FRITSCH球磨+篩分——德國波羅的海沿岸海草床在藍碳計劃發揮的作用

本文章主要探討德國波羅的海區域的海草床（特別是Zostera marina，也稱鰻草）在沉積物中儲存有機碳（Corg）的能力，并分析這些碳庫的空間異質性及其成因。

研究背景

• 海草床能夠在其沉積物中儲存大量有機碳，對于緩解氣候變化具有潛在價值。
• 但不同地區甚至同一海草床內的有機碳含量存在顯著差異，這給準確評估其對減緩CO2排放的具體貢獻帶來了挑戰。

研究目的

• 通過采樣分析來量化德國波羅的海內的鰻草海草床及鄰近非植被覆蓋區的有機碳儲量。

• 探討影響這些碳庫空間分布的因素，包括物理環境（如水深、沉積物顆粒大小等）和生物因素（如海草復雜度）。

實驗過程

對每個巖芯的5-10cm深度間隔進行粒度分布處理。首先去除可見有機物，然后將沉積物在60°C下烘干至少48h。用符合ISO 3310-1國際標準的不銹鋼試驗篩和振動篩分機Fritsch Analysette 3 Spartan進行干篩，振幅設置為2 mm，持續15min。

確定2 mm、1 mm、500 mm、250 mm、125 mm、63 mm和<63 mm尺寸等級的沉積物分數，精確到0.01 g，并使用從每個分數之和獲得的總樣品質量計算每個尺寸等級的百分比。

數據分析

• 使用元素分析儀（EURO EA元素分析儀）測定沉積物總Corg。

實驗過程：首先將沉淀物在60℃下干燥48h，然后使用行星式球磨機Fritsch Pulveisette 5，瑪瑙研磨罐，轉速為240-300rpm，研磨至均勻的細粉15-20min。通過逐滴加入1M HCl直至停止氣體逸出，將這種均質沉積物的子樣品酸化以去除無機碳。在解剖顯微鏡下觀察樣品，以確保二氧化碳已經完全釋放。這些酸化的樣品在60℃下重新干燥48h，再次研磨，并封裝在銀膠囊中。基于線性回歸計算總有機碳濃度。

• 乙酰苯胺和沉淀物被用作測量數據準確性和分析不確定度的標準。

• 收集并記錄各采樣點周圍的環境參數，比如水流速度、海水深度、沉積物粒徑分布等。

統計建模：使用上述數據建立模型，用以預測不同條件下有機碳含量的變化趨勢，并識別出主導因素。

主要發現

• 德國波羅的海區域內的海草床平均每平方米可儲存約1,920 g的有機碳，遠高于其他海域的同類生態系統。

• 有機碳儲量表現出高度的空間變異性，不僅存在于不同站點之間，在單個站點內部也有很大差別。

• 影響有機碳分布的主要因素包括海草結構復雜性、細顆粒沉積物比例以及水深條件。

• 意外發現了一部分古老的陸地泥炭遺跡，大約形成于6000年前最后一次冰川退縮時期，成為重要的額外碳源。

?結論

• 德國波羅的海海草床每年可以避免約2.01百萬噸的二氧化碳排放到大氣中。

• 鑒于有機碳儲存量的高度不確定性，建議未來的研究需要更加關注特定地點的具體情況，并考慮到可能存在數千年歷史的深層碳沉積。

• 維護良好的海草生態環境對于保持高水平的有機碳儲量至關重要，任何對該生態系統的破壞都可能導致已封存的碳重新釋放回大氣層。

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