海洋中挥发性卤代烃的研究进展

挥发性卤代烃(Volatile halocarbons,VHCs)是大气中一类重要的痕量温室气体和主要的臭氧层破坏者,在全球气候变化中起着十分重要的作用。大量研究表明海洋是大气中VHCs的重要源汇区,研究海洋中VHCs的生物地球化学循环,对于进一步了解海洋中的VHCs对未来全球气候的影响具有重要意义。本文针对国内、外有关海洋中VHCs生物地球化学循环研究的进展进行了综述,介绍了VHCs在海洋中的来源和产生机制、它的分布规律及其影响因素,从而归纳了VHCs在海洋中的迁移转化过程。针对目前缺乏对于海洋中VHCs的生物、非生物形成机制及其在海洋中迁移转化机制的具体过程的深入研究,以及有限航次的海洋中VHCs的浓度监测数据和源汇收支不平衡的问题,提出未来的研究需要加强海洋中VHCs的来源、生成机制、迁移转化机制及其影响因素的深入探究,开展更系统的长时间尺度和空间维度上的全球海域中VHCs大数据监测,并完善海-气通量的计算方法,准确估算海洋中VHCs的源汇。     

海洋中氮循环的热力学平衡问题

海洋中的氮化物,已知主要以NO3-、NO2-、NH4+及有机氮的形式存在。它们通过浮游生物及微生物等的作用,构成了一个循环。 在氮循环中, NH4+、NO2-及NO3-之间可能的转化过程是 NH3?NH2OH?N2O2?NO2-?NO3-。 NH3氧化为NO2-及后者进一步氧化为NO3-的反应,按照热力学的趋势,可自发进行,并且,在达到平衡时,氮基本上已转化为NO3-。这在一些氮的转化实验及季节循环中,均已得到证明。 氮的转化实验及海洋中各种形态氮的季节循环,虽已有不少研究,但尚缺乏较为完整的资料。 对于自有机氮转化为NH4+与进一步转化为NO2-及NO3-的速率,也已有人作过一些研究。但是,都没有很好考虑影响反应速率的各种因素。不同海区所得結果,自然亦有所不同。 本文的目的,是讨论海洋中各种氮化物是否处在热力学平衡状态。     

海洋沉积物中氮的形态及其生态学意义

海洋沉积物作为生源要素氮的重要源与汇，在其生物地球化学循环中起着至关重要的作用。该项研究旨在查清海洋沉积物中氮的存在形态及其生态学意义。氮是生物生命活动必需的营养要素，海洋中的氮往往是海洋初级生产力的限制因子，氮的吸收与再生释放在估算海洋新生产力和生源要素的生物地球化学循环率上也有重要贡献。海洋沉积物中的氮作为海水中氮的重要供给源是海洋生物赖以生存的重要物质基础，对维持海洋生态平衡、修复失衡的海洋生态环境具有重要意义。但由于不同海区海洋沉积物的来源和环境不同，氮的形态和含量亦不相同，可被生物吸收和利用的数量就不相同，因此造成了不同海区生物种群和环境不同，进而影响生态环境。因此，研究海洋沉积物中氮的形态，了解各个形态与沉积物中生物种群及与环境的关系，确定其生物和化学活性，査清氮不同形态的生态学功能，对于深入探讨海洋生物资源可持续利用的方法和策略具有重要意义。本文主要阐述海洋沉积物中氮的存在形式与分布、氮的早期成岩和去营养化作用、硝化和反硝化作用以及氮与生物特定种群的关系等，探讨了影响海洋沉积物中的氮循环的主要因素，并分析了海洋沉积物中的氮与生态系的关系，以期对研究氮的海洋生物地球化学过程有所帮助。     

海洋浮游生态系统中DMSP的来源及在食物链中的传递和转化研究进展

β-二甲基巯基丙酸内盐(DMSP)是一种在海洋中普遍存在的重要生源有机硫化物,其降解产物二甲基硫(DMS)挥发到大气中会形成云凝结核,进而对大气温度产生负反馈效应。DMSP主要由浮游植物和部分细菌生物合成,在浮游食物链和微食物环中进行传递和转化,并进一步通过食物网进入更高营养级。浮游生物是驱动全球碳、硫循环的关键环节,在DMSP生物地球化学循环中的作用越来越受到人们的重视。本文针对DMSP的来源、归宿及在浮游食物链中的传递和转移等方面进行综述,介绍了浮游食物链和微食物环在DMSP传递、转化中的作用。DMSP在海洋食物链中仍有不少传递和降解途径为研究空白,今后应针对目前的研究不足深入开展DMSP的产生、传递和转化机制研究,进一步完善DMSP的生物地球化学循环机制。     

河口及近岸海域底边界层生物地球化学过程研究进展

河口及近岸海域底边界层的生物地球化学过程在很大程度上影响着陆源物质的迁移转化及向海洋的输送通量,是陆海相互作用研究、海洋碳的"源、汇"研究以及氮、磷循环研究的关键。本文对河口及近岸海域底边界层生物地球化学过程研究进展进行了综述,重点介绍了底边界层中移动泥的特点和功能及微生物在其生物地球化学过程中的作用,并对今后的研究进行了展望。     

海洋中硼的研究

硼是海水中的常量元素,也是自然水体中重要的生物、地质、化学元素。海洋中的硼含量、Ｂ／Ｃｌ 比常用于指示水团,研究大洋环流。海洋粘土中的硼含量作为古盐度的指标。硼也对海洋浮游生物的生长起重要的作用。本文综述了海洋中硼的研究,讨论了海洋中硼的迁移。     

海洋浮游微食物网生物在海洋颗粒形成和沉降中的作用

海洋中存在着大量的颗粒,包括大型聚合颗粒（即海雪,粒径>500μm）、小型聚合颗粒（1~500μm）和亚微米颗粒粒径（<1μm）等。颗粒在海水中营造了不同于纯海水的小生境,其中生活着与自然海水中不同的生物。异养细菌、蓝细菌、真核藻类、鞭毛虫、纤毛虫等微食物网生物可以黏附在海洋颗粒上,或生活在颗粒内部,其丰度高于周围水体中的自由生活生物,这可能是由于颗粒提供了更适宜生长的营养环境。本文综述了海洋浮游微食物网生物在海洋颗粒形成和沉降中的作用。微食物网生物在颗粒物的形成过程中起到很重要的作用,它们可以直接促进颗粒形成,也可以彼此结合成颗粒,或微型浮游动物排粪形成颗粒。微食物网生物还可以对颗粒进行转化,影响颗粒的大小、沉降速度、或对颗粒及其黏附生物进行摄食。微食物网生物由于本身较小,沉降较慢,但这些生物和颗粒的结合使得微食物网生物在碳通量中发挥重要的作用。     

海洋浮游微食物网生物在海洋颗粒形成和沉降中的作用

海洋中存在着大量的颗粒,包括大型聚合颗粒(即海雪,粒径500?m)、小型聚合颗粒(1~500?m)和亚微米颗粒粒径(1?m)等。颗粒在海水中营造了不同于纯海水的小生境,其中生活着与自然海水中不同的生物。异养细菌、蓝细菌、真核藻类、鞭毛虫、纤毛虫等微食物网生物可以黏附在海洋颗粒上,或生活在颗粒内部,其丰度高于周围水体中的自由生活生物,这可能是由于颗粒提供了更适宜生长的营养环境。本文综述了海洋浮游微食物网生物在海洋颗粒形成和沉降中的作用。微食物网生物在颗粒物的形成过程中起到很重要的作用,它们可以直接促进颗粒形成,也可以彼此结合成颗粒,或微型浮游动物排粪形成颗粒。微食物网生物还可以对颗粒进行转化,影响颗粒的大小、沉降速度、或对颗粒及其黏附生物进行摄食。微食物网生物由于本身较小,沉降较慢,但这些生物和颗粒的结合使得微食物网生物在碳通量中发挥重要的作用。     

近海海洋酸化对痕量元素在沉积物-海水界面处生物地球化学特性的影响研究

痕量元素在海洋环境中不仅能够密切参与物质循环,显著调控生命代谢,有些情况下还会对浮游及底栖生物产生抑制和毒害,是海洋系统中具有重要生物地球化学作用的“双刃剑”。工业革命以来,海洋不断吸收大气CO₂使得海水pH和碳酸根浓度持续下降,在全球范围内都出现了海洋酸化的现象。海洋酸化作为新的环境胁迫打破了痕量元素在沉积物-间隙水-上覆水中既有的平衡态势,导致痕量元素在海洋环境中的生物地球化学特性变得更加复杂和不确定。本文从痕量元素在沉积物-海水体系中的赋存形态与交换过程入手,探讨了海洋酸化条件下痕量元素在沉积物-海水体系中的扩散迁移与再平衡行为,分析了由此产生的生物毒性效应和生物可用性影响。最后,对海洋酸化与多种环境条件、多种污染物联合作用所导致的与痕量元素相关的生态效应研究进行了展望,以期为未来海洋酸化与痕量元素协同研究提供有意义的科学参考。     

中国海洋碳循环生物地球化学过程研究的主要进展(1998-2002)

阐述了1998-2002年期间中国海洋碳循环及其生物地球化学过程研究的3个主要进展部分：（1）海-气二氧化碳通量过程；（2）海水中碳及其生物地球化学循环；（3）入海河流流域土壤和沉积物在海洋碳循环中的作用；海洋与陆家容纳了近一半人类排放的二氧化碳，另外的50%被释放到大气中，海洋在缓和二氧化碳温室效应方面的作用不言而喻的，海洋储有的碳主要以无机碳的碳酸盐（CO3^2-）和碳酸氢盐（HCO3^-）的形式存在。海洋生态系统通过生物泵的作用驱动大气CO2进入海洋，在表面混合层中，由于生物的光合作用，CO2不断被转化成有机碳和生物碳酸盐，并进一步从表层CO2向深层转移，形成了海洋碳循环的主要途径，海洋水体中碳循环过程受到河口与近海碳的形态，转化，分布，迁移和生物生产过程等影响，海洋生物泵明显影响着海洋对空气中CO2的容量，春季和冬季东中国海皆为大气二氧化碳的汇，夏季皆为二氧化碳的源，秋季渤海与北黄海为二氧化碳的汇，南黄海与东海是二氧化碳的源。入海河流流域土壤，非入海河流流域的土壤和海洋沉积物在碳的来源，分布，含量以其迁移循环中具有重要的作用。     

碘甲烷的海洋化学研究进展

评述了海洋环境中碘甲烷的来源、分布、迁移和转化等过程的研究进展,并探讨了该领域有待进一歩研究的问题.开展碘甲烷的海洋化学研究,有助于了解海洋中碘元素的生物地球化学循环及其对大气臭氧层的重要保护作用.     

微量元素地球化学循环对海洋酸化的响应

通过深入分析海洋中碳、营养盐、微量金属元素的地球化学特性对酸化响应的研究进展,指出海洋酸化不仅会影响海洋中的碳化学,而且能影响海洋中营养盐、微量元素等的地球化学特性和过程;海洋酸化一个重要的、但被低估的结果是能大范围地改变海洋碳系统之外的无机和有机化学环境;不同海域的生物和地球化学系统对酸化产生不同的响应,同一物质循环的不同过程对酸化的响应可能截然不同;酸化给海洋带来的影响是极其复杂多变的,而且这些影响之间还存在错综复杂的相互作用;生态系统对海洋酸化的自然响应是很多生物和非生物因素独立和共同作用的结果,对很多单一物种或单一因素酸化响应的简单概括或总结,远不能描述海洋酸化对整个生态系统的影响规律。海洋酸化微量元素响应研究,应该具体到物质循环的关键环节(如碳泵、生物泵、硝化作用、固氮作用以及元素赋存形态转化等)及关键要素(如POM,DOM及CDOM等)等的响应,并探讨它们之间的相互作用,进而更全面地了解海洋酸化对海洋中物质循环的影响。     

海洋中锰的光化学研究

海洋中的微量金属对海洋生态环境起着极其重要的作用。在IGBP(LOICZ、JGOFS)等国际性研究计划中 ,都包括微量金属的分布、迁移、转化、归宿、循环和收支平衡等问题。无机光化学作为影响海洋中微量元素存在形态、迁移变化的重要过程已经受到海洋科学工作者的高度重视 ,并成为目前国际上研究的热点之一。锰是海水中一种重要的过渡金属元素 ,占地壳岩石圈的0.085%,是仅次于铁和钛的常见的过渡金属 [1]。锰在地壳中是第11种含量丰富的元素,也是生物生长必需的微量元素 [2～4],它是生物体进行光合作用的催化剂 ,对有氧呼吸产生的氧化产物有…     

海水中二甲基硫的光化学氧化研究

二甲基硫(DMS)是海洋中最重要的挥发性生源硫化物,其在大气中的氧化产物会对全球气候变化和酸雨的形成产生重要影响。海水中DMS的光化学氧化,作为一个重要的去除途径,是控制海水中DMS浓度的重要因素。这个复杂的动态过程会受到光照、深度、海水中的溶解无机和有机物这些物理、化学因素的影响。根据光化学降解在DMS的全球生物地球化学循环中的重要作用,作者综述了国际海洋科学工作者近20年来在海水中DMS光化学研究方面的最新进展。     

海洋中甲硫醇的研究进展

海洋中的甲硫醇(methanthiol or methyl-mercaptan,MeSH)是藻类代谢产物β-二甲基巯基丙酸内盐(dimethylsulfoniopropionate,DMSP)的主要去甲基化产物。尽管海洋中甲硫醇的浓度很低(0.3nM~28 mM),但它是海洋中细菌蛋白质硫的主要来源。本文综述了甲硫醇的来源、消耗、在海洋生态系统中的作用以及测定方法,这将有助于了解海洋中甲硫醇的生物地球化学循环过程,以及在海洋硫循环中的地位和作用。并对海洋中甲硫醇的进一步研究提出了展望。     

鱼类在海洋碳循环中的作用及研究展望

碳中和是应对气候变化的必由之路,海洋负排放是实现碳中和的重要途经。海洋作为地球最大碳库,研究发现越来越多的海洋和海岸带生物参与碳循环,并对海洋碳汇产生重要贡献。鱼类作为海洋生态系统中最重要组成部分之一,其在海洋碳循环中的作用还没有引起足够的重视。最新研究表明海洋鱼类在无机碳循环中发挥了重要作用,深化对鱼类参与碳循环过程的认识、量化其固碳潜力将有助于丰富海洋碳循环研究。本文首先系统梳理了鱼类参与碳循环的过程和机制等研究进展。鱼类通过产生碳酸盐粪便、水平和垂直迁移运输、生物扰动、生物碳和“尸体”碳以及食物网消耗与传输等方式参与海洋碳循环。鱼类参与碳循环的证据和参与海洋碳循环的重要性逐渐凸显。其次,本文提出目前鱼类参与碳循环研究存在的问题与挑战,包括渔业捕捞源汇之争、水产养殖业的机遇和挑战以及准确量化鱼源碳酸盐的困难,仍有待理论和方法学的深化研究和技术的革新去解决。最后本文提出鱼类参与碳循环的研究展望,及其在全球气候变化背景下的潜在机遇,同时结合当前渔业碳汇的发展进程以及行业需求,提出渔业减排固碳发展路径建议。本文旨在提升鱼类在海洋碳循环贡献和服务生态系统的潜力的认识,为海洋碳汇和渔业碳汇研究提供新的视角。     

遮蔽物对棘皮动物影响的行为生态学研究进展

棘皮动物作为海洋底层生物,对海洋生态系统的结构和功能具有重要作用,特别是目前海参在海水养殖业中的重要地位,其生态习性及行为生态学特性的研究日益受到关注。本文综述了国内外海洋棘皮动物行为生态学研究现状,着重介绍了遮蔽物对棘皮动物聚集等行为特性的影响、作用机制及外界环境因素对聚集效果影响等内容,并进一步探讨了不同生境下棘皮动物行为特性的差异。在此基础上,结合海参养殖现状,提出了不同环境因子下的棘皮动物运动节律、作用机制及其行为生态学理论在生产实践中的应用等棘皮动物行为生态学研究新方向。     

海洋中单环芳烃（BTEX）的来源、分布与迁移及其生态环境效应

挥发性有机物排放是目前大气环境污染的一个焦点问题,以苯、甲苯、乙苯和邻/间/对二甲苯（BTEX）为主要代表的单环芳烃是其中一类重要的化合物。受人类生产活动的影响,BTEX在大气、土壤、地表及地下径流、海洋中普遍存在,其环境效应与生态毒害受到广泛关注。本文从大气 海水 沉积物 生物体入手,综述了海洋环境中BTEX的分布、来源及其迁移过程等研究进展。研究显示海洋环境中BTEX浓度变化范围较大,在分布上呈现出近海高、远洋低的趋势。海洋中BTEX的主要来源是人为来源,即海洋是陆源BTEX重要的汇,而海 气交换和生物降解则被认为是BTEX的主要去除途径。此外,本文阐释了海洋中BTEX的生态与大气环境效应。BTEX具有生物毒性,威胁海洋生物的生存与繁衍,破坏海洋生态系统平衡;而进入大气的BTEX能够影响大气的氧化能力,对于臭氧和二次有机气溶胶的形成具有重要贡献。尽管海洋BTEX研究取得了一定的认识,但目前海洋环境不同介质中BTEX来源解析、迁移转化过程及生物毒性机理亟需深入系统研究,为深入认识BTEX的生物地球化学过程与环境效应奠定基础。     

海洋中CO的研究进展

研究海洋中的CO具有重要的生物地球化学意义,因为它在控制大气中羟基自由基的浓度、参与全球碳循环进而影响全球气候变化等方面起着重要作用。对过去几十年来海洋中CO的研究进展进行评述。详细介绍了海洋环境中CO浓度的分布特征、通量、来源及去除途径。指出在这一研究领域我国和国际的差距以及一些有待于进一步研究的问题。     

海洋石油污染生物修复技术

石油泄漏是海洋环境的重要污染物之一,生物修复技术已逐渐得到广泛应用.本文从海洋石油污染物的来源、转化过程、降解机理和影响生物降解因素等方面,论述了生物技术对泄漏入海的石油类污染物的处理技术经验,以及国内外对于生物修复海洋石油污染取得的成果和存在的问题.