基于稳定同位素分析推定秋冬季南极半岛南极大磷虾营养变化

南极大磷虾（Euphausia superba）为南大洋生态系统中的关键种，也是南极生态系统食物网中的重要枢纽。该种秋冬季转换期的营养信息对于理解其知之甚少的越冬机制非常重要。但关于此方面的少数研究在时空变化上仍存在着差异。为此，我们调查了南极半岛秋季（4-5月）和冬季（6月）磷虾成体δ¹³C和δ¹⁵N值的个体、月份及区域性差异。我们的目标旨在检验该期间磷虾的营养变化以及磷虾与其在南极海洋生态系统中的摄食环境之间的关系。结果如下：（1）磷虾δ¹³C值与体长之间无显著关系，但δ¹⁵N值与体长之间则存在显著相关性；（2）秋季磷虾δ¹³C值呈现增长趋势，但冬初季节并无显著变化，此期间δ¹⁵N值无显著不同；（3）布兰斯菲尔德与南设得兰群岛之间的δ¹⁵N平均值显著不同。我们的数据表明南极半岛秋至初冬转换期间磷虾成体营养呈现个体、季节性及区域性变化。     

南极威德尔海春季海冰物理结构对叶绿素上限含量的影响

2006年冬末春初,在德国POLARSTERN科学考察船执行南极威德尔海西北海域考察期间,调查了考察区海冰物理和海洋生物。本文观测了航线上钻取的27支海冰冰芯的组构和71个冰晶体薄片;分析得到393组冰温数据;348组盐度、密度数据和311组叶绿素a和脱镁叶绿素含量数据;通过302组冰内相同深度孔隙率和叶绿素a含量数据分析,发现海冰物理参数影响冰内叶绿素a含量的新证据;利用收集的雪、冰厚度数据以及环境容量制约生态平衡的规律,建立了雪、冰厚度对冰底叶绿素繁荣的影响以及;确立了南极粒状冰和柱状冰内叶绿素a上限含量同卤水体积的关系。从而表达了冰晶体对卤水排泄的效应和冰物理性质对南极春季冰底和冰-水界面叶绿素a增长的贡献。此外,还得出海冰物理性质影响冰藻,并且是南极冰区水体浮游植物繁荣的关键控制因素。     

2014年冬季西太平洋浮游植物光合作用特征

利用浮游植物荧光仪Phyto-PAM测量了西太平洋浮游植物最大光化学量子产量、快速光曲线系数,结合相应的生态因子,对西太平洋浮游植物进行了原位光合作用特征研究。结果表明：西太平洋走航断面表层浮游植物最大光化学量子产量F_v/F_m值基本在0.2以下,而DY（大洋）断面F_v/F_m平均值仅为0.16,光能利用效率α的变化范围为0.007-0.117,平均值为0.039;相对最大电子传递速率rETRmax变化范围为6.8-113.4（μmol/（s·m²））,平均值为32.72（μmol/（s·m²））;饱和光强Ek的变化范围为60.3-1662.7（μmol/（s·m²））,平均值为846.83（μmol/（s·m²））。DY断面F_v/F_m最大值水层与DCM层（叶绿素最大层）相吻合,既保护了浮游植物光反应中心不受强烈光辐射影响,又支持了DCM层浮游植物相对较强的光合作用和对整个水体初级生产力的贡献率。DY断面浮游植物具有极低的光能利用效率却需要较高的光强来达到光饱和,导致这种生活环境下浮游植物处于一种低活衰老的状态,这是造成某些大洋海区低生产力现象出现的原因之一。     

球形棕囊藻同化吸收硝酸盐的氮氧稳定同位素分馏研究

球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)赤潮是一种全球范围的生态灾害,而硝酸盐稳定同位素技术是研究海洋富营养化与赤潮暴发机制的前沿技术。为将该技术应用于球形棕囊藻赤潮暴发机制方面的研究,首先需了解其同化吸收硝酸盐的稳定同位素分馏特征。为此开展了球形棕囊藻室内培养实验,获取培养过程中氮、磷、硅等营养盐的浓度及硝酸盐氮、氧稳定同位素(δ¹⁵N-NO₃^-、δ¹⁸O-NO₃^-)等参数的变化特征,计算球形棕囊藻同化吸收硝酸盐的稳定同位素分馏系数。结果显示,NO₃^-和PO₄^3-浓度随培养时间均呈现先明显下降后稳定的特征,同时伴随直径2~3mm的囊体出现并生长至2~3cm。NH₄⁺浓度先后两次出现升高,推测可能是受到有机氮矿化过程的补充所致。随NO₃^-浓度降低,δ¹⁵N和δ¹⁸O的值分别在第13天和第7天达到相对峰值。经计算,球形棕囊藻同化吸收硝酸盐过程δ¹⁵N和δ¹⁸O分馏系数分别为3.32‰±0.38‰和3.12‰±0.59‰,而前者的分馏系数呈逐渐降低的特点,原因可能是随球形棕囊藻生长,发生酶还原的NO₃^-较参与跨膜运输的NO₃^-比例逐渐升高。研究首次给出了球形棕囊藻同化吸收硝酸盐过程的氮、氧稳定同位素分馏系数及其变化特征,补充了海洋微藻同位素分馏数据库,为稳定同位素技术研究球形棕囊藻赤潮暴发的营养机制提供了重要的基础数据。     

铵锌镉还原法测试硝酸盐氮、氧同位素方法研究

本研究利用铵锌镉还原法将海水、湖水和自来水水体中硝酸盐转化为N₂O气体测试氮、氧同位素, 结果表明当反应体系的pH值在6～8之间, NO₃^-还原为NO₂^-的转化率大于95%, NO₂^-还原为N₂O的转化率大于99%。配置5种丰度的硝酸盐氮、氧同位素标样, 将实验结果与理论值绘制校准曲线, 氮同位素校准曲线斜率为0.48, 相关性良好(R²=0.999 8), 5种丰度δ¹⁵N_N2O标准偏差在0.18‰～0.43‰之间(n=5);氧同位素校准曲线斜率为0.70, 相关性良好(R²=0.999 6), 5种丰度δ¹⁸O_N2O标准偏差在0.27‰～0.46‰之间(n=5)。铵锌镉还原法与镉柱还原法测定硝酸盐氮、氧同位素结果的精密度和准确度一致, 同时海水、湖水和自来水3种不同类型水样的硝酸盐氮、氧同位素测试数据满足实验要求, 而且在实验流程的简洁性和高效性方面更具优势。     

秦皇岛外海低氧区颗粒物吸收光谱特征

近年来, 渤海夏季低氧现象频发, 引起了人们的广泛关注。然而对该海域低氧形成的机制还未得到充分认识。研究基于在秦皇岛外海的现场观测, 分析了海水中颗粒物吸收光谱特征及其与不同粒径浮游植物叶绿素a (chl a)组成、环境因子的关系, 评估了夏季底层水体脱氧过程中有机物来源与特征。结果显示,夏季秦皇岛外海微型浮游植物chl a占总量的80%。表层水体中, 总颗粒物吸收光谱[a_p(l)]特征由浮游植物色素吸收光谱[a_ph(l)]主导, 在中、底层水体中则由碎屑颗粒物吸收光谱[a_d(l)]主导。垂向上, a_p(440)和a_d(440)均表现为表层<中层<底层。结果还表明, 浮游植物粒径主导秦皇岛外海chl a的光吸收效率, 即a^*_ph(440)。基于三粒级chl a含量, 可利用多元回归预测a_ph(440)。碎屑颗粒物的吸收光谱同样受浮游植物群落、有机质相对含量等的影响。研究结果表明初级生产产生的微型颗粒有机物是底层水体脱氧的主要底物。     

小长山岛3种大型海藻组织碳、氮含量和δ15N值的环境指示意义

大型海藻组织碳、氮含量及δ¹⁵N值的变化对于指示营养盐来源及营养盐评价研究具有重要的意义。为探究大型海藻组织碳、氮含量及δ¹⁵N值的变化特征,于2020年7月至2021年6月逐月分析了小长山岛潮间带孔石莼（Ulva pertusa）、角叉菜（Chondrus ocellatus）、鼠尾藻（Sargassum thunbergii）3种大型海藻组织的碳、氮含量和δ¹⁵N值的变化,并对其生长环境中海水的理化因子进行了测定。结果发现：孔石莼组织的氮含量与海水中的NO₃-N和DIN含量之间存在显著的相关性,角叉菜组织的氮含量与海水中的NH₃-N含量之间也存在显著的相关性。然而,大型海藻组织的碳含量和C/N比值与海水中的碳、氮营养盐之间并无显著的相关性。孔石莼组织的δ¹⁵N值与海水中的NO₃-N和DIN含量之间也存在显著的相关性。因此,孔石莼适于用作NO₃-N和DIN来源的指示藻种。结果指示小长山岛潮间带海水中具有供大型海藻生长利用的充足的营养盐,其主要受到生活污水和养殖排放的影响。     

考洲洋牡蛎养殖海域海-气界面CO2交换通量的时空变化

根据2018年7月、11月和2019年1月、4月对广东考洲洋牡蛎养殖海域进行4个季节调查获得的pH、溶解无机碳(DIC)、水温、盐度、溶解氧(DO)及叶绿素a(Chla)等数据,估算该区域表层海水溶解无机碳体系各分量的浓度、初级生产力(P_P)、表层海水CO₂分压[p(CO₂)]和海-气界面CO₂交换通量(F_CO2),分析牡蛎养殖活动对养殖区碳循环的影响。结果表明:牡蛎养殖区表层海水中Chla、DIC、HCO₃^–和P_P显著低于非养殖区;养殖淡季表层海水中pH、DO、DIC、HCO₃^–、和CO₃^2–显著大于养殖旺季,养殖旺季的p(CO₂)和F_CO2显著大于养殖淡季。牡蛎养殖区表层海水夏季、秋季、冬季和春季的海-气界面CO₂交换通量F_CO2平均值分别是(42.04±9.56)、(276.14±52.55)、(–11.59±18.15)和(–13.02±6.71)mmol/(m²·d),冬季各站位F_CO2值离散度较大,其中位数是–10.73mmol/(m²·d)。在全年尺度,表层海水p(CO₂)及F_CO2与水温呈显著正相关,与盐度呈显著负相关。在非养殖区,浮游植物光合作用可能对影响表层海水p(CO₂)及F_CO2起主导作用。养殖牡蛎钙化、呼吸作用等生理因素释放的CO₂对表层海水p(CO₂)及F_CO2未产生显著影响。考洲洋养殖海域养殖旺季为CO₂的源,养殖淡季整体为CO₂的弱汇。     

2016年春季西太平洋M2海山浮游植物粒级结构与初级生产力研究

2016年3月对西太平洋马里亚纳区域M2海山浮游植物粒级结构和分粒级初级生产力进行了观测,同时结合温度、盐度和营养盐浓度,研究了M2海山的总叶绿素a浓度的分布规律,不同粒级浮游植物对总叶绿素a的贡献率及其与环境因子的关系,初级生产力结构和分布特征。结果表明：M2海山各水层叶绿素a浓度变化范围分别为0.004—0.304mg/m³,平均叶绿素a浓度为0.094mg/m³。微微型浮游植物在整个调查区域内为最优势类群,对总叶绿素a浓度的贡献率达到了85%,微型浮游植物和小型浮游植物的贡献率均较低,分别为10%和5%。M2海山的叶绿素a浓度最大层均在100m深度附近的次表层,其中西南部和东南部为叶绿素a浓度高值区。M2海山的平均初级生产力为71.31mgC/（m²·d）,初级生产力的主要贡献者为微型和微微型浮游植物,其中微型浮游植物贡献率达到了72%,微微型浮游植物贡献率为28%。M2海山的海山效应不明显,浅海山（<200m）可能对浮游植物的生长存在促进作用。     

2009-2013年普里兹湾表层水体中生物硅的变化及其与气候事件的关系*

提要：利用中国南极科学考察期间获得的颗粒物样品,对南大洋普里兹湾海域水体中生物硅的含量分布及年际变化情况进行了分析。研究结果显示：在2013年夏季普里兹湾表层水体中生物硅含量在0.38-8.62μmol/ dm₃之间变化,平均为1.55±1.86μmol/ dm₃。生物硅在表层水体中的空间分布趋势是在67°S以南湾内区域表层水体中的含量明显高于67°S以北的湾外区域,最大值出现在普里兹湾陆架区,生物因子是表层水体生物硅含量分布的主控因子。根据不同年份即25、26、27、28、29次南极科学考察期间获取的数据研究显示,普里兹湾表层水体中生物硅含量存在明显的年际差异。结合历史数据分析表明,气候事件对普里兹湾海冰变化有明显的影响,因而对相应年份该海域浮游植物数量种群结构也会产生一定的而影响,从而导致了表层水体中生物硅含量的年际差异。     

台湾附近海域黑潮表层流轴位置季节变异的探讨

起源于台湾东南和非律宾东北海域的黑潮,在沿台湾东岸北上的过程中,其表层流轴的位置有着明显的季节变异。本文根据所搜集到的资料(主要是GEK资料),粗略分析了台湾以东及东海南部海域黑潮表层流轴的季节变异,并对引起变异的原因作了初步探讨,认为季风和海底地形的共同作用,形成了该海域中黑潮特有的路径特征,而季风是引起黑潮表层流轴季节变异的主要原因。     

集合成员个数对集合预报技巧影响的试验分析

利用全球中期预报模式T63L9,选取2004年6月4日至13日10d作为试验个例进行了集合预报试验,分析了不同集合成员个数对于预报结果的影响。结果表明,集合预报的技巧都明显高于单个控制预报。在集合成员较少时,随集合成员教的增加,集合预报的技巧提高明显,当集合成员数多于11个时,集合预报的效果提高缓慢。在中期预报时段内。集合成员数11为集合预报效果随集合成员教趋于饱和的临界值,如果继续增加成员数.预报效果提高较少,但计算量却大大的增加。本文只是单个试验个例的分析结果。为验证结论的普适性,还需要进行更多的试验。     

长江下荆江裁弯对东 南洞庭湖区的淤积分析

本文分析了下荆江系统裁弯前后入湖和出湖水、沙量的变化规律:分析了东、南洞庭湖淤积量的变化和淤积部位的变化,以及东、南洞庭湖的淤积趋势。     

黃海冷水团的水温变化以及环流特征的初步分析

夏季潜居于黄海深底层的冷水团(“黄海冷水团”),是我国近海水文特征中一个突出而重要的现象。有关这一冷水团的调查工作,日本学者早在1921年春就开始了;在北黄海的个别断面上,迄今已累积了一定数量而比较系统的资料。但就整个黄海而论,特别是南黄海,系统性的资料还很缺乏。     

海州湾岸线变化特征

海州湾位于黄海南部,除北端岚山头,南端连云港一带为基岩海岸外,其余为淤泥质平原海岸。 因区域构造差异,南北岸线变化表现不一,湾顶临洪口是过渡地段。本文着重探讨海州湾全新世特别是近一千年来海面变化特征及     

桶形基础负压沉贯特性分析

介绍了桶形基础负压沉贯的室内试验,中间现场试验,应用有限元法对负压沉贯的渗流场分析,负压对桶形基础沉贯阻力的影响,对土壤特性的影响,负压大小对桶形基础沉深,沉速的影响,研究了桶形基础在海上的可行性。     

青岛小涧西垃圾场桥梁桩位偏移分析验算及处理方案

桥梁钻孔灌柱桩偏位后,使原系梁受力趋于复杂;通过M法求最大弯矩,按偏心受压柱计算出配筋量,将系梁加强,做成承台连接其下三根桩共同工作。     

中太平洋北部海盆沉积物中钙质超微化石溶解相与地层年代

本文通过对中太平洋北部海盆表层和柱状沉积物中钙质超微化石的分析鉴定,讨论了该调查区处在溶跃面以下表层沉积物中钙质超微化石的种数与水深变化的关系,推测出本调查区中Ⅰ区的碳酸盐补偿深度约5300米。根据地层中出现的标准化石,对柱状岩芯M_(14)进行了地层年代划分。最上部地层年代约为27万年前,向下1米处年代约为44万年前,3.66米处年代约为122万年前。     

加速南四湖大水面开发的途径

本文就加速南四湖大水域开发利用的必要性、紧迫性和现状做了分析,并提出今后发展应以大湖增、养殖为主,增、养、捕相结合的对策。利用湖区自然优势,充分发挥湖泊的生态效益、经济效益和社会效益。     

黄河口滨海区潮流速度铅直分布及其粗糙度参量的初步研究

在我校与美国俄勒岗大学等单位联合黄河口调查期间,作者用简易方法对该区潮流铅直分布进行了专门观测。将获得的资料与一种浅海理论公式计算值进行了比较。首次计算了该区粗糙度参量Z_0值的分布。提出了最大潮流速铅直分布与相对粗糙度参量的关系。