鴨綠江河口西岸潮灘沉積物有機質對流域變化的響應

石勇，劉志帥，高建華，李軍，白鳳龍，汪小勇

（1.國家海洋技術中心，天津300112；2.南京大學地理與海洋科學學院，江蘇南京210093；3.青島海洋地質研究所，山東青島266071）

鴨綠江河口西岸潮灘沉積物有機質對流域變化的響應

石勇1，2，劉志帥1，高建華2*，李軍3，白鳳龍3，汪小勇1

（1.國家海洋技術中心，天津300112；2.南京大學地理與海洋科學學院，江蘇南京210093；3.青島海洋地質研究所，山東青島266071）

河流顆粒有機質提供了陸地碳循環的重要信息以及人類活動的記錄，通過河口地區沉積物有機質組成，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。對樣品進行有機質碳氮總量（TOC、TN）、碳氮同位素（δ13C、δ15N）及沉積物粒度測試。分析結果表明，由河口向西，有機質受改造程度加深且來源逐漸復雜化，致TOC/TN與δ13C的相關性逐漸降低，δ15N與沉積物粒度的相關性也隨之降低。文中以δ13C為主線探討沉積物有機質的來源及運移，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，水庫對入海泥沙的攔截，致河口潮灘沉積速率減緩，從而增加了沉積物中海源有機質的含量，δ13C隨之增加。潮灘西側柱樣的δ15N增加指示了生活工業污水的大量排放。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的向岸運移，并在西岸潮灘向岸一側富集。

潮灘有機質；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質對流域變化的響應［J］.海洋學報，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

受人類活動影響，全球范圍的流域-海岸正發生劇烈變化［1—4］。流域水庫建設、森林砍伐及土地類型的變更，使得入海物質的數量及種類發生改變。陸架泥質沉積的連續性，使其成為提取流域變化信息的理想場所，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，至關重要。

每年大約有1012kg有機碳由河口輸向海洋［6］，復雜的動力系統及活躍的生化條件，使得河口區成為研究有機碳源和循環最復雜的水體之一［7］。不同來源有機質的組成差異及碳、氮同位素的穩定性，使其在物質示蹤［8—11］、生態環境評價［12—13］及古環境反演［14］等方面得到較多應用。河流顆粒有機質提供了陸地碳循環的重要信息以及人類活動的記錄［15］，通過河口地區沉積物有機質的組成變化，可反映流域變化及河口沉積環境的變遷。

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

2　區域概況

鴨綠江位于中朝邊境，全長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。鴨綠江流域屬于濕潤性溫帶季風氣候，水、沙的年內季節分配極不平衡，洪季的徑流量約占全年的80%［23］，為典型的山溪性河流［24］。鴨綠江河口地區潮差大、潮流強，并存在最大渾濁帶［25—26］。

鴨綠江河口西側海域為正規半日潮，存在日不等現象。落潮歷時大于漲潮歷時，從而造成大量泥質于潮灘發生沉積［27］。該海域全年以風浪為主，涌浪較少，且具有明顯的季節性變化。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，鴨綠江河口地區地貌在自然過程及人類活動的雙重作用下，發生了顯著變化（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為陸地，潮坪也逐漸淤高成為河口沙島，西水道的流量開始大幅度減小，水動力的減弱導致西水道發生快速堆積；1927年開始，東水道漸漸成為鴨綠江徑流的主要入海口；1940年開始，薪島、信倜坪和黃金坪之間的淺灘因動力減弱不斷淤積，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徑流流入，中水道則作為主水流與海連通［22］；1995年以來，隨著流域輸沙量的減少，河口潮灘開始遭受侵蝕，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采集柱樣C1、C2及C4；2011年8月又補充采集柱樣C3及23個表層樣，表層樣分布于3個斷面（S1、S2、S3），依次編號為1～23（見圖2）。經壓縮還原，柱樣C1、C2、C3、C4的長度依次為350 cm、248 cm、279 cm、330 cm。實驗室內，對柱樣進行2 cm等間距分割，用于粒度測試；C1進行5 cm，其他進行4 cm等間距分樣，進行TOC、TN、δ13C及δ15N測試。

4　室內測試

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

圖2　研究區及采樣站位Fig.2 Location and sampl ing sites

用5 mol/L鹽酸浸泡樣品，使其充分反應，以除去其中無機碳；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，經燃燒和還原生成CO2和N2，再經分離分別在TCD和質譜儀上測定C、N含量和碳氮同位素。EA為德國Elementar公司生產的Vario PYROcube型。利用氮同位素國際標IARA-N2及USGS35進行氮同位素校正，以及碳同位素標樣IAEA-CH3及IAEA-601校正碳同位素，利用磺胺標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相對標準偏差都小于4%。

5　結果

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一致規律，受地形控制顯著（圖3）。

3個斷面的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（相關系數分別為0.84、0.80），S2及S3上則無顯著變化。

圖3　表層樣粒度及有機質組成分布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，分布于-22.65‰～-21.31‰。

δ15N與TOC/TN在各斷面的分布均維持相對穩定，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上沉積物有機質的分布具相似性，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質組成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質組成Fig.5 Vertical profi les of grain size and organic matter in sediment core C2

5.2柱狀沉積物有機質的分布特征

柱樣的平均粒度（小于63μm）與粉砂及黏土含量顯著相關，除柱樣C1由深及淺總體逐漸變細外，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的相關系數較低，但其變化與粒度分布仍具相同趨勢，階段性特征顯著。除柱樣C1外，由深及淺，將柱樣劃分為3個階段，依次標注為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在整個剖面上維持相對穩定，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，C2上則維持相對穩定，均值為-23.17‰。

圖6　柱樣C3的粒度分布及沉積物有機質組成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質組成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的分布無一致規律；階段c上則差異顯著，C2的δ15N在4.52‰～7.11‰內變化，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‰內變化。

TOC/TN的分布與δ13C總體呈相反趨勢。C2、C3的TOC/TN在階段b較階段a減小，C4上則無顯著變化；階段c上，C3與C4的TOC/TN呈減小趨勢，分別在6.28～10.68、9.07～12.04內變化，C2的分布則相對穩定。

6　討論

6.1沉積物有機質各參數的指示意義

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減弱；向外擴散的鴨綠江入海物質成為西水道有機質的主要來源，從而導致柱樣C1的有機質來源相對單一，有機質參數（δ13C、TOC/TN與δ15N）的分布范圍也相應變窄（圖8）。而西岸潮灘柱樣的有機質各參數范圍顯著增大，指示了該處有機質的來源及組成復雜化。

柱樣C1、C2、C3的TOC/TN與δ13C具較高相關性（r分別為-0.65，-0.66，-0.81），C4的則顯著降低。為排除不同粒級間有機質組成的差異，篩選出平均粒徑介于4Φ～5Φ的樣品進行對比（表1），結果顯示：由河口向西，隨著陸源有機質搬運距離的增長，TOC/TN逐漸增大（依次為C2、C1、C3、C4），δ13C則不具備該分布規律，原因可能為有機質的礦化分解造成ON優先降解［31］。此外，C4距離大洋河近，大洋河物質的輸入，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的沉積物的有機質組成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（r分別為0.69、0.71）；潮灘西側C3、C4的δ15N與平均粒徑的相關性顯著降低（r分別為-0.28，-0.23）。此外，該區柱樣的δ15N與δ13C的相關性均較差（圖8）。由此可見，δ15N不僅受粒度吸附效應控制，隨著運移距離的增大，受改造程度亦加深。因此，δ15N不適宜進行物源示蹤，又因δ15N對于某些生物化學過程及人類活動敏感［32］，可將其作為生化環境變遷的指標。

作為不同來源有機質的示蹤指標，δ13C相較于δ15N、TOC/TN更具穩定性［33-35］。本文以δ13C為主線分析該區有機質的來源及運移，并輔以TOC/TN、δ15N分析；此外，δ15N還可用于指示人類活動對河口生態環境的影響。

6.2沉積物有機質對表層沉積物運移的示蹤意義

鴨綠江河口地區表層沉積物有機質的δ15N、TOC/TN相對于δ13C的分布顯示（圖9），斷面S2與S3的沉積物有機質具相似性，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‰。通常認為陸源有機質的δ13C均值約為-27‰，海源則為-20‰左右［36］。根據端元混合理論［32］，斷面S1上陸源有機質含量較S2與S3的高。δ15N及TOC/TN的分布也具有一致結論。此外，各斷面上有機質的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（見圖3）。

圖9　斷面表層樣有機質的δ15N、TOC/TN與δ13C的相關性分布Fig.9 δ15N，TOC/TNandδ13Crelationships of surface sediments

該區地貌及流域變化顯示［21—29］，流域水庫建設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，沉積物中細顆粒組分遭受侵蝕搬運，導致柱樣淺層沉積物出現增粗現象。而大東港港池建設的促淤外拓，攔截了入海輸沙中向西擴散部分，使得斷面S1附近的局部區域仍呈較快淤積狀態。

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長在向海方向上逐漸增大，海源有機質的含量也隨之增大，斷面S1的有機質分布就屬于該類型，即δ13C向海逐漸增大。斷面S2與S3的有機質分布則相反，δ13C在向海方向上呈減小趨勢，即潮間帶向岸方向海源有機質的含量反而增加。由此推斷，存在潮下帶物質的向岸輸運，并在向岸方向富集。從“源”與“匯”的角度來看，物質由“源”至“匯”的運移過程中含量應逐漸降低，而斷面S2與S3的海源有機質含量反而呈現向岸的增大趨勢。因而推斷，該區潮下帶物質的向岸輸運，應為間斷性，而非連續性。可能為大潮期間，潮流增強至能將潮下帶物質向岸運移，并在水動力較弱的區域沉積下來，因而出現向岸方向的富集現象，即沉積物有機質的δ13C逐漸增大。

結合冉隆江通過GSTA模式計算該區沉積物的運移結果［37］，該區物質的運移趨勢為：受大東港港池促淤及西水道地形影響，斷面S1的物質運移指向NE；S2與S3則為向陸輸運。

6.3沉積物有機質對流域變化的響應

作為顆粒態有機質的重要載體，入海徑流與輸沙量的變化，將影響沉積物中有機質的組成。入海輸沙量的變化，將引起河口地貌及岸灘沉積速率發生變化，若海源有機質的生成量恒定，沉積物中海源有機質的含量也將隨之變化。因而，沉積物有機質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，即海源有機質含量均顯著增加。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，柱樣的階段a與階段b的界限分布于1938—1952年。水豐水庫位于鴨綠江中下游，1940年建成，控制了90%的流域范圍，集水面積6.5 ×104k m2。水庫對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，從而造成該時期沉積物中海源有機質的含量均增大，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，階段b與階段c的界限分別對應于1985、1980、1980年。考慮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，1958-2008年間鴨綠江的入海輸沙量總體呈減小趨勢（圖10）。入海輸沙量的減少，造成河口地區潮灘的沉積速率減緩。河口外推移質也出現向口門內輸運的趨勢［38］，斷面S2與S3上表層樣有機質的分布表明，流域入海輸沙的減少，已造成潮下帶物質的向岸輸運，一則加劇了柱樣淺層沉積物的增粗趨勢，再則增加了潮間帶沉積物中海源有機質的含量，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上則維持相對穩定。斷面S1上表層沉積物有機質的分布顯示：該處仍以河流入海輸沙的陸源物質為主。由此推斷，大東港港池的促淤外拓，攔截了較多向西輸運的入海泥沙，一則平衡了海陸間有機質來源，使得柱樣C2在階段c的δ13C相對恒定，再則加劇了潮灘西側泥沙供給不足的趨勢。

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（表2）。生活及工業污水的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］，被認為是造成沉積物有機質的δ15N顯著增大的主要原因。

然而，沉積物有機質的δ15N出現增大的研究區，多為水動力較弱或交換緩慢的湖泊或河口瀉湖環境［13，41］。鴨綠江河口地區潮汐作用強烈，且存在穩定的遼東沿岸流［27］，水體流動較快，海洋生物對溶解態15N的利用率較低，導致沉積物有機質的柱樣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，水動力逐漸減弱，微生物對溶解態15N利用程度的增高，導致柱樣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　結論

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

（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的向岸輸運，并于潮間帶上部富集。

（3）河流入海輸沙與有機質組成密切相關：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質的埋藏通量。

［1］Mi ll iman JD，Qin YS，Ren M，et al.Man'sinfluence on the erosion and transport of sediment by Asian river：the Yel low River（Huanghe）example［J］.The Journal of Geology，1987，95（6）：951-962.

［2］Wall ing DE.Linking land use，erosion and sediment yieldsin river basins［J］.Hydrobiologia，1999，410（0）：223-240.

［3］Syvitski JPM，V?r?smarty CJ，Kettner AJ，et al.Impact of humans on the flux of terrestrial sediment to the global coastal ocean［J］.Science，2005，308（5720）：376-380.

［4］Sum merfield MA，Hulton NJ.Natural controls of fluvial denudation rates in major word drainage basins［J］.Journal of geophysical research，1994，99（B7）：13871-13883.

［5］高抒.全球變化中的淺海沉積作用與物理環境演化——以渤、黃、東海區域為例［J］.地學前沿，2002，2：329-335.

Gao Shu.Shallow marine sedimentation and physical environ ment evolution as part of globalchange：An example from the Bohai，Yel low and East China Sea regions［J］.Earth Science Frontiers，2002，2：329-335.

［6］Ludwig W，Probst JL，Kempe S.Predicting the oceanic input of organic carbon by continental erosion［J］.Grobal Biogeochemical Cycles，1996，10（1）：23-41.

［7］Harvey HR，Mannino A.The chemicalcomposition and cycl ing of particulate and macromolecular dissolved organic matterin temperate estuaries as revealed by molecular organic tracers［J］.Organic Geochemistry，2001，32（4）：527-542.

［8］Andrews JE，Greenaway AM，Dennis PF.Combined carbon isotope and C/Nratios asindicators of source and fate of organic matterin a poorly flushed，tropical estuary：Hunts Bay，Kingston Harbour，Jamaica［J］.Estuarine，Coastal and Shelf Science，1998，46（5）：743-756.

［9］Go?i MA，Thomas KA.Sources and transformations of organic matter in surface soi ls and sediments from a tidal estuary（North Inlet，South Carol ina，USA）［J］.Estuaries and Coasts，2000，23（4）：548-564.

［10］Graham MC，Eaves MA，Farmer JG，et al.Astudy of carbon and nitrogen stableisotope and elementalratios as potentialindicators of source and fate of organic matterin sediments of the Forth Estuary，Scotland［J］.Estuarine，Coastal and Shelf Science，2001，52（3）：375-380.

［11］劉敏，侯立軍，徐世遠，等.長江口潮灘有機質來源的C、N穩定同位素示蹤［J］.地理學報，2004，59（6）：918-926.

Liu Min，Hou Li jun，Xu Shiyuan，et al.Carbon and nitrogen stableisotopes as tracers to source organic matterin the Yangtze Estuary［J］.Acta Geographica Sinica，2004，59（6）：918-926.

［12］Costanzo SD，O'donohue MJ，Dennison WC，et al.Anew approach for detecting and mapping sewage impacts［J］.Marine Pol lution Bulletin，2001，42（2）：149-146.

［13］倪兆奎，李躍進，王圣瑞，等.太湖沉積物有機碳與氮的來源［J］.生態學報，2011，31（16）：4664-4670.

Ni Zhaokui，Li Yuej in，Wang Shengrui，et al.The sources of organic carbon and nitrogen in sediment of Taihu Lake［J］.Acta Ecologica Sinica，2011，31（16）：4664-4670.

［14］Mariotti A，Gadel F，Giresse P，et al.Carbon isotope composition and geochemistry of particulate organic matterin the Congo River（Central Africa）：Appl ication to the study of Quaternary sediments off the mouth of the river［J］.Chemical Geology（Isotope Geoscience Section），1991，86：345-357.

［15］Hedges JI，Clark WA，Quay PD，et al.Composition and fluxes of particulate organic materialin the Amazon River［J］.Limnology and Oceanography，1986，31（4）：717-738.

［16］Kao SJ，Lu KK.Particulate organic carbon exportfrom a subtropical mountainous river（Lanyang Hsi）in Taiwan［J］.Limnology and Oceanography，1996，41（8）：1749-1757.

［17］Masiello CA，Druffel ERM.Carbon isotope geochemistry ofthe Santa Clara River［J］.Global Biogeochemical Cycles，2001，15（2）：407-416.［18］Som merfield CK，Nittrouer CA.Modern accu mulation rates and a sediment budgetfor the Eelshelf：Aflood-dominated depositional environ ment［J］.Marine Geology，1999，154（1-4）：227-241.

［19］Ludwig W，Probst JL，Kempe S.Predicting the oceanicinput of organic carbon by continentalerosion［J］.Global Biogeochemical Cycles，1996，10（1）：23-41.

［20］尹昭漢，張國樞，步仁倉，等.鴨綠江中下游地區生態環境演變分析［J］.地理科學，2001，21（6）：544-548.

Yin Zhaohan，Zhang Gguoshu，Bu Rencang，et al.Analysis ecologicalenvironmentalchangein the middle andlower reaches ofthe Yalu River［J］. Scicntia Geographica Sinica，2001，21（6）：544-548.

［21］石勇，高建華，楊旸，等.鴨綠江河口西岸潮灘沉積特征對流域變化的響應［J］.第四紀研究，2012，32（6）：1221-1233.

Shi Yong，Gao Jianhua，Yang Yang，et al.Responses of depositional characteristics of tidalflats on the west bank of the Yalu River estuary to catch ment changes［J］.Quaternary Sciences，2011，30（8）：1799-1804.

［22］程巖.鴨綠江河口地貌的形成、演變與港口建設［J］.海岸工程，1988，7（1）：28-36.

Cheng Yan.Formation and evolution on geomorphology of Yalu River mouth and harbor construction［J］.Coastal Engineering，1988，7（1）：28-36.

［23］中國海灣志編纂委員會.中國海灣志：第十四分冊（重要河口）［M］.北京：海洋出版社，1998，386-432.

China Bays Compi l ing Com mittee.Chinese Harbours and Embayments（Volume 14）：Important Estuaries［M］.Bei j ing：Ocean Press，1998：386 -432.

［24］王子臣，馮天瓊.鴨綠江流域的水文概況［J］.水文，1983，1：47-51.

Wang Zichen，Feng Tianqiong.Hydrological situation of Yalu river watershed［J］.Journal of China Hydrology，1983，1：47-51.

［25］金惜三，李炎.鴨綠江洪季的河口最大混濁帶［J］.東海海洋，2001，19（1）：1-9.

Jin Xisan，Li Yan.Turbidity maximu m belt of Yaluj iang River estuary in the wet season［J］.Donghai Marine Science，2001，19（1）：1-9.

［26］Gao JH，Gao S，Cheng Y，et al.Formation of turbidity maxima in the Yalu River estuary，China［J］.Journal of Coastal Research，2004，43（SI）：134-146.

［27］李光天，符文俠，賈錫鈞.遼東潮間淺灘的綜合特征［J］.地理學報，1986，41（3）：262-273.

Li Guangtian，Fu Wenxia，Jia Xi jun.The comprehensive characteristic of the Liaodong Peninsular tidalflat［J］.Acta Geographica Sinica，1986，41（3）：262-273.

［28］劉恒魁，王錫侯，吳冠.鴨綠江口西側淺海區某些水文特征的初步分析［J］.海洋通報，1989，8（2）：25-30.

Liu Hengkui，Wang Xihou，Wu Guan.Prel iminary analysis of some hydrological characteristics of West bank of Yalu River estuaty［J］.Marine Science Bulletin，1989，8（2）：25-30.

［29］王昊，張志全，胡遠滿.鴨綠江流域水利工程對河口三角洲的影響［J］.生態學雜志，2011，30（8）：1799-1804.

Wang Hao，Zhang Zhiquan，Hu Yuan man.Impacts of water conservancy project on Yalu River delta［J］.Chinese Journal of Ecology，2011，30（8）：1799-1804.

［30］冉隆江，石勇，高建華，等.鴨綠江河口地區沉積物的粒度變化及影響因素［J］.海洋地質與第四紀地質，2012，32（2）：31-42.

Ran Longj iang，Shi Yong，Gao Jianhua，et al.Gain size variation and itsinfluencing factorsin the sediment cores of Yalu River estuary［J］.Marine geology&Quaternary geology，2012，32（2）：31-42.

［31］Fenchel T，King GM，Blackbu m H.Bacterial biogeochemistry：the Ecophysiology of mineral cycl ing［M］.London：Academic Press，1998.

［32］Thornton SF，Mcmcnus J.Appl ication of organic carbon and nitrogen stableisotope and C/Nratios as sourcesindicators of organic matter provenance in estuarine systems：evidence from the Tay Estuary，Scotland［J］.Estuarine，Coastal and Shelf Science，1994，38：219-233.

［33］Andrews JE，Greenaway AM，Dennis PF.Combined carbon isotope and C/Nratios asindicators of source and fate of organic matterin a poorly flushed，tropical estuary：Hunts Bay，Kingston Harbour，Jamaica［J］.Estuarine，Coastal and Shelf Science，1998，46（5）：743-756.

［34］Go?i MA，Thomas KA.Sources and transformations of organic matter in surface soi ls and sediments from a tidal estuary（North Inlet，South Carol ina，USA）［J］.Estuaries and Coasts，2000，23（4）：548-564.

［35］Graham MC，Eaves MA，Farmer JG，et al.Astudy of carbon and nitrogen stableisotope and elementalratios as potentialindicators of source and fate of organic matterin sediments of the Forth Estuary，Scotland［J］.Estuarine，Coastal and Shelf Science，2001，52（3）：375-380.

［36］Park R，Epstein S.Carbon isotope fractionation during photosynthesis［J］.Geochimica et Cosmochimica Acta，1960，21：110-126.

［37］冉隆江.鴨綠江河口沉積物粒度分布特征及其對流域變化的響應［D］.南京：南京大學.2012.

Ran Longj iang.The grain size distribution characteristics of Yalu Estuary and its response to the change of the catch ment［M］.Nanj ing：Nanj ing University，2012.

［38］Gao JH，Li J，Wang H，et al.Rapid changes of sediment dynamic processesin Yalu River Estuary under anthropogenicimpacts［J］.International Journal of Sediment Research，2012，27：37-49.

［39］Ruiz-fernandez AC，Hi l laire-marcel C，Ghaleb B，et al.Recent sedimentary history of anthropogenicimpacts on the Gul iacan River Estuary，Northwestern Mexico：Geochemical evidence from organic matter and nutrients［J］.Environmental Pol lution，2002，118：365-377.

［40］Sigman DM，Altabet MA，Francois R，et al.Theisotope composition of diatom-bound nitrogen in Southern Ocean sediments［J］.Paleoceanography，1999，14（2）：118-134.

［41］葛晨東，王穎，Pedersen TF，等.海南島萬泉河口沉積物有機碳、氮同位素的特征及其環境意義［J］.第四紀研究，2007，27（5）：845-852.

Ge Chendong，Wang Ying，Pedersen TF，et al.Variabi l ity of organic carbon isotope，nitrogen isotope，and c/n in the Wanquan River Estuary，eastern Hainan Island，China and its environ mentalimpl ications［J］.Quaternary Sciences，2007，27（5）：845-852.

［42］吳紅霞.鴨綠江（丹東段）水質污染狀況及防治對策［J］.現代農業科技，2010，10：277-278.

Wu Hongxia.Water pollution and control countermeasures of the Yalu River（Dandong Reach）［J］.Modern agricultural science and technology，2010，10：277-278.

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。

國家自然科學基金（40976051，40976036）。

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

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