近日，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室劉建國(guó)研究員團(tuán)隊(duì)在熱帶大型河流系統(tǒng)有機(jī)碳（OC）儲(chǔ)存與穩(wěn)定性調(diào)控機(jī)制研究方面取得重要進(jìn)展。該研究系統(tǒng)揭示了風(fēng)化過(guò)程及礦物組成（尤其是鐵氧化物和鋁質(zhì)黏土）對(duì)有機(jī)碳動(dòng)態(tài)的關(guān)鍵控制作用，相關(guān)發(fā)表于國(guó)際知名地學(xué)期刊《CATENA》。該研究成果共同第一作者為國(guó)際博士后Md Hafijur Rahaman Khan（中文名：蘇曼）與中國(guó)海洋大學(xué)博士譚龍，南海海洋所研究員劉建國(guó)、副研究員黃云為共同通訊作者。其他作者包括南海海洋所博士Ananna Rahman、自然資源部第一海洋研究所研究員劉升發(fā)、南海海洋所研究員陳忠。
河流與海洋沉積物中的有機(jī)碳埋藏是全球碳循環(huán)的核心環(huán)節(jié)之一，對(duì)調(diào)節(jié)地球氣候平衡具有深遠(yuǎn)影響。盡管熱帶河流流域面積僅占全球陸地有限部分，但其輸送的沉積物和有機(jī)質(zhì)總量卻占全球重要比例，其中有機(jī)碳的埋藏效率與穩(wěn)定性一直是學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)。然而在高溫高濕、化學(xué)風(fēng)化強(qiáng)烈的熱帶地區(qū)，有機(jī)碳在搬運(yùn)與沉積過(guò)程中保存與分解的具體礦物學(xué)機(jī)制尚不明確。
研究團(tuán)隊(duì)以恒河–布拉馬普特拉河（G–B）這一全球規(guī)模最大、輸沙量最豐富的熱帶河流系統(tǒng)為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)流域沉積物開展系統(tǒng)的地球化學(xué)與礦物學(xué)分析，研究發(fā)現(xiàn)：化學(xué)風(fēng)化促進(jìn)了鋁質(zhì)黏土（如高嶺石）的形成，這些礦物通過(guò)吸附和微環(huán)境保護(hù)機(jī)制，有效穩(wěn)定有機(jī)碳；鐵氧化物能夠與有機(jī)碳形成強(qiáng)烈的有機(jī)–礦物結(jié)合及表面涂層，減少微生物降解，從而提高有機(jī)質(zhì)的長(zhǎng)期保存率；相比之下，在潮濕的熱帶環(huán)境中，部分高反應(yīng)性礦物相可能會(huì)加速有機(jī)碳在搬運(yùn)和沉積過(guò)程中的分解與流失。
研究表明，風(fēng)化產(chǎn)物與有機(jī)質(zhì)之間的相互作用是決定熱帶河流系統(tǒng)中有機(jī)碳埋藏效率的關(guān)鍵因素。該成果不僅深化了人們對(duì)源–匯過(guò)程和有機(jī)碳–礦物相互作用機(jī)制的理解，還為預(yù)測(cè)熱帶河流在未來(lái)氣候變化中的響應(yīng)及其對(duì)全球碳循環(huán)的反饋提供了重要科學(xué)依據(jù)。
研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)科學(xué)院-TWAS院長(zhǎng)獎(jiǎng)學(xué)金計(jì)劃共同資助。
圖1 恒河–布拉馬普特拉（G–B）流域示意圖，顯示土地利用/土地覆蓋（LULC）特征及現(xiàn)代沉積物采樣點(diǎn)分布。
圖2 展示恒河–布拉馬普特拉各支流中有機(jī)質(zhì)指標(biāo)的輸運(yùn)與演變特征，并通過(guò)圖示總結(jié)了有機(jī)碳來(lái)源、輸運(yùn)機(jī)制以及礦物結(jié)合有機(jī)碳在儲(chǔ)存和穩(wěn)定過(guò)程中的作用。
文章信息：Khan MHR1,Tan L1,Liu J.*,Rahman A,Huang Y*,Liu S,Chen Z,2025. The impact of weathering,iron oxides,and aluminous clays on organic carbon storage and stability in an extensive tropical river system. CATENA 258,109250.
文章鏈接： https://doi.org/10.1016/j.catena.2025.109250
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