theδ13Cincreasing in landward direction in west tidalflat of Yalu Estuary.

organic matter；basin change；δ13C；δ15N；TOC/TN；Yalu River

P736.21

A

0253-4193（2015）01-0115-09

2012-10-13；

2014-11-02。

國(guó)家自然科學(xué)基金（40976051，40976036）。

石勇（1987—），男，廣西省百色市人，從事海洋地質(zhì)方面的研究。E-mai l：shy_87@163.com

高建華，副教授，主要從事海岸沉積動(dòng)力學(xué)及地球化學(xué)研究。E-mai l：jhgao@nju.edu.cn