柱状沉积物中的生物硅可以反映不同时期海洋浮游硅藻的生长状况。随着浮游植物的死亡,生物硅被埋藏的同时伴随着总有机碳(TOC)在沉积物中的沉降,二者均能指示不同时期水体的初级生产力的变化。但在沿岸海域,受陆源自然输入以及人类活动影响的不同,TOC的来源复杂。因此,本文选取3个不同类型的海湾(深圳湾、湛江湾、流沙湾)作为研究区域,通过对柱状沉积物中生物硅、TOC近几十年或上百年的变化,来探讨不同时期浮游硅藻和初级生产力的变化情况及对气候的响应,通过脂肪烃来反映不同海洋环境下有机碳的输入来源,并对不同经济压力下人类活动对海洋生态系统碳输入的变化趋势进行研究。为合理利用海湾资源、保护海湾生态、经济与环境协调可持续发展提供科学依据和指导。本文取得的主要结论有:一、深圳湾柱状沉积物290-90 cm阶段TOC以海洋浮游植物输入为主,而在90 cm以内陆源有机碳和细菌等微生物的贡献更大。湛江湾柱状沉积TOC以浮游藻类、细菌作用以及陆源高等植物共同输入为主。外源有机碳的输入对流沙湾柱状沉积物TOC的贡献很低。二、在海洋生态系统中,受陆源有机碳输入的影响不同,生物硅指示水体初级生产力的成因不同。深圳湾柱状沉积物在290-170 cm(19世纪90年代-20世纪40年代初)沉积阶段水体初级生产力持续下降,在170-110 cm(20世纪40年代初-60年代中期)快速增加后保持在较高的水平,而在110-65 cm(20世纪60年代中期-80年代中期)下降至较低浓度。深圳湾沉积物在290-65 cm埋藏时期,陆源人为输入的碳较少,水体初级生产力的变化由当时的气候引起;而在65-0 cm阶段受陆源输入影响,营养物质的作用更为明显。湛江湾在65-50 cm的沉积时期,海洋初级生产力快速升高并保持在较高水平,在50-0 cm的沉积时间内,初级生产力在缓慢下降,湛江湾生产力的变化由营养盐变化驱动。流沙湾沉积物生物硅在全柱样中无明显变化趋势,水体初级生产力较为稳定。三、在3个海湾沉积物中,以深圳湾脂肪烃的浓度最高,湛江湾次之,流沙湾最低,说明深圳湾的陆源自然输入的有机碳最多,流沙湾的最少。深圳湾柱状沉积物中长链脂肪烃具有绝对的优势,指示陆源草本植物以及红树林的贡献为主。湛江湾和流沙湾均呈现以C31为主峰的长链脂肪烃峰群和C16为次主峰的短链脂肪烃峰群,脂肪烃在此二湾中皆以陆源高等植物蜡质碎屑输入以及藻类、细菌等作用的贡献最大。四、陆源有机碳的大量输入对TOC指示海洋初级生产力有较大的影响:深圳湾沉积物在290-90 cm阶段陆源有机碳输入相对较少,TOC与生物硅为显著正相关,但在90-0 cm阶段无显著关系;湛江湾TOC与生物硅呈显著正相关,而流沙湾TOC与生物硅为低度线性关系。因此,同时利用生物硅和TOC两项指标能更准确地指示水体的初级生产力。五、人为活动对海湾生态系统中碳输入的贡献与经济发展程度相一致。近二十年来随着经济快速发展的同时,人为输入的碳源对深圳湾生态系统碳的贡献明显高于湛江湾、流沙湾;虽然湛江湾和流沙湾同属湛江市范围,但流沙湾周边以村庄为主,使得人类活动对流沙湾生态系统碳输入的贡献较湛江湾小。