海洋硅藻稳定同位素研究进展

对海洋初级生产力贡献约40%的硅藻,在全球气候与碳循环中扮演着重要的角色。硅藻稳定同位素(δ30Si和δ18O,δ13C和δ15N)测试对象分别为从海洋沉积物中提取的纯硅藻壳体的生物硅和氧及其内嵌有机质的碳和氮。联合运用各种物理分离(去有机质、碳酸盐,筛分,差异沉降,重液浮选以及微池分流重力场流分离技术)和化学纯化技术从沉积物中提纯出硅藻是其稳定同位素古海洋学应用的前提。确定硅藻δ15N两种制样过程(燃烧和湿式消解)中是否分别存在大气N2和非NO3-组分的污染;δ30Si分析中氟化剂使用的避免、制样方法的改进以及MC-ICP-MS对硅同位素分辨能力的提高;δ18O分析中硅藻壳体外层不稳定氧的完全有效去除,是其同位素古海洋学应用范围扩大和精度提高的关键。硅藻δ13C能评估大气PCO2和海洋初级生产力变化;δ15N和δ30Si可定量示踪海洋硝酸盐和硅酸等营养物利用程度;δ18O则记录了海表温度和海水氧同位素组成。硅藻稳定同位素信号单一,受后期改造作用弱,生命效应低,解译针对性强,在两极和赤道少(或缺)有孔虫海区应用广泛。在此基础上,对目前该领域中存在的问题及未来的研究方向进行了阐述。     

东海陆架HY126EA1孔有孔虫壳体的氧、碳同位素记录

东海陆架HY126EA1孔有孔虫壳体氧同位素组成具有明显的阶段性变化.通过与深海氧同位素组成曲线对比,可将氧同位素组成变化分为5期,分别对应着冰消期、末次冰期极盛期、末次冰期间冰段、末次冰期初期和末次间冰期.碳同位素组成的变化与氧同位素组成的变化基本一致.δ18O和δ13C的相关性在不同气候期存在明显差异,主要受陆源水和海水交换复杂程度的控制.     

利用黄土中的碳同位素半定量地重建古温度

在相对稳定的气候阶段,土壤中的CO2与其中的碳酸盐之间处于同位素平衡状态,这意味着二者的碳同位素分馏值可作为地质温度计估算古温度。对中国洛川黄土剖面的10组黄土-古土壤序列L1-1-S8同时做了碳酸盐和有机质的碳同位素分析。由于这些地层单元可以与深海氧同位素记录的2-21阶段对比,其中L1-1-L2可与南极Vostok冰心的大气CO2浓度记录对比,由此通过相关分析确定了各地层形成时的平均大气CO2浓度及其δ^183C值,再根据Cerling模型,用有机质δ^13C值代替土壤呼吸CO2的δ^13C,算出土壤CO2的δ^13值。将该值与次生碳酸盐的δ^13C值代入Deines分馏方程可算出各地层单元的古温度。该温度代表了平均深度约30cm处的土壤温度,相当于当时的夏季大气温度。所有数据与黄土-古土壤地层学记录的气候变化吻合,定量地反映了近800ka来黄土高原古气候的变化。     

南海盆地全新世古气候与古海洋研究

本文利用南海盆地箱式岩芯浮游有孔虫壳体的氧同位素资料,对南海全新世时气候的变化幅度进行了研究,并以浮游有孔虫壳体的δ~(18)O值为依据,将南海全新世时的气候变迁划分成4个阶段。同时,配合碳同位素资料对南海全新世的古海洋状况作了描述,根据δ~(18)O值与海平面的变化关系,首次定量估算出全新世大西洋期时南海海平面要较现代海平面高6m以上。此外,还利用δ~(18)O值所反映的水温,对不同种属浮游有孔虫的生存深度序列进行了探讨。     

长江口刀鲚幼鱼耳石碳、氧同位素特征初报

为了解长江口刀鲚(Coilia nasus)耳石中碳、氧稳定同位素的特征及其可能反映出的生态学意义,作者利用稳定同位素质谱分析技术,首次对长江口刀鲚幼鱼的耳石进行碳、氧稳定同位素的初步研究。结果显示,δ13C和δ18O分别为–12.1±1.8(‰VPDB)和–7.9±1.2(‰VPDB),总体上δ13C波动较大,而δ18O波动较小。基于个体的δ13C和δ18O散点分布可将本研究中的刀鲚归为两个组,可能起源于长江中两个不同孵化场水域的群体,其中δ18O显示出两组刀鲚所经历环境积温上的差异,反映出两者起源水域温度环境的不同;而δ13C的差异说明两组刀鲚在饵料组成上的有所差异。     

北大西洋45°N区氧同位素3期以来上层水体性质的变化

北大西洋45°N区是北大西洋冰筏碎屑(IRD)带的中心区,其海洋沉积物包含高分辨率沉积环境和气候变化信息,对45°N区沉积记录的研究有利于反演末次冰期以来古海洋环境的变化。通过对岩心Hu71-377中IRD含量的统计、浮游有孔虫组合及氧和碳同位素(δ_(18)O和δ_(13)C)分析,重建了北大西洋45°N上层水体水团性质演化历史。结合AMS_(14)C数据和氧同位素地层学,在氧同位素3期(MIS3)和2期(MIS2)中识别出5个Heinrich层,其中Heinrich 1、2和4层具有明显IRD峰值、Neogloboquadrina pachyderma高丰度和轻δ18O值特征,而Heinrich 3和5层的δ18O值未明显变轻。Heinrich 3和5层与Heinrich1、2和4层的δ_(18)O差异可能反映了上层水体受融水输入的影响不同。δ_(13)CN.incompta和δ_(13)CN.pachyderma差值也反映了Heinrich事件期间混合层和温跃层的变化,它们的δ_(13)C差值在Heinrich 1和2期间接近零,归因于强风驱动的海水垂向混合。而δ13CN.incompta和δ13CN._(pachyderm)a差值在Heinrich 4和5期间增大,反映了季节性温跃层变浅,推测与北大西洋暖流增强有关。浮游有孔虫组合进一步反映了海洋上层水团性质,特别是N.pachyderma和Neogloboquadrina incompta的相对丰度反映了MIS3期以来海表温度(SST)变化。     

利用δ^18O和烯烃记录恢复海水表面温度和盐度

深海沉积物中有孔虫壳体的氧同位素成分(δ^18O)被广泛用做古气候变化标志，但是这种δ^18O的变化是由海水表面温度、全球冰体体积和区域盐度相互作用造成的，这三者的影响难以分开．最近已发展了一种根据浮游藻类中不饱和稀烃(alkenone)的丰度比值来计算古温度的技术．这里我们利用取自于阿拉伯海和孟加拉湾间的深海钻孔氧同位素和烯烃记录相结合的方法来提取盐度信号．     

桂林洞穴滴水对应CaCO3沉积物的稳定同位素特征与环境意义

桂林地区降水及茅茅头大岩滴水滴速和现代碳酸盐的碳氧同位素研究表明:(1)滴水沉积的δ18O达到了同位素沉积平衡,洞穴滴水的δ18O与同期降雨的δ18O值呈正相关关系;(2)在旱季和湿季交替时,滴水δ18O值滞后于降雨δ18O,受活塞效应的影响;(3)δ13C难以达到同位素沉积平衡,主要受滴水动力学影响;(4)同一洞穴不同滴水对环境的响应不同,如果洞穴顶板覆盖较厚,水分在土壤和岩层中滞留时间较长,滴水则反映受到平滑作用的降雨,反之则波动较大.     

南海表层沉积钙质超微化石氧碳同位素研究

对南海34个站位表层沉积中的钙质超微化石进行了氧碳稳定同位素分析.结果表明,钙质超微化石δ^18O化范围为-2.656‰～0.006‰,平均为-1.517‰;δ13C值变化范围为-1.510‰～0.778‰,平均为0.140‰.通过与有孔虫同位素分析结果相比较,发现钙质超微化石δ^18O高于浮游有孔虫而低于底栖有孔虫,δ13C值低于浮游有孔虫而高于底栖有孔虫.从平面分布来看,南海表层沉积钙质超微化石氧同位素在东北和西南各存在一个小于-1.5‰的低值区,碳同位素在东北存在一个小于0的低值区.钙质超微化石与有孔虫同位素值的差异性可能与其生命效应及生活环境有关.而钙质超微化石与有孔虫同位素平面分布规律上的不同也揭示了海水温度、盐度、营养水平等海洋参数可能对超微化石和有孔虫同位素的分馏起不同控制作用.     

长江和黄河河口沉积物中石英氧同位素的对比

采用硫酸氢钾(KHSO4)熔融-六氟硅酸(H2SiF6)浸泡的化学方法分离出长江、黄河河口不同粒级沉积物中的石英矿物,使用BrF5为氧化剂提取出石英矿物中的氧,在质谱计上测定石英中氧同位素比值(δ18O值),结果表明:同一沉积物样品中随粒度由粗变细,石英δ18O值逐渐增加,长江河口沉积物中石英的δ18O值比黄河河口沉积物中的稍高,两条河流河口沉积物中相同粒级石英δ18O值差别主要受流域沉积物物质来源和流域的气候环境差异的影响。     

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。