潟湖是海岸沙坝后侧与大海隔离的海水水域，有些潟湖仍与海洋有狭窄的通道，潟湖是浅水低能环境，波浪作用微弱，潮汐作用明显，且极易受气候影响而淡化或咸化或停滞缺氧。潟湖广泛分布于世界各大洲的海岸线附近，潟湖海岸是陆海交互作用较显著地区，加之人类活动的改造作用，作为全球变化和海洋地质研究的关键区域，一直备受国内外学者关注^{[1, 2, 3]}。

潟湖内的水最初为纯海水，而内外海水可藉离岸沙洲间的口门互相流通，由于离岸沙洲屏障或减弱了波浪涌动，因此潮流所挟带泥沙逐渐沉积于潟湖内，同时有机质也在潮流等动力的作用下逐渐沉积下来。关于潟湖体系的碳、氮生物地球化学特征及有机质来源等已有许多研究^{[4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]} 。Falco和Magni^[7] 对西地中海的卡夫拉斯潟湖湖底的表层沉积物的有机碳分布和沉积物粒度的关系进行了研究，认为沉积物粒度的分布对有机碳的分布有着重要影响； Sfriso等^[8] 对威尼斯潟湖的表层沉积物的有机碳进行了研究，认为生物量的改变对有机碳的分布有着重要作用； 葛晨东等^[9] 对海南岛万泉河口沉积物有机碳、 氮同位素的特征及其环境意义进行研究，阐述了潟湖沉积物中保存着丰富的海陆相互作用和自然环境变化的信息，人类活动的影响在沉积物中逐渐显著起来。

海南陵水县新村、 黎安双潟湖由连岛坝相隔离，都有各自的口门与海洋相连通。相互联系而又独立存在的两个潟湖即将进行连通工程成为一个整体，对其连通前的有机质分布及来源分析对海南国际旅游岛先行实验区的建设和发展有着重要的意义。本文主要研究的是海南陵水双潟湖表层沉积物的粒度、 有机质的分布特征以及主要影响因素，并且通过C/N （本文中C/N 比均为TOC/TN）比值估算陆源有机质的贡献率，这些信息有助于海南陵水县双潟湖有机物循环过程和有机质埋藏量及双湖连通后，对有机质埋藏的影响的研究。

新村港位于海南省陵水县新村镇的东南部，是个潮汐控制的天然潟湖，港内南北长4.5km，东西宽5.5km，面积约19.43km²。新村港口窄内宽，口门处最窄约100m，港内中心水深较深，最深处可达12m。黎安港位于新村港的东面，也是典型的口小腹大的潮汐控制型天然潟湖，港内最宽处约2.82km，长约4.39km，面积约7.92km²，通过一条宽约60m 的口门与南海相通。新村港动力条件为波潮混合能型，波浪和潮流能量基本均衡，潮汐汊道中以潮流作用为主，其中落潮流又略占优势^[11] ，黎安港潮汐类型属于全日潮型，涨落潮历时基本相等，涨潮平均流速小于落潮平均流速，由于黎安港的海水半交换周期长，潟湖内的生态平衡较脆弱^[12] 。新村港南部和黎安港东部都生长着大片海草，是我国重要的海草床保护区。新村港北侧有小型河流注入，南侧是高差较大的南湾岭。黎安港周围整体地貌较平整。 新村港周围人类聚居较多，人口较多、 生产力较高的主要有新村、 桐栖、 大墩和南湾4个村子； 黎安港人口较多的村子主要有黎安村。新村港和黎安港为当地居民提供了生产生活的重要场所，同时人类生产生活也对两港的环境产生影响。

2013年8月在海南岛陵水县双潟湖（新村港和黎安港）进行了底质表层样采集，利用两套抓斗共采集44个表层沉积物样品（新村港33个，黎安港11个）。样品采集区域位于 18°24′ -18°28′N 和 109°58′ -110°4′E ，水深2-20m。采样站分布如图1 所示。采集的表层样储存于冰柜中冷冻，之后用冷冻干燥机（ALPHA-l-4型，德国Martin Christ公司生产）进行低温冻干，冻干好的样品一部分用于粒度测定，另一部分用研钵磨细搅匀，装入样品袋中以备元素分析。

图1(Fig.1)

图1 研究区位置与采样站位图 Fig.1 Location of the study area and sample stations

对样品进行了粒度、 总碳（TOC）、 总氮（TN）和无机碳（TIC）含量的测定。利用英国Mastersizer 2000型激光粒度仪对沉积物样品进行粒度分析； 沉积物中总碳、 总氮的测定是由Thermo公司生产的FLASH EA 1112 Series CNS元素分析仪测得，无机碳的测量是通过UIC CM5015型碳库仑仪测得。样品中有机碳的含量是总碳的含量减去无机碳的含量得出。以上实验均在南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室完成。在上述采样站位还进行了水体叶绿素的测定，取水深50cm的水样，使用YSI现场测得。

根据钱君龙等^[13] 的经验公式，利用C/N 比值对新村港表层沉积物中陆源有机碳的含量进行计算，Q_C/N 表示用C/N 比值方法估算的陆源有机碳的含量，即样品中陆源有机碳占总有机碳的比例，估算出沉积物中陆源有机质的贡献率。 新村港计算17个样品数据，另16个数据由于受人类活动影响无法计算。

新村港内表层沉积物的平均粒径介于0-8φ之间，黎安港内表层沉积物平均粒径较细，介于6-8φ之间，都存在由沿岸向潟湖中心变细的趋势（图2a）。沿岸区域由于水深较浅，波浪作用较强，经长期掀沙簸选，沉积物粒径略粗，多以细砂和砂质粉砂为主。湖中心区域，由于水深增加，波浪作用减小，细颗粒物质受到絮凝作用影响，易于在潮周期的憩流时段发生沉降、 堆积，以及潟湖中心区域有渔业养殖，存在大量渔网，鱼笼，生物作用明显，因此底质多以粘土质粉砂为主。由图2a 可以看出，新村港表层沉积物平均粒径从潟湖中心向岸边由细到粗辐射状分布，形成了典型的潮流，生物控制的潟湖沉积型，人类活动也对其产生一定的影响。图2a 中，黎安港研究区域沉积物整体粒径较细，近岸较粗一些。这是由于港内面积较小，水动力相对较小，近岸水深较浅，相对湖心动力有所增大。

图2(Fig.2)

图2 新村港、 黎安港表层沉积物中平均粒径（φ）（a）、 TOC（％）（b）、 TN（％）（c）、 C/N （d）、 陆源有机质贡献率QC/N （％）的分布特征（e）、 TN异常值站位分布（f） Fig.2 Distributions of mean grain size（φ）（a），TOC（％）（b），TN（％）（c），C/N （d），the contribution from the terrestrial organic carbon QC/N （％）（e），and the sampling sites with abnormal TN values（f）

新村港潟湖湖底表层沉积物TOC的含量介于0.027％-2.660％，平均值为1.06％，黎安港潟湖湖底表层沉积物TOC的含量介于0.216％-1.950％，平均值为1.15％（图2b）。TOC的分布与粒径的分布相似，从潟湖中心向岸边由多到少辐射状分布（图2a 和2b），表现出正相关的特性（R²=0.61408）（图3c），这是因为细颗粒沉积物更容易吸附有机质。

图3(Fig.3)

图3 校正前TOC与TN的相关性（a）、 校正后TOC与TN的相关性（b）、 TOC与平均粒径的相关性（c）、 校正前TN与平均粒径的相关性（d）、 校正后TN与平均粒径的相关性（e） Fig.3 Correlation between TN and TOC before correction （a） and after correction（b），correlation between TOC and mean grain size（c），correlation between TN and mean grain size before correction （d） and after correction（e）

新村港表层沉积物TN的含量介于0.018％-1.461％，平均值为0.748％。整体而言存在由岸边向湖中心，由低至高的变化趋势（图2c）。其变化特征与TOC的变化特征是相似的，并且TOC和TN含量应具有一定的正相关关系。由于新村港受人类影响显著，一些养殖肥料的投放和居民的生活排污，导致新村港TN含量在粒度控制的情况下分布异常（图2f），在村落附近TN值较高，校正前TOC与TN的相关性较差（R²=0.06095，图3a），在去除人类活动影响后，相关系数R²=0.64789（图3b）。黎安港表层沉积物TN的含量介于0.019％-1.460％，平均值为0.45％（图2c）。黎安港，表层沉积物平均粒径分布较均匀，以较细的粘土质粉砂为主，TN含量的高点出现在黎安村附近，说明其高值区主要是受人类活动的影响。

细颗粒沉积物对有机物有更大的富集能力^{[14, 15, 16]} 。在近岸区域表层沉积物主要以细砂和砂质粉砂为主，富集有机物的能力弱，所以双潟湖的近岸区域TOC和TN的含量相对较低，而在双潟湖中心表层沉积物主要以粘土质粉砂为主，富集有机物的能力强，所以该区域TOC和TN的含量高。由图3c 和3d可以看出平均粒径与TOC的相关系数为R²=0.61408，而与TN的相关系数却只有R²=0.09703，这是因为人类的活动使村落附近的沉积物虽粒径较粗，TN含量却很高，并且新村港中心有4个点位的表层沉积物虽粒径较细，而TN含量相对较低，可能是人为干扰下的TN分布不均匀（图2f），在去除这些受影响的点后，平均粒径与TN含量的相关系数R²=0.918（图3e），在排除人为因素后，相关性良好。故粒度效应是控制双潟湖表层沉积物中有机物分布的一个重要因素。

粒径是影响有机物分布的重要因素，另外还受到其他因素的影响。潟湖是生产力集中的地区，水体叶绿素是衡量浮游生物生产力高低的指标之一，生产力高低对有机质的分布产生影响，图4 所示，有机质的高低的变化韵律与叶绿素的高低有一定的相似性，因此在较封闭的潟湖体系中，浮游生物生产力是沉积物有机质分布影响因素之一。在潟湖沉积物中，人类活动大大增加了沉积物中有机质的输入，尤其是近岸地区。由于近年来新村港的迅速发展，生活污水和饲料化肥的投放，均造成了沿岸有机质输入量的增加，导致表层沉积物中有机碳和总氮在湖沿岸个别地区出现高值，而在湖中心处由于人为养殖的影响，以及一些废弃渔网，鱼笼等成为湖中生物的聚居地，消耗掉这些区域的有机质，造成个别地区出现相对低值。黎安港由于粒径分布均匀，在高值区域，其有机质的输入主要是人类的生产生活影响。

图4(Fig.4)

图4 新村港沉积物有机质指标TOC、 TN与水体叶绿素不同站位含量 Fig.4 Spatial distribution of TOC，TN of sediments and water chlorophyll at different stations in the Xincun lagoon

C/N比值已被认为是判别有机质来源的行之有效的方法^{[17, 18, 19]} 。不同的沉积环境和有机质类型，C/N 比值也不同^{[20, 21]} 。这一示踪的应用是建立在不同的有机质类型有不同的C/N 比值基础上，Bordovsky^[22] 认为C/N 比值＜8 是典型的海洋物质； Prahl等^[23] 给出了比值>12 ，其物源是来自于陆源的植物和腐殖质。而C/N 比值在8-12之间，一般认为是受到两种物源的影响。 新村港表层沉积物C/N 比值为0.037-33.000，平均值为4.73（图2d）。新村港内南北两岸附近C/N 比值>12 ，新村港北边沿岸有小型河流注入，带有部分陆源物质进入潟湖内，所以此处C/N 比值较大，潟湖南边沿岸南湾岭附近陆地树木较多且坡度较陡，陆地植物的一些碎屑在雨水的夹带下流入附近的潟湖中，并且此处生长有海草床，在其生长过程中，向周围环境分泌溶解有机碳，并被周围藻类和细菌利用，促使溶解碳向颗粒碳转变^[24] ，使这一区域C/N 比值较高。新村港其他区域因主要受海洋潮流控制，C/N 比值较低，其有机质来源为海洋物质。黎安港潟湖湖底表层沉积物C/N 比值介于1.1-11.5之间，平均值为6.51，整体值小于12。黎安港附近陆源有机质来源有限，几乎完全由海洋潮流控制，其有机质来源除了人为影响之外主要为海洋物质。

去除人为影响较大的16个位点，对新村港表层沉积物17个有效值点进行研究，据钱君龙等^[13] 的经验公式，得出的陆源有机质贡献率（Q_C/N ）的空间分布（图2e）。新村港表层沉积物Q_C/N 值处于1％-99％之间，平均值约为47％（表1）。新村港表层沉积物Q_C/N 值分布特征与C/N 值分布特征相似。由表1 ，可以看到新村港南北两侧沿岸Q_C/N 值较高介于80％-99％之间，而湖中心区域，由于陆源影响的范围限制，Q_C/N 值较低，介于0-50％。总体上，新村港表层沉积物Q_C/N 值存在由南北两侧至湖中心逐渐减小，离岸相对距离越大Q_C/N 值越小的趋势。由于黎安港C/N 值均小于12，并未对黎安港表层沉积物进行陆源有机质贡献率的估算。

表1(Table 1)

表1 新村港陆源有机质贡献率估算结果*Table 1 The estimated terrestrial organic matter contribution in the Xincun Lagoon 区域 站位 有机质指标 陆源贡献率 程度* 纬度/N 经度/E TN/％ TOC/％ C/N QC/N/％ 新村港南侧 18°24′9.9″ 110°0′10.6″ 0.040 1.308 32.969 99.0 高 18°24′12.3″ 109°59′20.1″ 0.018 0.424 23.190 98.7 18°24′37.3″ 109°58′9.8″ 0.115 1.102 9.604 92.4 新村港北侧 18°24′56.2″ 109°59′54.6″ 0.038 0.477 12.413 94.8 高 18°25′25.6″ 109°59′14.4″ 0.065 0.387 5.914 85.7 18°25′43.3″ 109°59′37.9″ 0.068 0.197 2.918 67.8 新村港中心 18°25′7.6″ 109°59′30.1″ 1.222 2.367 1.937 49.9 低 18°25′2.3″ 110°0′57″ 1.087 1.839 1.690 42.1 18°24′33.4″ 109°59′3.4″ 1.422 2.212 1.556 36.8 18°24′40.8″ 109°59′41.3″ 1.323 1.820 1.375 28.1 18°25′23.9″ 109°59′53.7″ 1.242 1.667 1.342 26.3 18°24′35.1″ 109°59′16.2″ 1.461 1.873 1.282 22.7 18°24′43.2″ 110°0′12.4″ 1.361 1.741 1.280 22.5 18°25′8.9″ 110°0′4.7″ 1.020 1.200 1.177 15.5 18°24′49.3″ 109°59′2.8″ 1.155 1.337 1.159 14.1 18°25′48.1″ 110°0′54.7″ 1.288 1.373 1.0659 6.4 18°25′18.2″ 110°0′41.4″ 1.101 1.023 0.929 1.0 *高: 陆源有机质贡献率>50％ ； 低: 陆源有机质贡献率＜50％

表1 新村港陆源有机质贡献率估算结果* Table 1 The estimated terrestrial organic matter contribution in the Xincun Lagoon

在新村港内，陆源有机质的来源主要是北侧的河流带入和南侧陡坡被雨水夹带的陆源植物碎屑，以及南部一些海草床对有机碳含量的增大作用。新村港中心由于陆源有机质影响的距离限制，主要是海洋有机质沉积。新村港附近，几个人类聚居的村落附近的表层沉积物TOC和TN值已被影响，在陆源有机质来源分析时，应加以校正，以得到更符合自然条件下的陆源有机质贡献量。人类影响较明显的潟湖沉积，在进行有机地球化学研究时，应该愈加注重人类活动的影响。

（1）新村港潟湖表层沉积物TOC的含量介于0.027％-2.660％，平均值为1.06％，TN的含量介于0.018％-1.461％，平均值为0.748％，黎安港潟湖表层沉积物TOC的含量介于0.216％-1.950％，平均值为1.15％，TN的含量介于0.019％-1.460％，平均值为0.45％。TOC和TN平均含量都较高，这是在人类活动的影响下表现出比一般自然状态更高的含量值。新村港表现显著，去除近岸受人类影响较大的几个值，TOC和TN表现出较好的相关性并分别与平均粒径表现出较好的相关性，均表现出由沿岸地区到湖中心逐渐增加的趋势。黎安港在黎安村附近TOC和TN值较高，认为是人为活动的影响，黎安港由于整体粒径分布均匀，呈现出TOC和TN含量分布较均匀的结果。

（2）新村港潟湖表层沉积物C/N 比值介于0.037-33.000之间，平均值为4.73，表层沉积物Q_C/N 值处于1％-99％之间，平均值约为47％，其值均显示新村港有机质为陆源和海洋混合型。新村港附近的河流和山坡的雨水带入陆源有机质进入附近水域并沉积下来，离岸相对远处陆源有机质贡献逐渐减少。黎安港表层沉积物C/N 比介于1.1-11.5 之间，平均值为6.51，其值也表现出陆源和海洋混合型的有机质来源，但整体含量较低，整体值小于12，黎安港内河流和雨水夹带的陆源有机质较少，表层沉积物有机质几乎全部来源于海洋物质。 （3）人类影响在两个潟湖内有机质沉积中表现出了显著的效果，新村港附近人口多于黎安港，且有更高的生产力，呈现了更强烈的影响。在人类的影响下，TOC、 TN和平均粒径不能呈现较好的相关性，在去除人类影响较大的点位后，其三者呈现出较好的相关性。因此，在人类影响较显著的区域，在进行有机地球化学研究时，应该愈加注重人类活动的影响。

致谢 南京大学海岸与海岛开发教育部重点实验室的师生参加了样品采集工作，高抒教授以及各位审稿专家对论文的修改提出了宝贵意见，贾培宏老师给予了帮助，在此一并表示感谢。