珊瑚岛礁淡水透镜体的数值模拟

论述了珊瑚岛礁地下淡水资源-淡水透镜体的形成、特征和影响因素。用质量守恒,Darey定律和Ghyben-Herzbeg关系导出了淡水透镜体的数学模型,用有限差分法计算了西沙永兴岛淡水透镜体的包络面,与实测值比较误差在3％～15％之间。为科学开发西沙地下淡水资源提供了可靠的数学工具。     

西沙群岛永兴岛和石岛的自然与开发

永兴岛和石岛同在一个礁盘上。永兴岛是全新世界晚期形成的新灰沙岛。石岛原是晚更新世晚期形成的古沙山，今是一个全新世中期后被现代礁坪包围的岩石岛（老灰沙岛）。本区属热带海洋季风气候，海中热带海洋生物繁多，岛上热带植物繁茂，鸟类也多，土壤为磷质石灰土。自然资源丰富，人们需要作出长期的开发规划，加强管理和自然环境保护。     

西沙群岛永兴岛地貌与现代沉积特征

通过对永兴灰沙岛的地貌考察和沉积物采样分析，认为永兴岛砂屑沉积物为现代环境的产物，指出了灰沙岛不同地貌单元沉积物的粒度和生物组分的特征；生物组分的分布还与其粒径大小有十分紧密的关系；同一粒级同一类型的生物屑的颗粒百分含量与重量百分含量之间存在比较密切的线性正相关关系；永兴岛西北部的沉积动力条件较东南部的强，并陆续向东南方扩大。     

基岩海岸海水入侵特征及对策——以长岛县南北长山岛为例

山东省长岛县南、北长山岛地下海水入侵于20世纪70年代，至90年代有明显扩大。海水入侵存在海湾层状况沉积体孔隙式层状入侵、岩岸裂隙式脉状入侵和层状基岩层隙式面状入侵3种基本形式，造成海水入侵不断加剧的原因一方面受大气降水的明显影响，另一方面由于当地经济与社会发展带来的地下淡水过量开采引起，形成了地下水质恶化与城镇和人口稠密区、机井密集区相对应的社会-地质灾害空间组合。防止海水入侵、切实保护地下淡水资源，首先应采取重点地段上实施拦蓄结合的地下水工程，也可以借用天然形成的糜棱岩带作为拦蓄工程基础，以节约资金投入；其次是减少地表径流与地表蒸发，扩大地下淡水量；以及采取以减少地下水资源开发量为目标的开源节流等方面的措施。     

西沙群岛宣德环礁晚第四纪灰砂岛沉积地层

灰砂岛沉积能记录碳酸盐台地上地表的沉积过程,了解这些过程对于古灰砂岛沉积的资源勘探和现代岛屿的工程建设都有着重要意义。结合最新的岛上钻孔数据和近期野外地质考察结果对西沙群岛宣德环礁晚第四纪灰砂岛沉积地层的平面分布特征和纵向演化规律进行了研究,结果显示南岛的灰砂岛沉积的百年尺度沉积过程复杂,不同期次沉积相互混杂,不利于开展百年尺度的灰砂岛沉积研究。永兴岛18.39m可能为更新统和全新统的分界面,其下为珊瑚礁灰岩硬底,为灰砂岛的淹没期,其上为灰砂岛沉积时期的初始期、扩张期和稳定期,发育珊瑚、贝壳生物碎屑的松散沉积物。宣德环礁的灰砂岛沉积最早是更新世晚期暴露时(MIS4)开始形成,且主要分布在石岛,从全新世中期开始,宣德环礁其他岛屿上快速发育灰砂岛沉积。灰砂岛的形状受到季风和海岸地貌的影响显著,其主要是通过控制海滩岩的发育来影响灰砂岛形状。     

南沙永暑礁表层珊瑚年代结构及其环境记录

南沙群岛永暑礁7个表层礁坪原生块状珊瑚的高精度TIMS U-Th和12个常规^14C测年结果表明,永暑礁表层礁坪形成于现代,与钻探研究结果吻合。全新世永暑礁系从约7300aBP开始,以现代礁坪面以下17m左右的晚更新世礁灰岩为基底连续发育至今,因此,与南海周边地区的珊瑚礁不同,南沙群岛珊瑚礁的表层块状珊瑚不能够提供全新世高海平面的证据。由于现代珊瑚礁的堆积速率大于地壳沉降速率,可能会形成更多的灰沙洲或灰沙岛。     

2002年夏季南海东北部陆架海域的低盐透镜现象分析

低盐透镜现象是夏季南海东北部陆架海域一种常见的中尺度现象.低盐透镜水体往往是由陆地径流入海后与河口冲淡水母体分离而形成的.它携带大量的陆源物质会对海洋生态环境造成较大的影响.通过对2002年7～8月南海东北部海域的现场CTD调查资料的分析,发现在西南季风盛行的夏季,南海东北部陆架区近岸一侧上升流现象非常明显,呈低温高盐水的特征,而在离岸约100 km处存在着相对独立的低盐透镜水体.此类水体的盐度在32.5以下,水平宽度约为80 km,仅存在于20 m以浅的海洋上层.结合同期的现场走航ADCP测流资料、珠江径流量和海面风场资料分析后认为该水体源自珠江冲淡水;海面风场、上层海流及潮汐潮流等的共同作用可能是脉冲的珠江洪峰与珠江河口冲淡水母体分离而形成低盐透镜现象的动力学原因.沿岸的上升流系统与低盐透镜水体之间形成温度和盐度锋面.     

西沙碳酸盐岩建隆发育模式及其主控因素

西沙碳酸盐岩建隆自晚渐新世开始发育于西沙隆起之上,层序分析对比和西沙群岛浅部钻井沉积相的研究表明,西沙碳酸盐岩建隆可分为灰沙岛相、礁坪相、粘结灰岩相、礁格架相和礁后泻湖相等沉积相带.西沙碳酸盐岩建隆在地震剖面上表现为具有一定规模的正地形,顶部强振幅,底界不明显,内部为弱振幅杂乱发射,规模较大的建隆表现为平顶,顶部为强振...     

偏远海岛风－光互补海水淡化系统的优化设计

因地制宜地开发当地丰富的风能、太阳能等可再生清洁能源,并以此为动力进行海水淡化,是解决沿海及偏远海岛淡水供应不足的最佳方案。文章就三沙市永兴岛作为实施地,根据当地风能、太阳能和水资源情况,对风－光互补海水淡化系统进行优化设计及经济效益分析。     

海南岛—西沙群岛现代碳酸盐沉积科学考察

中国矿物岩石地球化学学会沉积学会组成“海南岛一西沙群岛现代碳酸盐沉积科学考察团”,成员来自地质矿产部、石油部、煤炭部、冶金部、有关大专院校和科学院系统,约20余个单位,共31人.由团长冯增昭、副团长兼秘书长王英华率领于1983年4月19日至5月5日前往实地进行了考察.考察共分两个阶段:第一阶段自4月19日至4月24日考察海南岛西部和南部海岸;第二阶段自4月25日至5月1日考察西沙群岛,最后进行了总结.中国科学院学部委员、地质矿产部技术顾问委员会委员关土聪,不顾65岁高龄参加了第一阶段考察活动.本次科学考察的重点:第一阶段于海南岛地区考察了儋县排浦现代白云岩、侵蚀海岸、海蚀坪和现代海滩岩;在洛东县莺歌海和崖县“天涯海角”考察了海滩岩和海岸沙滩;在崖县鹿回头地区考察了椰庄连岛沙及其两侧小东海湾西南和东北岸珊瑚岸礁、海滩岩以及三亚湾岸礁等.第二阶段在西沙群岛考察了永兴岛珊瑚礁、永兴灰沙岛的形态、结构,沙堤分布规律、植被群落与环境关系等,并对海岸、海滩和礁坪的沉积特征进行了深入的观察与对比,还对永兴岛上的鸟粪土和鸟粪石的成分、结构等特征进行了研究;在石岛的考察中,对较为复杂的地层、构造作了细致的现场观察,并重点考察了岩熔现象,在东岛全面考察了现代泻湖、鸟粪层     

西沙永兴岛珊瑚礁与礁坪生物生态学研究

20 0 2年 8月对西沙永兴岛珊瑚礁与礁坪生物进行了生态学调查。珊瑚礁调查采用选取断面布设样框的方式进行覆盖率的定量调查 ,水下照相和录相拍摄的珊瑚种类作为定性调查资料 ,并将调查结果与 1978年结果对比 ,以说明该区域珊瑚礁的变化趋势。礁坪生物的采样采用取样框和走样线相结合的方式 ,获取定性定量资料 ,并采用Shannon Weaver多样性指数 (H′)和Pielou均匀度指数 (J)来说明永兴岛礁坪生物的物种多样性和物种分布的均匀性情况。结果表明 ,永兴岛珊瑚种类丰富 ,共发现 2 9种珊瑚 ,造礁珊瑚覆盖率较高 ,但 2 0多年来珊瑚有较明显的退化趋势。礁坪生物初步鉴定有 5 4种 ;平均生物量为 395 78g/m2 ,平均栖息密度为 6 3ind/m2 ;生物数量和物种多样性的水平分布趋势一致 ,即礁坪北侧最高 ,南侧居中 ,西侧最低 ,这种现象与岛屿西侧受人类活动干扰程度较大有关 ;数量的垂直分布 :生物量为低潮区 >中潮区 >高潮区 ,栖息密度为高潮区 >中潮区 >低潮区 ;物种多样性的垂直分布存在自高潮区向低潮区递增的趋势。     

珊瑚礁的成岩作用:来自南海永兴岛珊瑚礁的原位地球化学研究

珊瑚礁的地球化学特征记录了其形成时周围海水的状况,能够反映古海洋、古气候和古环境变化;然而珊瑚礁形成过程中及其形成后,容易受到成岩作用的影响,导致其矿物组成和地球化学特征发生变化;因此,在对珊瑚礁的研究中,首先要识别出保存原始沉积特征的组分,并排除后期成岩改造的影响。以西沙群岛永兴岛的SSZK1珊瑚礁钻孔岩心为研究对象,通过矿物学、岩相学和地球化学相结合的研究方法,对不同层位的生物化石、碳酸盐胶结物进行原位地球化学分析,探索成岩作用对不同形成阶段矿物的改造。SSZK1井岩心的岩石类型主要为骨架灰岩和生物碎屑灰岩两大类;岩心礁相碳酸盐岩沉积后主要受控于早期大气成岩作用,成岩层段揭示的主要成岩作用类型有胶结作用、新生变形作用和溶解作用。电子探针和LA-ICP-MS的原位分析结果表明,不同阶段的珊瑚礁碳酸盐岩的矿物成分较为单一,主要是由方解石组成,仅在局部的生物化石中保存了原始形成的文石。后期形成的碳酸盐胶结物(低Sr/Ca、低Sr、高Mg/Ca)和原始的生物化石(高Sr/Ca、高Sr、低Mg/Ca)具有明显不同的地球化学特征,表明不同阶段的碳酸盐矿物受不同来源流体的制约。     

永兴岛及周边海域1989-2014年生态环境质量评价

本文以 1989-2014 年间 6 期遥感影像为数据源，基于土地利用分类体系，提取研究区海岛及周边海域的土地利用信息，建立海岛生态环境质量评价模型，对研究区海岛的总体环境质量及空间分异进行综合评价，分析了影响海岛生态环境质量的驱动力因素。评价结果表明，永兴岛人为开发活动较强烈，建有机场、码头、防波堤等人工设施，岛内房屋建筑设施较多；1989-2014 年间永兴岛及周边海域总体生态环境质量等级由良转为一般，生态环境质量有所下降；其中 1989-2013 年生态环境质量不断下降，特别是 2012 年三沙市建市后下降明显，但到 2014 年生态环境质量又有所恢复。永兴岛石岛生态环境质量变化的驱动力主要是人类的社会活动，基础设施建设、填海造地不可避免地会造成生态环境质量的破坏，但是随着人们环保意识的加强，对破坏的生态环境进行修复以及建设过程中尽量减少对生态环境的影响，使 2014 年生态环境质量有了稍许的改善。     

永兴岛及七连屿造礁石珊瑚近10年变化分析

根据2007-2016年珊瑚礁监测数据，永兴岛及七连屿共调查到造礁石珊瑚11科113种，常见种有鹿角杯形珊瑚Pocillopora damicornis、疣状杯形珊瑚Pocillopora Verrucosa、粗野鹿角珊瑚Acropora humilis、澄黄滨珊瑚Porites lutea、丛生盔形珊瑚Galaxea fascicularis、梳状菊花珊瑚Goniastrea pectinata及锯齿刺星珊瑚Cyphastrea serailia等。研究区域内造礁石珊瑚种类近10年（2007-2016年）来下降明显，其中永兴岛从39种下降到18种，下降率为53.85%；北岛从23种下降到17种，下降率为26.09%；赵述岛从46种下降到12种，下降率为73.91%；西沙洲从51种下降到15种，下降率为70.59%。群体形态群落中皮壳状种类数最为稳定，分枝类下降了59.26%；叶片状下降了75.00%；圆盘状下降了87.50%；团块状下降了57.14%。通过对研究区域造礁石珊瑚种类组成及群落形态等方面的变化分析可见，人为活动、长棘海星、珊瑚病害、台风及全球升温等因素逐渐影响到西沙海域的珊瑚礁生态系统。     

西沙群岛永兴岛礁坡石珊瑚覆盖率的空间变化

连续影像样方调查方法较常用的截线样条法具有空间分辨率高的特点.采用该方法于2008年7月在西沙群岛永兴岛礁坡开展了5条垂直岸线断面和2条平行岸线断面的石珊瑚覆盖率调查.调查发现,永兴岛珊瑚覆盖率存在显著的空间差异,北、西北和东部断面珊瑚分布相对较多,覆盖率较高;西和西南部断面珊瑚分布稀少,覆盖率低.其中北、西北和东部断面沿礁坡方向珊瑚分布明显减少,礁坡中上部30-50m以上、水深5-6m以浅的区域,珊瑚覆盖率高;而礁坡中下部50m以下、水深约6m以深区域,珊瑚分布少,覆盖率低.此外,北和西北部断面还发现由棘冠海星Acanthaster planci和黑皮海绵Terpios hoshinota分别造成的珊瑚白化和珊瑚黑死现象,一定程度上降低了珊瑚覆盖率.永兴岛珊瑚覆盖率的下降以及空间变化格局的形成主要与30年以来日益增加的人类活动和珊瑚礁区过度开发有关.     

西沙永兴岛附近海域沉积物的环境质量评价

根据2009-2017年9个航次对西沙永兴岛附近海域共6个站位的沉积物重金属监测结果,应用数理统计法估算了该区域7种重金属元素的背景值,分析了重金属的含量及年际变化,采用单因子标准指数法和潜在生态危害指数法对其重金属含量进行了评价.结果表明:研究区域沉积物重金属具有低背景值,均符合海洋沉积物质量第一类标准,沉积物质量为...     

四种重金属对刺参幼参的急性致毒效应

采用静水试验法,在水温18.5℃~20℃的条件下,用Cu2 ,Zn2 ,Cd2 和Cr6 四种重金属对刺参幼参进行了单一急性毒性试验。结果表明:Cu2 对刺参幼参的24h,48h,72h和96hLC50分别为0.299,0.176,0.133和0.120mg/L;Zn2 的24h,48h,72h和96hLC50分别为6.700,3.624,2.577和1.951mg/L;Cd2 的24h,48h和72hLC50分别为4.246,2.588和2.137mg/L;Cr6 的24h,48h和72hLC50分别为31.974,7.499和3.808mg/L;Cu2 ,Zn2 ,Cd2 和Cr6 对刺参幼参的安全浓度分别为0.018,0.362,0.259和0.750mg/L。四种重金属对刺参幼参的毒性大小依次为Cu2 >Cd2 >Zn2 >Cr6 。     

镉和汞两种重金属离子对四角蛤蜊的急性毒性

采用毒理学实验方法,比较研究了Cd~(2+)和Hg~(2+)对四角蛤蜊(Mactra veneriformis Reeve)急性毒性效应的差异,以期为进一步评价重金属离子对四角蛤蜊的毒性效应和作用机理等提供理论依据.死亡概率单位和实验液浓度对数的线性回归分析表明,Cd~(2+)对四角蛤蜊在24、48和96 h的半致死浓度(LC_(50))分别为15.961、5.149和2.383 mg/L,Hg~(2+)的LC_(50)分别为3.714、0.607和0.207 mg/L;Cd~(2+) 和Hg~(2+) 对四角蛤蜊的安全质量浓度分别为0.023 8 mg/L和0.002 1 mg/L,分别是我国渔业水质标准(GB11607-89)限定量的4.76倍和4.02倍.     

Tracing dissolved organic matter cycling in the eastern boundary of the temperate North Atlantic using absorption and fluorescence spectroscopy

Apparent oxygen utilization (AOU), dissolved organic carbon (DOC), coloured dissolved organic matter (CDOM) absorption spectra, and CDOM fluorescence characteristic of aromatic amino acids (excitation/emission 280 nm/320 nm; F(280/320)) and marine-humic like substances (320 nm/410 nm; F(320/410)) were measured in full depth during a cruise in the temperate Eastern North Atlantic (ENA). An optimum multi-parameter (OMP) inverse method was run to calculate water mass proportion-weighted average (archetypal) concentrations of these chemical parameters for all water masses and samples. Archetypal concentrations retain the variability due to water mass mixing and basin scale mineralization from the water mass formation sites to the study area. Conversely, the difference between measured and archetypal concentrations, retain the variability due to dissimilarities in mineralization processes within the study area. Our analysis indicates that DOC supported 26±3% of the AOU in the dark temperate ENA and that basin scale processes occurring at and from the formation area of the water masses explained 63% of the total DOC variability. Our data also suggests that DOC remineralized at the basin scale was of lower molecular weight, and with a lower proportion of fluorescent aromatic amino acids than found within the study area. The relationship between the absorption coefficient at 254 nm (a_CDOM(254)) and AOU indicates that a_CDOM(254) was consumed during organic matter remineralization in the dark ocean, with 55% of the variability being explained by basin scale processes. The relationships of F(320/410) with AOU and DOC confirmed that marine humic-like substances are produced by microbial degradation processes, at a rate of 6.1±0.9×10⁻³ mg equivalents of QS mol AOU⁻¹. Our results also indicate that basin-scale remineralization processes account for 85% of the total variability of F(320/410), emphasizing that large scale processes control the formation of humic-like substance in the dark ENA.