近日，实验室（MED）海洋生物地球化学团队与浙江大学、海洋一所、法国索邦大学和俄罗斯科学院太平洋海洋研究所等机构合作，在EGU旗下期刊《Climate of the Past》上在线发表了题为“Changing sources and burial of organic carbon in the Chukchi Sea sediments with retreating sea ice over recent centuries”的研究论文。该研究利用多次中国北极科学考察和第一次中俄联合北极科学考察在楚科奇海和东西伯利亚海所取得的表层沉积物样品，分析了其中的生物标志物与碳稳定同位素，结合分子生物标志物与总有机质指标，构建指示有机碳来源的三端元模型，并基于该方法重建了楚科奇海自工业革命以来沉积有机碳对海冰变化的动态响应。论文第一作者为我所与浙江大学博士联培生苏良，任健副研究员和陈建芳研究员为共同通讯作者。

气候变化引起的海冰消退正在影响北冰洋生态系统，继而改变碳循环，但北冰洋碳源汇格局如何响应这些变化仍有许多未知。本研究调查了楚科奇海和东西伯利亚海的表层沉积物，以确定沉积有机碳的来源。将总有机参数（总有机碳、总氮、δ¹³C_org和δ¹⁵N）和分子有机生物标志物（如甾醇和高支链类异戊二烯）结合，构建三端元混合模型，以区分冰源、海源和陆源有机碳（图1）。在此基础上，利用位于楚科奇海北部的R1岩心，重建了过去200年中，随着海冰的减少，各来源沉积有机碳组成相对贡献的变化。结果表明，从19世纪20年代到20世纪30年代，高海冰覆盖抑制了本地的初级生产，导致沉积物中的陆源物质占据优势。从1930年代到1980年代，随着夏季海冰的逐渐减少，初级生产开始增加，冰源和海源有机碳的占比逐渐升高。自20世纪80年代以来，海冰加速消退带来了初级生产的快速增长，冰源和海源有机碳逐渐接近甚至超过了陆源组分（图2）。可以预见，未来北极海冰进一步融化，将导致楚科奇海浮游植物种群发生改变，从而对北冰洋碳源汇格局产生更深远的影响。

本研究得到国家自然科学基金（41941013, 42076241, 41976229, 41606052, 42076242）、国家重点研发计划（2019YFE0120900, 2019YFC1509101）等项目资助。

图1. 利用总有机参数（δ¹³C_org）和分子有机生物标志物参数（H-Print）构建的有机碳来源三端元模型

图2. 楚科奇海北部近200年来埋藏有机碳来源变化

论文引用：

Su, L., Ren, J.*, Sicre, M.-A., Bai, Y., Zhao, R., Han, X., Li, Z., Jin, H., Astakhov, A. S., Shi, X., Chen, J.*, 2023. Changing sources and burial of organic carbon in the Chukchi Sea sediments with retreating sea ice over recent centuries. Climate of the Past, 19, 1305–1320. DOI: 10.5194/cp-19-1305-2023.Su_etal_CP_2023_Burial of organic carbon in the Chukchi Sea, Arctic Ocean.pdf