菲律宾海底层水体在1990s—2010s之间的暖化

跨菲律宾海的重复断面水文观测揭示:菲律宾海底层水体从1990s到2010s增暖了0.002～0.01℃。在西马里亚纳海盆和四国海盆,较冷的下层绕极深层水(Lower Circumpolar Deep Water,LCDW)减少,较暖的LCDW增加;而在菲律宾海盆,较冷的变性LCDW减少,较暖的变性LCDW增加。菲律宾海盆4000dbar的热通量是0.0413W·m~(–2),而西马里亚纳海盆和四国海盆的是0.0221W·m~(–2)。菲律宾海盆由于深层海洋热膨胀引起的局地海平面上升速度是0.0621mm·yr~(–1),而西马里亚纳海盆和四国海盆的是0.0333mm·yr~(–1)。     

菲律宾海盆磁条带特征及61Ma以来的海底扩张过程重建

菲律宾海盆是西太平洋最大的边缘海盆地,作为地球上最壮观的"沟-弧-盆"体系的重要组成部分,其成因及构造演化可有效约束西太平洋洋陆过渡带的复杂动力学过程。海底磁异常条带是海底扩张的重要依据,其几何形态能够反映海底扩张的时间、方向及速率,为研究海盆的海底扩张过程提供重要信息。菲律宾海盆的次级海盆—西菲律宾海盆、四国海盆地磁异常表现为明显的条带状异常特征,帕里西维拉海盆内的磁条带特征虽不明显,但仍能看出南北向的分带现象。对海盆内的磁异常条带进行系统的分析、对比与解释,将菲律宾海盆划分为7个扩张阶段,构建了菲律宾海盆61 Ma以来的阶段性扩张模型。揭示了边缘海盆构造演化的一般规律及扩张过程为岛弧裂解、高速弧后扩张、慢速弧后扩张和扩张后作用4个阶段。     

基于形态学和DNA分子鉴定的珠江口浮游动物群落结构比较研究

于2019年12月使用4种不同型号网具采集了珠江口浮游动物, 进行形态学鉴定和DNA分子鉴定, 分析珠江口浮游动物的群落结构特征, 并比较不同调查方法对浮游动物丰度和生物量结果的影响。形态学镜检鉴定浮游动物36种(类), 其中浮游幼虫6类。浅水I型浮游生物网采集的浮游动物平均丰度为115±96ind.·m^-3, 平均生物量为0.21±0.14g·m^-3; 浅水Ⅱ型浮游生物网采集的浮游动物平均丰度为3536±2444ind.·m^-3, 平均生物量为0.56±0.33g·m^-3; 浅水Ⅲ型浮游生物网采集的浮游动物平均丰度为4314±4172ind.·m^-3, 平均生物量为0.50±0.25g·m^-3; 25^#浮游生物网采集的浮游动物平均丰度为6741±3826ind.·m^-3, 平均生物量为4.33±3.42g·m^-3。研究结果表明网具孔径大小对浮游动物研究结果具有重要影响, 三个站点水体DNA样品注释出15种浮游动物; 使用浅水Ⅱ型网采集的DNA样品注释出19种浮游动物; 镜检样品鉴定浮游动物17种。水体DNA样品能检测出更多的微型浮游动物如原生动物等; 网采样品能过滤更多的水样, 有利于采集更多的大中型浮游动物, 更能充分反映优势类群如桡足类的种类和数量。研究结果表明, 水体DNA可检出浮游幼虫和原生动物等较难镜检鉴别的种类, 采用不同型号网具采集浮游动物可以更全面地反映研究海域浮游动物的群落结构特征。多种调查方法的结合有助于全面了解研究海域的生态环境状况。     

基于多数据集的菲律宾海深层环流研究

本文使用多套再分数据、气候态数据和模式模拟结果对菲律宾海深层环流进行了研究,同时结合断面观测数据评估了这些数据集对于菲律宾海深层水团与环流分析的适用性。结果显示,气候态数据的温盐结构与断面观测结果较为一致,较适于用来进行菲律宾海深层水团气候态特征的研究。多个非气候态资料的数据集中混合坐标模型(Hybrid coordinate ocean model GLBa0.08)数据中的温盐结构与观测相对较为接近,也可用于开展菲律宾海深层水团研究。海洋与气候环流模型(Estimating the circulation and climate of the ocean Version 2)数据与菲律宾海深层环流的观测研究吻合相对较好。通过对比分析多个数据集,结合前人研究成果,显示在菲律宾海的2 000～4 000 m层,深层水会从雅浦-马里亚纳深水通道(Yap-Mariana junction, YMJ)处入侵到菲律宾海深层,并跨过九州-帕拉海脊(Kyushu-Palau Ridge, KPR),在菲律宾海盆(Philippine Basin, PB)的南部和北部形成气旋式环流;深层水还会通过伊...     

红河断裂带不同构造区段的现今滑动速率与应变积累状况

利用中国地壳运动监测网络1999年—2015年GPS观测数据, 基于块体模型与弹性半空间下的螺旋位错模型, 反演红河断裂带不同区段的滑动速率与闭锁深度, 利用插值均匀网格法计算红河断裂带不同区段及周边地区应变积累状况。结果表明: 红河断裂带北段右旋走滑速率为4.76±0.78mm•a^-1, 闭锁深度约为10.9km; 中段右旋走滑速率为3.24±0.56mm•a^-1, 闭锁深度约为11.5km; 南段右旋走滑速率为2.83±0.34mm•a^-1, 闭锁深度约为12.6km。红河断裂带北段与中段拉张应变特征明显, 南段挤压应变特征明显, 北段拉张应变值为(20~40)×10^-9•a^-1, 南段挤压应变值为(30~50)×10^-9•a^-1, 中段最大剪应变积累较弱, 量值为(0~30)×10^-9•a^-1, 北段、南段最大剪应变积累较强, 量值为(40~80)×10^-9•a^-1。北段和南段元阳地区出现最大剪应变高值区, 地震危险性较大。     

菲律宾海板块东南边界地质过程与研究展望

晚中生代期间,由于古太平洋俯冲板片俯冲于欧亚板块之下,从而在欧亚大陆东缘存在一条巨型的类似于现今太平洋东侧的安第斯型俯冲带。岩浆活动记录显示,70 Ma左右,可能由于外来的正地形地体拼贴上该俯冲带,从而导致这条巨型安第斯型俯冲带逐渐消失,欧亚大陆东缘逐渐从主动大陆边缘变为被动大陆边缘。然而,新生代早期以来,伴随着菲律宾海板块从赤道北移,该被动大陆边缘又重新活化,变为主动大陆边缘,并逐渐形成了巨型的沟-弧-盆系统,期间西太平洋地区大致经历了三期的弧后扩张,即始新世、渐新世—中新世、上新世以来,且菲律宾海板块正好包括了这3个扩张期的弧后扩张盆地：西菲律宾海盆、四国海盆-帕里西维拉海盆以及马里亚纳海槽。本文详细总结了太平洋板块与次级的板块—菲律宾海板块及卡罗琳板块的地质演化历史,且详细探讨了以上3个主要板块之间相互作用的典型区域（菲律宾海板块东南侧）的地质学和岩石学特征以及尚存在的重要科学问题,并展望了未来该区域的研究方向。     

大亚湾夏季浮游群落生产代谢特征及其影响因素*

2017年8月对大亚湾海域浮游群落初级生产、群落呼吸代谢及其平衡特征进行了研究, 并分析了其潜在环境影响因素以及对沿岸生态系统功能与健康的指示作用。研究结果表明, 大亚湾夏季海水表层呈自养状态, 而底层呈异养状态, 群落总初级生产力(gross primary productivity, GPP)、呼吸代谢速率(community respiration, CR)与净生产力(net commutnitiy production, NCP)在表层分别为1335.36±910.12、597.86±403.30和737.50±608.22mg C·m^-3·d^-1; 在底层分别为43.65±37.05、216.25±147.28和-160.27±137.01mg C·m^-3·d^-1。海湾整体呈自养状态, 水柱平均NCP为233.41±248.88mg C·m^-3·d^-1; 部分沿岸水域存在异养状态。1~200μm粒级浮游生物是GPP和CR的主要贡献者。相关性分析和主成分分析显示, NCP在表层受GPP和CR共同调控, 且与浮游植物生物量和营养盐正相关; 而在底层主要受CR影响, 且与盐度正相关。大亚湾夏季群落生产代谢平衡存在明显的水平和垂向变化, NCP的区域差异与潜在波动性对该海湾生态系统稳定性及健康状况有重要的指示作用。     

不同光强下长茎葡萄蕨藻(Caulerpa lentillifera)直立枝和匍匐枝的光生理特征及其对升温的响应

海洋绿藻长茎葡萄蕨藻(Caulerpa lentillifera, 又名海葡萄)因具有较高经济和生态价值而备受关注, 光照和温度变化均会改变长茎葡萄蕨藻生理代谢, 最终影响其经济价值和生态功能。文章比较研究不同生长光强下(40、80、120和160 µmol·photons·m^-2·s^-1)长茎葡萄蕨藻不同部位, 即直立枝和匍匐枝的生理和生化特征, 以及其对升温(+3℃、+6℃和+9℃)的响应。结果显示, 光强由40升至120µmol·photons·m^-2·s^-1时对长茎葡萄蕨藻相对生长率(RGR)的影响不显著, 但是光强升至160µmol·photons·m^-2·s^-1时可使RGR降低49%。弱光下(40µmol·photons·m^-2·s^-1)直立枝的叶绿素(Chl a)和类胡萝卜素(Car)含量为匍匐枝的1.52和1.49倍; 直立枝的Chl a和Car含量随生长光强升高而降低, 匍匐枝随光强升高而升高, 二者蛋白含量则均随光强升高而先升高后降低。弱光下直立枝的净光合放氧速率(P_n)和呼吸速率(R_d)分别为匍匐枝的2倍和70%, 但是二者的最大光化学效率(F_V/F_M)差异不显著。光强升高提高直立枝和匍匐枝的P_n和R_d, 但对二者F_V/F_M的影响不显著。同时, 弱光下直立枝的超氧化物歧化酶(SOD)活性比匍匐枝低20%, 二者过氧化氢酶(CAT)活性差异不显著; 光强升高提高直立枝和匍匐枝的SOD活性, 降低CAT活性。研究还发现, 直立枝和匍匐枝的P_n随温度升高而降低, 但前者的降低程度即光合速率随升温的变化率随光强升高而降低, 后者的则随光强升高而升高, 可见温度升高在弱光下对长茎葡萄蕨藻直立枝的负面影响更大, 在强光下则对匍匐枝的负面影响更大。     

南海海域浮游植物叶绿素与海表温度季节变化特征分析

利用 Sea WiFS卫星遥感叶绿素质量浓度及TRMM微波遥感海表温度产品, 研究了南海海表叶绿素a的季节变化特征及其同海表温度的关系。研究结果表明, 南海叶绿素质量浓度具有很强的季节变化:通常低叶绿素质量浓度(<0.12 mg·m^-3)出现在弱风高海表温度(>28°C)的春、夏季节;高叶绿素质量浓度(>0.13 mg·m^-3)通常出现在有较强风速和较低海表温度(<27°C)的冬季。线性回归分析显示, 南海叶绿素质量浓度同海表温度呈显著负相关。尽管在南海南部、南海中部、南海西部及吕宋西北部4个代表子区域的显著性有所差异, 但都暗示温度变化所反映的垂向层化调控了营养盐质量浓度和浮游植物量变化。可见, 温度可能是影响海洋上层稳定程度及垂向交换强度的重要指标, 从而可能调控营养盐及浮游植物的变化。     

红海湾西北海区海流特征分析

利用2008年夏季和冬季的海流资料分析了红海湾西北海区潮流性质、运动形式、涨落潮流特性、余流特征。结果表明: 红海湾西北海区属不规则半日潮海域, 潮流性质属往复流, 大致呈东—西向往返运动, 具有一定的旋转流性质; 平均涨潮流最大可达17.8cm·s^-1, 平均退潮流最大可达19.3cm·s^-1; 实测流受风和地形影响明显。余流受风和地形的影响也比较明显, 在偏北风作用下, 余流流向西偏南; 在偏南风作用下, 余流流向东偏北, 余流最大可达18.9cm·s^-1。潮能主要由东部向西传播至红海湾西北海区, 潮能进入量值可达4.8×10³W·m ^-1。     

Deep hydrographic structure along 12°N and 13°N in the Philippine Sea

Hydrographic casts down to the bottom along two zonal sections at 12°N and 13°N (from 144°E to 127°E) were made with a CTD. Their analysis verified the existence of cold and saline abyssal water between the Mariana Ridge and the Kyushu-Palau Ridge. This result provides evidence of flow into the Philippine Sea through the deep gap called the Yap-Mariana Junction. The properties of deep water are variable in the West Mariana basin but quite homogeneous in the Philippine Basin, indicating the transitional nature in the West Mariana Basin and the existence of older bottom water in the Philippine Basin. A close examination suggests that the bottom water is slightly colder in the western part of the Philippine Basin than in the eastern part of the basin. This slightly colder deep water with a hundred kilometer scale in the western Philippine Basin might be related to a broad western boundary current flowing equatorward along the eastern rise of the Philippine Trench.     

The geomorphological features and continuity of the Kyushu-Palau Ridge (KPR)

The Philippine Basin,surrounded by a series of oceanic trenches,is an independent deep ocean basin in the West Pacific Ocean.Its middle part is divided into three marginal sea sub-basins by the Kyushu-Palau and West Mariana Ridges,namely,the West Philippine Basin,the Shikoku and Parece Vela Basins and the Mariana Trough.This paper,through the analysis of the geomorphologic features and gravity and magnetic characteristics of the basin and identification of striped magnetic anomalies,suggests that the entire Philippine Basin developed magnetic lineation of oceanic nature,and therefore,the entire basin is of the nature of oceanic crust.The basin has developed a series of special geomorphic units with different shapes.The KPR runs through the entire Philippine Basin.From the view of geomorphologic features,the KPR is a discontinuous seamount chain (chain-shaped seamounts) and subduction beneath the Japanese Island arc at the Nankai Trough which is the natural boundary between the basin and the Japanese Island arc.At the positions of 25 N,24 N,23 N and 18 N,obvious discontinuity is shown,which belongs to natural topographic discontinuity.Therefore,the KPR is topographically discontinuous.     

台风季节朱家尖岛砂、砾质岬湾海滩的不同沉积地貌动态变化

岬湾砂、砾质海岸是海岛、海岸带重要的旅游资源, 具有较高的社会经济和生态价值, 长期以来备受关注。本文以浙江朱家尖岛东岸的5个代表性岬湾海滩为例, 基于2019年台风季节早期、中期及晚期测量获得的海滩地形和沉积物数据, 结合海滩近岸的水动力数据, 分析了砂质海滩和砾石海滩这两种不同类型岬湾海滩的沉积地貌动态变化。结果表明, 朱家尖岛东岸5个海滩在台风季节出现了不同的体积变化, 大沙里、东沙、千沙、乌石塘和小乌石塘海滩的单宽体积变化分别为11.93m³·m^-1、-54.41m³·m^-1、-19.75m³·m^-1、2.19m³·m^-1和-1.96m³·m^-1。砾石滩较砂质海滩更为稳定, 无人类活动干扰的砂质海滩在台风季节侵蚀更少、变化更小。台风季节大沙里、东沙、千沙、乌石塘和小乌石塘海滩表层沉积物的平均粒径分别为2.47Փ、2.24Փ、2.64Փ、-5.96Փ和-6.03Փ, 粒径粗化和离岸输运是5个海滩表层沉积物在台风季节的主要表现, 砂质海滩的沉积物粒度特征变化比砾石海滩要大。沉积物粒径、台风强度及台风期间的主要波向与海滩走向之间的关系、海岸工程这3种因素都可能对海滩在台风季节的沉积地貌动态变化产生影响。本文研究结果可为台风季节的海滩管理提供参考。     

南海东北部夏季叶绿素a浓度垂向变化特征及其对水动力过程的响应*

叶绿素a浓度是估算海洋初级生产力的一个重要参数, 在海洋中垂向分布极不均匀, 其分布特征及影响机制是海洋生态学研究的重要基础问题。利用海洋光学观测的高垂向分辨率剖面数据, 系统地研究叶绿素a浓度垂向剖面的时空分布特征及其与海洋动力环境要素的关系, 可为揭示南海典型动力过程的生态环境效应提供重要基础。文章基于2015年夏季黑潮调查航次实测生物光学剖面, 利用676nm处吸收基线高度(a_LH(676))与叶绿素a浓度(Chla)之间的关系, 建立了具有较高反演精度的叶绿素a浓度反演算法(Chla=49.96×(a_LH(676))^0.9339, 决定系数R²=0.87和均方根误差RMSE=0.16mg·m^-3); 进一步结合观测期间物理过程, 揭示了叶绿素垂向分布对不同水动力过程的响应特征。研究结果表明, 近岸区域表层叶绿素a浓度变化范围为0.42~1.57mg·m^-3, 随着水深增加, 叶绿素a浓度逐渐降低, 在沿岸上升流影响区域, 叶绿素a浓度明显增高, 垂向上相对趋于均一分布; 次表层叶绿素极大值(Subsurface Chlorophyll Maximum, SCM)现象在外海显著存在, 受中尺度过程影响明显, SCM深度在34m到100m之间变化, 在吕宋岛以西海域, 黑潮入侵加速了上层水体的混合, SCM所在水层被显著抬升至34m左右; 在冷涡影响区域, 次表层叶绿素极大值层被抬升, 涡旋中心比涡旋边缘抬升更为显著, 同时SCM的厚度增大。