北极孔斯峡湾表层沉积物中溶解有机质的来源与转化历史

在北极地区孔斯峡湾采集28个表层沉积物样品,测定了其中水溶性有机质(也称溶解有机质,DOM)的分子量分布、紫外/可见吸收光谱和三维荧光光谱特征,并利用平行因子分析(PARAFAC)模型对DOM的荧光组分和来源进行了解析。结果表明:孔斯峡湾表层沉积物中有色溶解有机质(CDOM)及其中的荧光溶解有机质(FDOM)含量均从内湾向外湾方向呈逐渐累积的趋势,但CDOM中的FDOM所占比例逐渐减小,与DOM趋于老龄化密切相关。沉积作用减弱以及长期的光化学降解和微生物降解作用对此起主要贡献,并导致腐殖质和小分子组分在沉积物DOM中所占的比例呈逐渐递增的趋势。沉积物DOM包含陆源类腐殖质、自生源类腐殖质和类蛋白等三个荧光组分,但是其组成比例空间差异很大。吸收光谱斜率比(S_R)随自生源所占百分比增加而减小,随DOM腐殖质组分中陆源与自生源的比值增加而增加;腐殖化指数(HIX)随类腐殖质与类蛋白质比值和水深的增加而增加,生物源指数(BIX)随自生源比例增加而增加。峡湾沉积物DOM的组成和来源存在着高度的空间差异,在冰川湾区由水体颗粒有机质(POM)的近期转化和迁移而来,而在峡湾中央及口门附近以较老的腐殖质为优势,主要源于水体DOM长期迁移和转化。研究表明,FDOM/CDOM,S_R,HIX和BIX等构成的CDOM光谱指纹信息可以作为揭露沉积物溶解有机质来源及迁移转化历史的工具,对探索海洋与冰川相互作用影响下的峡湾环境演变有着重要意义。     

木质素作为生物标志物的研究进展

天然环境中的木质素仅来源于陆生维管植物,不存在于海洋生物体中,且在环境介质中具有较高的化学稳定性和抗降解能力,因而是一种良好的陆源有机物的生物标志物,目前已在土壤、河流、湖泊和海洋中的地球化学研究中得到广泛应用。本文回顾了近几十年来木质素作为生物标志物的研究成果,简述了木质素分析方法,讨论了木质素在有机物溯源和重建古环境等领域中的研究进展,分析了其应用中存在的问题并对今后的研究进行了展望。     

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。     

近海养殖水体溶解性有机质的荧光特征及环境指示意义

为探究近海养殖水体溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)的荧光特征及环境指示意义,以山东省东营市凡纳滨对虾池塘为研究对象,利用三维荧光光谱-平行因子分析(EEMs-PARAFAC)技术对2020年9月14日至10月17日凡纳滨对虾池塘养殖水体中DOM的荧光特征进行了分析,以期揭示其来源及环境指示意义。结果表明,养殖池水体DOM有4种荧光组分,包括1种类蛋白质物质(C4)和3种类腐殖酸物质(C1、C2与C3),前者作为养殖池水体DOM特有组分,且其荧光强度高于对照池各组分。养殖池水体DOM总荧光强度、总有机碳和溶解有机碳含量于采样时期均明显高于对照池。综合3种荧光指数(FI、BIX、HIX),对照池和养殖池水体DOM以内源输入为主,自生源特征明显。对照池和养殖池水体DOM组分与营养盐(氮、磷营养盐为主)具有显著相关性,表明DOM组分的产生与利用和营养盐的消耗与生成过程相耦合。养殖池DOM组分C1和C4与chl a呈显著正相关性,表明浮游藻类是养殖水体DOM类蛋白质和类腐殖酸物质的重要来源。该研究揭示了养殖水体有机质高度积累,对养殖环境的富营养化带来潜在威胁,同时为进一步揭示养殖水体DOM的光化学性质提供了科学依据。     

东海闽浙沿岸泥质区T08柱样的木质素特征

为了解古植被对气候变化的响应,本文对从闽浙沿岸泥质区采集的T08柱状沉积物的木质素特征进行了分析,结合TOC和δ13 C参数分析,探讨了2000多年以来沉积物中陆源有机碳的来源和降解变化规律。该柱样上半段木质素的含量(∑8、Λ8)显著高于下半段,表明现代陆源输入的增加。紫丁香基酚类/香草基酚类(S/V)、肉桂基酚类/香草基酚类(C/V)和木质素酚类植被指数(LPVI)三者变化趋势基本相同,显示该沉积柱中木质素主要来源于被子植物木本和草本组织,裸子植物草本组织也有一定的贡献。植被参数的变化一定程度上反映了陆源植被对气候变化的响应,但存在时间滞后现象。S、V系列的酸醛比((Ad/Al)s、(Ad/Al)v)和P/(V+S)(P:对羟基酚类)分析表明木质素经历了中等程度的氧化降解和去甲基/去甲氧基降解,且降解程度没有随着深度的增加而增加。木质素降解参数对气候变化的响应,基本不存在时间滞后现象。     

黄河下游-河口-邻近海域表层沉积物中木质素的特征及其示踪意义

河流输入的陆源有机碳在河口和陆架区的生物地球化学过程是全球碳循环的重要环节,对陆源有机质的输入量的估算是研究陆架区的生物地球化学过程的基础。黄河输沙量极大,为探究其携带的陆源有机质对陆架边缘海有机碳库的影响,以黄河河口及邻近渤海海域为研究对象,分析了表层沉积物中的木质素,结合总有机碳含量、总氮含量和有机碳稳定同位素评估了表层沉积物中有机碳的组成、来源和分布。8种木质素酚单体中,紫丁香基酚类(S)与香草基酚类(V)的含量比值S/V(0.63±0.31)和肉桂基酚类(C)与香草基酚类含量比值C/V(0.25±0.15),反映出研究区陆源有机碳主要来自草本被子植物。V系列中木质素酸(Ad)与木质素醛(Al)的比值(Ad/Al)V较高(0.53±0.14),表明陆源有机质的降解程度较高。利用稳定碳同位素比值δ13C和木质素含量Λ8相结合的土壤有机质-陆生维管植物-水生有机质三端元模型对陆源有机物的贡献的分析结果显示,土壤有机质、陆源维管植物和水生有机质的平均贡献分别为59.9%±15.0%、7.3%±7.0%、32.8%±11.8%。土壤在陆源有机质中的贡献占有绝对优势,可能与该区域沉积物的主要源区——黄土高原植被覆盖率低、土壤侵蚀严重有关。     

140kaBP以来南海西南部上升流影响区沉积记录及其古海洋环境变化

对南海西南部现代上升流区沉积物柱样BIS-187-61孔有机碳、生物蛋白石、碳酸盐等各沉积组分进行了详细的分析,试图探讨末次间冰期(MIS 5)以来南海西南部夏季上升流影响区沉积过程及其所反映的海洋环境变化过程。研究结果发现,140kaBP以来该孔沉积记录期总体表现为:碳酸盐百分含量冰期低间冰期高,主要受周边陆源物质输入稀释的控制,为典型的"大西洋型碳酸盐旋回",有机碳、生物蛋白石、碳酸钙以及陆源沉积物的堆积速率均在MIS 2期、MIS 4期和MIS 5e期出现高值。其中,MIS 2期和MIS 4期生源和陆源沉积堆积速率增加可能与冰期时冬季风增强及海平面下降导致陆源营养物质输入增加对初级生产力的刺激有关,也可能与陆源物质输入增加对海洋生源颗粒物输出的压载作用增强有关。而MIS 5e期南海海平面高度与现代相仿,间冰期较强的夏季风引起的越南沿岸上升流增强是导致该时段本研究区域表层初级生产力增强,沉积物总堆积速率及各组分堆积速率都相应增加的主要原因。     

互花米草对福建泉州湾海岸湿地沉积环境影响

泉州湾淤泥质海岸湿地分布广泛,互花米草分布面积较大.利用小型电磁式流速仪进行流速观测,结果显示,水流由光滩湿地进入互花米草湿地后速度迅速减小,但随着互花米草带宽度地增加,减小程度逐渐变小且不显著.利用PVC管采集短柱状样并现场以一定间隔分样,进行粒度分析、TOC和TN分析及重金属分析结果显示,光滩湿地沉积物颗粒较粗,互花米草湿地边缘沉积物颗粒粗细均有且分选较差,密集互花米草湿地内沉积物粒径较细且分选较好,红树林湿地内沉积物颗粒最细且分选最好;稀疏互花米草湿地作为盐沼发育演化的青年阶段,对C、N具有很强的富集能力,红树林则对C、N的富集能力最弱,人类的排污活动增加了海岸湿地沉积物中的TOC含量;互花米草的存在拦截和吸附了陆源污染物,并使重金属富集在互花米草湿地沉积物中.     

红树林湿地沉积速率对于气候变化的响应

红树林湿地对维持热带-亚热带地区海岸带生态平衡具有重要作用,并在全球碳循环中扮演重要角色。以广西北海市红树林湿地作为研究对象,对该地区两处湿地钻孔沉积物的粒度、沉积速率进行了综合研究,并结合当地近30余年的降雨量和台风登陆频率的变化特征,分析了红树林沉积物中风暴沉积的粒度组分、含量以及影响风暴沉积输入量的主要因素以及红树林沉积速率对于气候变化的响应特征。研究表明:1)正常天气状况下由潮流输入的泥沙粒级均为粉砂-黏土组分,红树林沉积中的砂粒级组分为台风期间的暴风浪输入。风暴沉积在南流江口红树林沉积物中所占的比重超过56%,在大冠沙红树林沉积物中所占比重超过73%。2)近30年来,两处红树林湿地的沉积速率对于台风登陆频率增加有明显正响应,而对降雨量变化则无明显响应。3)在径流来沙量较少的大冠沙红树林湿地,由于岸线开敞、潮间带和红树林带宽度较小,导致台风期间暴风浪入射能量较强,风暴沉积输入量较高,其沉积速率反而高于径流来沙量充足的河口区。     

巴伦支海悬浮物中的铁锰矿物

铁和锰以各种形式存在于海洋悬浮物中 :作为陆源矿物和生物残余组分 ,以被吸附形式存在于有机物质、粘土矿物、浮游生物碳酸盐介壳微粒上 ,并且以陆源和自生成因的独立氧化物、氢氧化物形式存在。众所周知 ,已经发现作为被沉积圈闭捕捉的“海洋雪”集合体组分的菌类细胞壁上的锰氧化物、氢氧化物薄膜。但是关于悬浮物中自生铁锰氧化物、氢氧化物的矿物相暂时还知之甚少 ,而北极海悬浮物在这方面一般来说还没研究过。在本文中为填补这一空白我们首次作一尝试。１研究材料和方法在本文中介绍了两个区域悬浮物样品矿物和地球化学研究成果 :巴伦…