北极楚科奇海域沉积物中总糖的分布及来源

对2003年7月至9月采自北极楚科奇海域的4个站位表层沉积物及1个站位的柱状沉积物样品的总糖、总碳、有机碳、无机碳、总氮、总磷的含量进行了测定,并对其有机碳和有机氮同位素(1δ3C和1δ5N)的变化进行了研究,结果表明:北极楚科奇海域沉积物中的总糖与有机碳为明显的正相关关系,说明糖类是有机碳重要的组成部分;表层沉积物中TOC/TN平均值为9.273,1δ3C和1δ5N的平均值分别为-21.61‰和7.1‰,显示出表层沉积物中糖类物质以海洋藻类来源为主、混入部分陆源物质的分布特征;柱状样品不同深度沉积物中TOC/TN平均值为13.45,也反映出糖类物质为海洋自生和陆源输入共存的分布特征。     

2015年春季长江口表层沉积物生源要素分布和来源

根据2015年5月对长江口及其邻近海域的生态环境调查资料, 探讨长江口春季表层沉积物总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)和生源硅(BSi)4类生源要素的空间分布和来源。结果表明: 2015年春季长江口表层沉积物TOC、TN、TP和BSi平均含量分别为0.315%、0.041%、0.066%和0.450%, 其中, 沉积物中TOC、TN受到陆源输入和海洋自生输入双重影响, 且海洋自生组分的贡献较大, 二者空间分布均呈现南部分布最高并沿西北方向递减趋势; TP分布主要受陆源输入影响, 并呈西北向东南递减趋势; BSi来源于生物沉积, 总体呈现南部高、北部低的分布趋势。与2007年相比, 长江口表层沉积物有机碳、氮含量降低, 东南外海区域替代浑浊区域成为表层沉积物生源要素含量最高区域, 且陆源输入对长江口表层沉积物生源要素的贡献趋于减弱。     

环雷州半岛近海表层沉积物有机碳分布及其控制因素分析

对环雷州半岛近海43个海底表层沉积物的总有机碳(TOC)、总氮(TN)、沉积介质条件(包括沉积物粒度)进行了分析,探讨了沉积物TOC、TN的区域分布特征以及影响有机碳分布的主要因素。结果表明,环雷州半岛近海海域海底表层沉积物有机碳含量在0~0.79%之间,平均值为0.26%。与中国其它近海海域相比,环雷州半岛大部分近海区域海底表层沉积物有机碳含量明显偏低,为有机质贫乏区,仅雷州半岛西南部流沙湾近海海域为TOC相对高值区。总氮含量也不高,在0.011%到0.100%之间,TOC与TN存在较强的正相关性,且平面上TOC与TN分布高度重合,显示氮元素主要以有机化合物形式存在。TOC/TN比值在5.1~14.3之间,表明沉积有机质具有陆源输入和海洋自生来源的混合特征,但以雷州半岛西侧北部及东侧中部海域受陆源有机质输入影响更大。大多数站位海底沉积物粒度构成以粉砂为主、粘土次之,少数站位以砂质沉积为主。沉积物有机碳含量与粘土及粉砂含量呈弱正相关性,与沉积物pH值、Eh值及砂含量呈弱负相关性,这表明海底沉积物有机质丰度受有机质来源输入、海底氧化还原状态和沉积水动力条件(沉积物粒度)等因素综合控制。     

渤海表层沉积物中有机碳的分布和来源

大河影响下的陆架边缘海沉积有机碳的分布和来源是全球碳循环研究的重要内容。本研究于2012年5月采集了渤海海域的29个表层沉积物样品,分析了粒度组成、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、木质素含量和稳定碳同位素丰度(δ13C)等参数,结合基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型,定量研究了沉积物中有机碳的分布和来源情况,并讨论了其影响因素。结果表明,研究区域表层沉积物中TOC含量为0.19%~0.81%,渤海中部泥质区站位(大于0.65%)明显高于其周围砂质区域站位(小于0.40%);TOC与黏土含量也有显著的正相关性,说明细颗粒沉积物容易富集有机碳。沉积有机碳的δ13C范围为-23.7‰~-21.8‰,显示沉积有机碳是海源和陆源有机碳的混合输入。木质素参数,如C/V、S/V和LPVI的数值范围显示研究区域表层沉积物中木质素主要来源于被子植物草本组织与木本组织的混合,同时有少量裸子植物的贡献。基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型显示研究区域沉积物中有机碳主要来源于海洋浮游植物,平均为64%,陆源有机碳中来自土壤的贡献最高(平均为27%),C₃维管植物的贡献较少(平均为9%)。海洋浮游植物有机碳主要分布在渤海中部泥质区及离岸较远的区域,而土壤有机碳和C₃维管植物有机碳则主要沉积在河口附近及近岸区,并可以离岸输运到较远的地方。     

环渤海地区河流河口及海洋表层沉积物有机质特征和来源

2013年8月采集了环渤海地区35条主要河流河口表层沉积物样品,12月采集了渤海与北黄海24个表层沉积物样品,分析了其生物地球化学指标:总有机碳(TOC)、总氮(TN)、有机碳同位素(δ13C)和氮同位素(δ15N),探讨该区域表层沉积物有机质特征及组成。研究表明:河流河口表层沉积物有机碳同位素(δ13C)值在–26.4‰—–21.8‰,平均值为–24.5‰;渤海表层沉积物有机碳同位素(δ13C)值在–23.8‰—–21.7‰,平均值为–22.3‰。河口表层沉积物TOC含量在0.06%—3.87%,平均值为1.31%;渤海表层沉积物TOC含量在0.52%—2.09%,平均值为1.08%。河流δ13C富集较轻,偏向陆源;海洋δ13C富集较重,偏向水生有机质来源。河流河口表层沉积物的δ13C值差异较明显,最大值与最小值相差4.6‰,但是流域地理位置距离近的河流δ13C值差异不大。河流河口表层沉积物δ15N在1.5‰—10.2‰,平均值为5.5‰;渤海表层沉积物δ15N在4.4‰—5.6‰,平均值为5.0‰。河流表层沉积物δ15N范围比渤海表层沉积物δ15N范围广,原因是河流受陆源有机物影响,且陆源有机物来源差异大。海洋表层沉积物δ15N相对均一,说明海洋表层沉积物δ15N受物源影响较小,体现了水体中有机质的转化和微生物活动对氮同位素的影响。本研究中表层沉积物的δ13C与δ15N没有明显的相关性,也体现了陆源有机质输入的影响。根据经典的二元模式计算,35条河流陆源有机质的贡献比例范围为10%—90%,平均值为60%;渤海陆源贡献比例范围为10%—50%,平均值为20%。河流有机质的来源以陆源有机质为主,水生有机质为辅。渤海有机质的来源以水生有机质为主,环渤海河流的陆源输入也有重要贡献。需要指出的是,有机碳同位素(δ13C)、氮同位素(δ15N)和Corg/Ntotal对有机质来源判别有一定局限性,虽然稳定同位素有示踪性,然而其成分仍然不可避免地受到生物地球化学等过程的改造,在使用稳定同位素技术示踪物源时,须小心谨慎。     

孟加拉湾中部表层沉积物有机碳分布特征及来源

通过对孟加拉湾中部110个表层沉积物样品有机碳、氮含量及粒度进行测试分析,揭示了研究区表层沉积物平均粒径、有机碳(TOC)、总氮(TN)、有机碳/总氮(TOC/TN)的分布特征,并讨论了其有机质来源及控制因素。结果表明,研究区表层沉积物的平均粒径值为6.2~7.6Φ,平均为7.1Φ,其分布呈现出以16°N和15°N为界南北两侧海域粒度相对较细(7Φ),中间海域相对较粗(7Φ)的特点;研究区TOC的质量分数为0.37%~1.24%,平均为0.84%,TN质量分数为0.05%~0.15%,平均为0.10%,两者分布特点相似,大致以15°N和16°N为界表现出南北两侧海域高,中间海域低的特点;TOC/TN比值为6.05~12.88,平均为8.38,中部海域比值高,南北两侧低。根据TOC/TN比值估算研究区陆源和海洋自生有机质的贡献,结果表明研究区陆源与海洋自生有机质平均相对贡献分别为60%和40%。研究区有机质的分布主要受控于有机质来源及输运方式,其中浊流输运导致的溢流沉积是其最主要的控制因素。另外,粒度、河流悬浮体的输入沉降和有机质保存条件等因素也起着重要作用。     

南极半岛东北海域表层沉积有机质来源及其沉积环境

采用气相色谱-质谱技术对南极半岛东北海域海底表层沉积物的总有机碳、有机质碳同位素(δ13 Corg)和生物标志化合物等进行了测试分析。研究区表层沉积物总有机碳TOC平均值高于现代深海沉积物中的平均含量。δ13 Corg的变化说明该海域有机碳来源呈海洋水生生物来源和陆源混合的特征。正构烷烃的峰型分布、主峰碳、饱和烃轻重比C-21/C+22和(C21+C22)/(C28+C29)、甾烷组合和藿烷组合证实研究区西部表层沉积物有机质来源以陆源高等植物为主,其陆源可能来自于附近的南极半岛和南舍得兰群岛;研究区东部表层沉积物有机质来源偏以海源为主,且以低等浮游生物、藻类及细菌生物等海源输入为主。碳优势指数(Carbon preference index,CPI)、奇偶优势指数(Odd-even Predominance,OEP)和甾烷C29ααα20S/(20S+20R)比值显示研究区D1-7站位和D5-9沉积物有机质演化程度较高,D5-2和D2-4站位的有机质演化程度低,其他站位介于中间状态。饱和烃中姥鲛烷、植烷及其比值(Pr/Ph)等组合显示研究区西部以氧化-弱还原的沉积环境为主,其可能是受高温低盐别林斯高晋海水流和附近火山喷发的影响所致;研究区东部以还原—强还原沉积环境为主,可能是受低温高盐的威德尔底层水(WSBW)和威德尔海深层水(WSDW)影响所致。     

南海南沙海区沉积有机质分布特征及其指示意义

对现在过程的研究可为了解过去沉积环境演变信息提供重要线索。对南海南沙广阔海域23个现代表层沉积物样品总有机碳(TOC)、总氮(TN)含量及同位素组成(δ¹³CTOC和δ15N)进行测试分析,以期通过沉积有机质的现代组成分布特征为反演其历史时空分布变化规律及其驱动机制提供参考。南沙海区表层沉积物TOC/TN(5.5～7.9,平均为6.5±0.6)和δ¹³CTOC(–21.9‰～–18.7‰,平均为–21.0‰±0.7‰)揭示了沉积有机质主要来自海源贡献;δ¹³CTOC与TOC和TOC/TN的相关性分析表明了TOC未受明显的早期成岩作用影响,因此表层沉积物TOC可用于反映现代上层海水生产力状况。南沙海区表层沉积物TOC(0.32%～0.97%,平均为0.67%±0.17%)呈现明显的西-东向分布差异,高值主要位于西部前缘地带,低值主要分布在东部海域。表层沉积物TOC的地理分布特征表明了西南夏季风对南沙海域表层海水生产力的主要调控作用—由夏季风产生的越南上升流和湄公河陆源输入带来的高通量营养盐促进了西部前缘海域浮游植物的勃发,...     

南海东部海域表层沉积物锶同位素物源示踪研究

锶同位素作为物源示踪剂和计时器在海洋地球化学研究中得到了广泛应用,南海东部海域沉积物中非碳酸盐相物质由慢源型火山物质和陆源硅铝物质组成,两者呈互为消长关系,由北向南陆源物质逐渐减少而慢源物质逐渐增多,海盆内发育的火山喷发是慢源型物质的主要来源,陆源物质主要是中国大陆碎屑物质经台湾海峡进入南海,南海东部海域非碳酸盐相沉积物87Sr/86Sr比值分布特点是:(1)陆架和陆坡边缘沉积物中87Sr/86Sr比值高(0.718 994),向东至深海盆东部边缘逐渐降低(0.713 545);(2)东沙群岛、中沙群岛周围海区87Sr/86Sr比值小(0.709 232);(3)台湾海峡南部87Sr/86Sr比值(0.717 940)接近地壳平均值,黄岩岛附近87Sr/86Sr比值(0.704 241),与幔源物质的锶同位素组成一致,这种分布规律说明中国大陆物质对南海东部海域沉积物的贡献由西向东、由北向南逐渐减小,对幔源基性岩组分和陆源硅铝质组分计算得出,东沙群岛以东、黄岩岛以北海区沉积物中陆源硅铝质组分平均含量为87%,台湾省南部基性岩组分含量不到10%,黄岩岛周围基性岩组分含量接近50%,来自台湾海峡的陆源物流向南一直延伸到17°N左右。幔源基性岩组分和陆源硅铝质组分理论计算值与区内沉积物中火山碎屑、陆源碎屑实际分布相一致。     

南沙群岛西部海域两柱状沉积物中碳和氮的分布和来源特征及埋藏通量估算

对位于南沙群岛海域西部近大陆架-残留沉积区(NS01站)和深海沉积区(NS02站)的2个沉积物柱状样进行了研究,测定了它们的粒度组成、CaCO3含量、总有机碳含量(TOC)、总碳含量(TC)、总有机物含量(TOM)和总氮含量(TN),估算了它们的埋藏通量及陆/海源TOC和TN的相对含量.结果表明,该海域沉积物主要是粒径小于63μm的细粒度组分,粒度组成随深度的变化很小.沉积物粒度不是控制CaCO3含量、TOC、TC、TOM、TN和TOC/TN垂向变化的主要因素.NS01站CaCO3含量、TOC、TC、TOM和TN的含量及埋藏通量均低于NS02站.NS01站TOC/TN随深度的变化主要受控于TN的变化,而NS02站则主要受控于TOC的变化.2个研究站位的TOC和TN均以海洋自生为主,NS01站沉积物中海洋自生TOC和TN的平均值分别为53.2%和81.4%,NS02站沉积物中海洋自生TOC和TN的平均值分别为64.5%和87.7%.     

南大洋环流动力学研究动态

本文基于南大洋环流研究最新资料，从资料来源、动力模式以及有待解决的问题几个方面较详细地阐述南大洋环流动力学研究动态。     

长江口外赤潮多发区近几十年来的古生产力记录及环境意义

选取长江口外赤潮多发区沉积物柱状样,在高分辨率测年基础上,通过有机碳、有机碳同位素(δ13C)、生物硅、绿素等多项指标的分析获得了调查海区古生产力的变化信息。并结合近几十年来营养盐浓度及组成结构的变化探讨了海洋浮游藻类组成结构的变化在海洋古环境中的记录。柱状样年代可追溯到20世纪40年代初。δ13C值在柱中的分布为-26.15×10-3~-19.5×10-3,表明有机碳为陆源与海生的混合。生物标志物在柱状样中的分布可大致分为三个阶段,50年代以前含量均较低;50年代至80年代含量均增加,表明海洋浮游藻类活动强烈且以硅藻为主,与此阶段长江口营养盐浓度迅速增加相对应;80年代以后,生物硅的含量下降至整个柱中最低水平,绿素有所降低,但高于50年代前的水平,而有机碳含量增加,表明在该时段硅藻生物量降低,其他藻类生物量有所增加,这与长江口营养盐氮盐持续增加而硅酸盐逐年降低、氮与磷的含量比值、磷与硅的含量比值迅速增大有关。沉积记录还表明此阶段陆源有机碳的贡献增强。     

Modeling the water circulation in the North Atlantic in the scope of the CORE-II experiment

A numerical experiment on the reproduction of the variability in the state of North Atlantic water in 1948–2007 with a spatial resolution of 0.25° has been performed using the global ocean model developed at Institute of Numerical Mathematics, Russian Academy of Sciences (INM RAS), and the Shirshov Institute of Oceanology (IO RAS) (the INM–IO model). The data on the state of the atmosphere, radiation fluxes, and bulk formulas of the CORE-II protocol are used as boundary conditions. Five successive 60-year calculation cycles have been performed in order to obtain the quasi-equilibrium state of a model ocean. For the last 20 years, the main elements of large-scale ocean circulation have been analyzed and compared with the WOA09 atlas data and the results of other models.     

Trends in the variation of the sea level in the lagoons of the Southeastern Baltic

This paper analyses the global tendency of the sea level rise (SLR) and its long term influence on the sea level upstream drainage cascade based on the example of the level’s variation in the Vistula Lagoon of the Baltic Sea compared to the other lagoons and coastal regions of the southeastern part of the Baltic Sea. A steady positive trend in the water level variations was revealed; its magnitude varies significantly depending on the time period. In general, during the 100–150 year period, the rate of the SLR in the lagoons and coastal areas of the Baltic Sea (1.7–1.8 mm per year) is close to the SLR rate in the World Ocean. In the second half of the 20th century, the increased rate of the SLR in the lagoons and marine areas became stronger (up to 3.6 mm per year in the Vistula Lagoon and in 1959–2006 in the sea and exceeded the rate of global ocean SLR). It dramatically increased at the end of the last century both in the lagoons and in the sea (up to 10.0–15.0 mm per year). This is the response not only to the global climate warming but it is likely that it is also a response to the changes of the climate driving forces that influence the regimes of the local wind and precipitation in the catchment.     

近30年来莱州湾滨海湿地景观格局变化特征研究

基于莱州湾滨海湿地特征以及野外实地观测数据,利用landsat遥感影像手段,揭示1990-2018年莱州湾滨海湿地景观格局变化特征,并结合景观指数分析莱州湾滨海湿地异质性。结果表明,1990-2018年间,莱州湾滨海湿地呈现人工滨海湿地面积增加而天然滨海湿地面积减少的趋势。截至2018年莱州湾滨海湿地面积总计1954 km²,其中天然滨海湿地面积约811 km²,人工滨海湿地面积约1143 km²,分别占42%和58%,滨海湿地向建设用地转化的趋势明显。斑块数量(NP)、景观形状指数(LSI)等景观指数值逐年增加,表明莱州湾景观格局变化明显且破碎化程度加重。莱州湾滨海湿地不同岸段之间景观格局变化的驱动机制不完全一样,造成其破碎化程度加重的自然驱动力有河口冲淤、降水量变化等;人工驱动力主要为城市建设、港口码头、集约用海区建设、养殖业和制盐业的开发利用等。以期对莱州湾滨海湿地生态系统退化原因、合理利用和优化土地空间布局、采取有效措施保护及恢复滨海湿地提供一定的技术支持。     

The Moho transition zone in the Oman ophiolite-relation with wehrlites in the crust and dunites in the mantle

Field data in the Oman ophiolite show that the Moho transition zone (MTZ), which is on average 300 m thick above mantle diapirs, reduces to 50 m away from diapirs, with a sharp transition at the outskirts of the diapirs. We show here that this reduction is dominantly due to compaction of a dunitic mush present above diapirs in the MTZ, with upward injection of a wehrlitic magma in the crust, and, to a lesser extent, due to tectonic stretching. In order to explain the fraction of wehrlites injected into the crust, which is in the range of 25%, it is necessary that mantle upwelling is active, with a mantle flow velocity away from diapirs several times faster than the spreading velocity. If this velocity exceeds 5 times the ridge spreading-rate, a significant part of the MTZ may be entrained down into the mantle, flowing away from the diapir as tabular dunites.     

Distribution of Pacific-origin water in the region of the Chukchi Plateau in the Arctic Ocean in the summer of 2003

1Introduction Besidestheprecipitationandriverdischarges,the watersinthePacificOceanandtheAtlanticOceanare thesourcesoftheArcticOceanwater.TheAtlantic waterenterstheArcticOceanviatheFramStraitand theBarentsSea.Foritsdenserfeatureduetohigh salinity,mostofitsinkstothenorthofSvaldbardand circulatesinallthedeepbasinsintheArcticOcean, formingthedeepandbottomwatersoftheArcticO- cean(Aagaardetal.,1985;Rudelsetal.,1999).The BeringStraitistheonlychannelforthePacificwater toflowintotheArcticOce…     

近15 a来三门湾海域氮、磷营养盐分布与富营养化状况的变化分析

以1997年8月中旬和2011年10月中旬对三门湾附近海域开展的海域水质现状调查为依据,分析了近15 a间该海域水体环境氮、磷营养盐的分布现状及变化特征。结果表明:近15 a来,三门湾海域的无机氮和活性磷酸盐含量均成倍增长,水体营养程度由轻度富营养化逐步上升为重度富营养化;从营养结构来看,活性磷酸盐仍为限制性富营养化因子;大量的海水养殖是导致该海域营养盐大幅提高的直接原因。因此,为控制三门湾的富营养化现象进一步加剧,建议适度控制海水养殖规模,调整海水养殖结构,加强对三门湾沿岸排污控制,以获得养殖经济效益和生态环境效益的协调、可持续发展。     

Variability in the speciation of iron in the northern North Sea

Variations in the speciation of iron in the northern North Sea were investigated in an area covering at least two different water masses and an algal bloom, using a combination of techniques. Catalytic cathodic stripping voltammetry was used to measure the concentrations of reactive iron (Fe_R) and total iron (Fe_T) in unfiltered samples, while dissolved iron (Fe_D) was measured by GFAAS after extraction of filtered sea water. Fe_R was defined by the amount of iron that complexed with 20 μM 1-nitroso-2-napthol (NN) at pH 6.9. Fe_T was determined after UV-digestion at pH 2.4. Concentrations of natural organic iron complexing ligands and values for conditional stability constants, were determined in unfiltered samples by titration. Mean concentrations of 1.3 nM for Fe_R, 10.0 nM for Fe_T and 1.7 nM for Fe_D were obtained for the area sampled. Fe_R concentrations increased towards the south of the area investigated, as a result of the increased influence of continental run off. Fe_R concentrations were found to be enhanced below the nutricline (below 40 m) as a result of the remineralisation of organic material. Enhanced levels of Fe_T were observed in some surface samples and in samples collected below 30 m at stations in the south of the area studied, thought to be a result of high concentrations of biogenic particulate material and the resuspended sediments respectively. Fe_D concentrations varied between values similar to those of Fe_T in samples from the north of the area to values similar to those of Fe_R in the south. The bloom was thought to have influenced the distribution of both Fe_R and Fe_T, but less evidence was observed for any influence on Fe_R and Fe_D. The concentration of organic complexing ligands, which could possibly include a contribution from adsorption sites on particulate material, increased slightly in the bloom area and in North Sea waters. Iron was found to be fully (99.9%) complexed by the organic complexing ligands at a pH of 6.9 and largely complexed (82–96%) at pH 8. The ligands were almost saturated with iron suggesting that the ligand concentration could limit the concentration of iron occurring as dissolved species.