陆地向河流输送大量的陆源有机碳,河流又将部分陆源有机碳输送到海洋。在河流输送过程中,大部分陆源有机碳会在河流内沉积或者转化成C02释放到大气中。剩余部分的陆源有机碳被输送到海洋,其中绝大部分颗粒态会保存在边缘海的沉积物中,从而进入地质时间尺度的循环。因此,了解发生在河流和边缘海体系内陆源有机碳的变化对深入了解全球碳循环具有重要意义。近年来,在全球变化背景下,洪水、酷暑等极端气候事件频发,导致流域内侵蚀、淋溶加强；陆地向河流,河流向海洋输送的陆源有机碳无论总量、组成上都有明显的变化。而且,河流内人工筑坝会截留下了大量的颗粒态物质,改变大坝下游的水沙平衡,使得大坝下游的河道冲刷加剧,影响河流输送的陆源有机质的组成。另外,输送到边缘海的陆源有机碳也与流域内环境变化和人文活动有关,并可能会保存下流域内环境变化信息。对单独的河流-边缘海体系内陆源有机碳的研究常见于报道,但是系统地对不同环境下河流和边缘海体系进行分析和比较的研究并不多见。本论文将红河水下三角洲、长江流域和东海陆架、渤海海峡和北极地区作为研究对象,通过有机质的整体性质(碳氮比或氮碳比-C/N或N/C、有机碳稳定同位素-δ13C、有机碳放射性同位素-△14C)和生物标志物(木质素-lignin、甘油双烷基四醚-GDGTs),对上述区域内沉积物中陆源有机碳的含量、组成和来源进行探讨,并结合文献,分析不同区域内控制陆源有机碳的因素。除此之外,本论文还尝试对陆架沉积物中陆源有机碳保存下的流域内的环境演变信息进行了解读,建立海洋沉积物中陆源有机碳与流域内自然变化和人文活动之间的联系。红河水下三角洲表层沉积物中OC%、TN%和木质素含量受粒度控制,其有机质主要来自流域内土壤和海洋浮游植物的贡献。采用N/C、δ13C和木质素Λ8作为端元对红河水下三角洲表层沉积物中陆源和海源的有机质进行了区分。结果显示使用不同参数时计算时得到的陆源有机碳比例不同,用N/C计算时,陆源有机碳的比例为30.1±14.5%；用δ13C计算时,陆源有机碳的比例为43.2±5.8%；用A8计算时,陆源有机碳的比例为65.1±10.2%。红河水下三角洲表层沉积物中木质素的降解程度中等,(Ad/Al).v平均为0.71±0.44。木质素的C/V和S/V分别为0.29和0.87,表明被子植物的草本组织是木质素的主要来源,与红河流域内的植被组成是相符的。长江流域沉积物中有机碳分布和组成存在显著的区域性差异。在长江干流和北部支流,有机碳含量由沉积物的粒径控制,粒径大的沉积物有机碳含量低,粒径小的沉积物有机碳含量高。然而,南部支流由于植物碎屑或者其它外源有机碳的添加,沉积物有机碳的含量与粒度之间并无明显的关系,这与台湾高山河流的情况很类似。长江流域沉积物中有机碳来源复杂,土壤、岩石源有机碳和植物碎屑贡献了沉积物中大部分的有机碳；浮游植物也是沉积物有机碳贡献者,但是比例远远低于浮游植物对颗粒态的贡献。沉积物有机碳最主要的贡献者是土壤；岩石源有机碳也有部分贡献,特别是在一些总有机碳含量低的站位。长江流域内不同江段,不同类型土壤的GDGTs组成有显著差别,这种差别是由土壤源区的大气温度、土壤的理化性质决定的。聚类分析和主成分分析表明石鼓站与文献所报道的高原土壤的bGDGTs组成最为相似,其它站位bGDGTs的组成都落在不同类型土壤所围成的三角形内,说明这些沉积物中的bGDGTs可能都是来自于这些土壤。长江流域内沉积物中的iGDGTs主要是来自河流水体中古菌的现场生产。东海大陆架P4柱中有机碳主要来源于陆地植被贡献和海洋浮游植物贡献。P4柱中木质素的组成和黄河输送的有显著差别,与东海内陆架的相似,主要来源于长江流域的输送。P4柱中木质素含量(∑8)与控制长江上游降水的印度洋夏季风的强度正相关(p<0.001)。P4柱中C/V、S/V、LPVI和DHBA的极低值反映了两次极端干旱事件：公元1880年之后P4柱中木质素的突然变化与长江流域人类活动加剧和土地利用的改变有关,特别是发生在流域上游这些活动。渤海海峡T4柱中有机碳是混合来源,包含了黄河流域内C3植被、C4植被和海洋浮游植物的贡献。木质素的含量与粒度变化有关。T4柱中,沉积物的粒度组成和木质素的含量剖面记录了黄河改道的历史变迁,以及流域内人文活动突然增强的信号。公元1194～1855年和公元1938～1947年之间的黄河“改道入黄、东海”时间造成T4柱的沉积物粒径变小,木质素含量增高。北宋期间在黄土高原突然增强的人文活动造成了流域内水土流失加剧、森林破坏,黄河此时入海的泥沙中植物碎屑较高,导致T4柱190～225 cm段沉积物颗粒变粗以及木质素含量增高。对中国北极“黄河站”周围样品的研究表明：该区域土壤和沉积物中有机碳的含量低,氮含量也低,C/N值类似,低于植物样品的C/N,而且样品类型控制有机质的含量,粒度并没有像其它地区报道的是控制有机质含量的主要因素；当地土壤化水平低,有机碳同位素处于同类文献报告范围内。其次,“黄河站”附近环境中的木质素主要来自于苔原环境中的苔藓和维管植物,PON/P的低值表明当地的动物和细菌可能也是环境中有机质的重要来源,当地的煤炭碎屑可能是有机质的另一来源。冰岛GA306-3柱状样中的有机碳含量高,主要来自于现场海洋浮游植物的生产,但是也混有部分来自于格陵兰岛的陆源有机碳,这部分的陆源生产主要是冰盖边缘的苔藓植被。不同典型体系中陆源有机碳的对比研究,自然环境和人文活动对陆源有机碳含量和组成起着重要影响作用。不同典型体系中陆源有机碳有很大的差异,这种差异的形成可能是由于自然环境的区别,也有可能是由于人文活动强度的差异,如何区分自然环境变化和人文活动对陆源有机质的影响是今后研究的一个重点。然而,这种差异是有规律的,例如位于纬度20°N～50°N之间沉积物样品中陆源有机质的含量较高,可能和区域内发育的大河流体系以及旺盛的维管植物生产有关。