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基于234Th/238U不平衡的方法，本论文主要研究了南海颗粒有机碳(POC)输出通量及其季节变化。南海为陆架边缘海，物理-生物地球化学的时空变化剧烈，需要高时空分辨率的234Th分布来估算POC输出通量，因此本研究利用小体积(2～4L)海水的二氧化锰共沉淀方法来测定海水中的234Th。我们对南海进行了春、夏、秋、冬四个季节(2009～2011年)高时空分辨率的234Th调查，并分析了南海四个季节POC和叶绿素a的分布特征。
南海234Th垂直分布的季节变化显著。秋、冬两季234Th在表层出现明显亏损，其活度随深度增加而增加，在真光层底部与238U趋近平衡;春、夏两季则多为层化结构，即表层与真光层底部234Th与238U处于或接近平衡，次表层(～50m)出现不平衡程度极大值。在近岸区域，234Th在全水柱中均处于亏损的状态，且在真光层底部出现234Th亏损程度的增加，这可能是底部沉积物再悬浮所致。水平方向上，234Th活度从近岸向陆架再到海盆，不平衡程度逐渐减弱，即颗粒物清除程度随离岸距离增加而减小。
由于船时的限制，本研究只采集了悬浮颗粒物，为了更准确地估算POC输出通量，我们采用一个校正系数将悬浮颗粒物上的POC/234Th比值转化为大粒径颗粒物上的POC/234Th比值。南海陆架区表现出高的POC输出通量特征，其季节变化明显，变化范围为0.9～37.0mmolCm-2d-1。同样，海盆区POC输出通量也呈现明显的季节变化，秋季表现高输出通量特征，输出通量平均为5.4±2.2mmolCm-2d-1。其次为春季，冬季和夏季输出通量最低。南海POC输出通量的年际变化较显著，2011年春季南海海盆的POC输出通量显著高于2005年春季。
通过对234Th输出通量与POC储量进行线性回归分析，揭示了在南海陆架和海盆区域，颗粒有机碳是234Th主要的载体。POC储量与POC输出通量之间存在显著的正相关关系，表明在南海陆架和海盆区，POC储量在一定程度上控制了上层水体中POC输出通量的量值。
南海陆架区域的平均沉降效率比海盆区高一个数量级，表明南海陆架区的生物泵效率高于海盆区。通过对浮游植物群落结构的分析表明，在南海近岸和陆架区域，硅藻主导着POC输出通量和沉降效率的大小，而在南海海盆区，则转化为定鞭金藻和青绿藻主导着POC输出通量和沉降效率。本论文揭示了POC储量和浮游植物群落结构是控制POC输出通量的关键因素。