近日，我室海洋生物地球化学研究团队在国际地学期刊Paleoceanography and Paleoclimatology发表题为“Floods Enhanced the Terrestrial and Marine Organic Carbon Burial in the East China Sea”的研究成果。该研究利用东海内陆架近300年的沉积记录，揭示了极端洪水对陆源和海源有机碳埋藏的协同促进作用，为认识大型河流主导陆架边缘海的长期碳汇机制提供了新的沉积记录证据。论文于2026年7月24日正式在线发表。博士后许燕红为论文第一作者，金海燕研究员和孙永革教授为共同通讯作者。

大型河流主导的陆架边缘海是陆地与开放海洋之间物质交换的活跃区域。洪水发生时，大量水体、泥沙、陆源有机碳和营养盐会在短时间内由流域输送至河口和陆架海。然而，过去对于洪水影响海洋碳循环的认识更多集中于“洪水将多少陆源有机碳带入海洋”，对于这些突发的大规模物质输入是否会进一步改变海洋自身的生物生产和有机碳埋藏，以及这种作用能否在百年尺度的沉积记录中保存下来，认识仍较为有限。

针对这一问题，研究团队以东海内陆架泥质沉积区为研究对象，对一根覆盖近300年的沉积岩芯开展年代学、粒度、碳同位素以及脂质生物标志物等多指标分析，并分别构建反映陆源有机碳和海源有机碳变化的综合指标（MultiTerrOC和MultiMarine），从而追踪历史洪水事件及其对应的有机碳埋藏响应。

研究通过粒度异常与陆源有机碳的埋藏异常，鉴定出沉积物中的洪水信号和台风信号。远端泥质沉积物中的洪水信号会随着洪水强度和频率的增加而被放大，其中来自长江上游的大规模洪水更容易形成明显的沉积信号。

图1  F5岩芯中洪水沉积特征及其与东亚冬季风（EAWM）的关系。（a）沉积物与砂组分的平均粒径；（b）敏感组分1的平均粒径及其百分含量；（c）敏感组分2的平均粒径及其百分含量；（d）敏感组分3的平均粒径及其百分含量；（e）MultiTerrOC指数；（f）长江洪水记录；（g）由冬季温度异常指示的东亚冬季风。

研究还发现重大洪水时期陆源有机碳与海源有机碳往往同步增加。并且，洪水时期伴随着较强的低氧信号，表明“陆源物质输入增加—营养盐供应增强—浮游植物生产力提高—低氧环境形成—有机碳保存增强”构成洪水促进东海有机碳埋藏增加的重要过程链条。可见，洪水不仅增强了陆源有机碳向海洋的输送，还可促进浮游植物生产及其有机碳埋藏，从而强化陆地物质输入与海洋生物碳泵之间的耦合联系。尽管自20世纪70年代以来，有机碳埋藏的主导机制已由水文过程（如东亚季风和洪水）逐渐转向人类活动（如水坝建设和沿海富营养化加剧），极端洪水仍可引发陆源物质和营养盐的脉冲式输入，并持续促进陆源与海源有机碳的协同埋藏。

图2  洪水期间陆源和海源有机碳埋藏的概念示意图

图3  近300年来陆源和海源有机碳的埋藏历史及其控制因素。（a）长江洪水频率及单次洪水事件；（b）平均粒径（AGS）；（c）δ¹³C_org；（d）MultiTerrOC和MultiMarine OC指数；（e）Terr/Marine OC 指数；（f）由石笋δ¹⁸O记录反映的东亚夏季风强度；（g）由CUI_SST和OP指示的上升流强度；（h）中国耕地面积；（i）长江口缺氧指数以及自19世纪60年代以来大通站的泥沙通量。

在未来全球变暖背景下，如果洪水事件进一步增强，大型河流—边缘海体系可能通过促进海源有机碳形成与埋藏，提高其长期固碳潜力。研究结果为古海洋极端水文事件的重建提供了重要依据，并为理解极端气候事件如何影响陆海碳循环机制提供了新的视角。

 本研究得到了浙江省自然科学基金（编号：LD24D060001）、自然资源部第二海洋研究所基本科研业务费（编号：JB2405和SZ2405）、国家自然科学基金（编号：42030803）以及东海实验室基金（编号：DH-2022ZY0006）等项目的联合资助。

论文信息：

Xu, Y., Ji, Z., Xu, D., Zhang, W., He, L., Yu, P., Li, D., Yu, N., Sun, Y., & Jin, H. (2026). Floods Enhanced the Terrestrial and Marine Organic Carbon Burial in the East China Sea. Paleoceanography and Paleoclimatology, 41(7). DOI: 10.1029/2025PA005409.