基于沉积速率确定海洋沉积物的监测频率

为建立一套海洋沉积物监测频率的设计方法体系,作者根据中国海洋沉积物趋势性监测的特点和存在的问题,结合国内外海洋沉积物监测方案的设计理论和经验,建立了依据沉积速率确定海洋沉积物监测频率的方法和标准;基于~(210)Pb测年法和IDW空间插值法,绘制了中国监测海域的沉积速率空间分布图,并设计了不同空间尺度的海洋沉积物监测频率优化方案。结果显示,中国近岸区域沉积速率高于远海,河口区域沉积速率高,海湾沉积速率差异显著。其中,沉积速率高于1 cm/a的海域,监测频率为每年1次,如黄河口、长江口等河口区域;沉积速率低于1 cm/a的海域,监测周期为5 a,如渤海中部,黄海、东海远海区域等;个别沉积速率极低的海域,监测周期为10 a,如南沙海域(≤2 cm/1 000 a)。监测频率高的区域主要集中在近岸沉积速率高的海域,而近海和远海沉积速率低的区域监测频率可适当降低。     

海洋沉积物的铅-210地质年代学方法

利用~(210)Pb的放射性测定百年内沉积事件的方法是近十年来才发展的一种较可靠的新技术,也是地质年代学中有发展前途的方法之一。海洋沉积物的形成年代与沉积速率的资料,无论在研究海洋沉积作用过程,还是进行海洋工程建设、开发海洋资源或调查海洋污染史等,都具有重要的意义。然而,关于~(210)Pb测年法中的实验数据处理方法,目前尚无统一标准,以致所得的结果缺乏可比性。我们在应用~(210)Pb法测定长江口外及邻近陆架现代沉积速率的过程中,摸索了一套处理方法。本文着重讨论该处理方案,以期在开展这方面工作时有共同的语言。     

海洋沉积过程的铀系放射性核素示踪技术:物源识别、沉积、再悬浮

放射性核素示踪技术被广泛应用于海洋学研究。海洋沉积物是许多物质的归宿,海洋沉积过程的研究常关注3个关联问题:物质来源、沉积速率、再悬浮过程。针对这3个问题,在南海9个珊瑚礁区、北部湾涠洲岛海域、珠江口、北冰洋、南大洋等多个海区利用典型的铀系放射性核素(210Pb、226Ra、234Th、238U)示踪技术开展海洋沉积过程研究。物源识别方面,研究发现珊瑚礁区沉积物具有极低的226Ra/238U活度比值(0.1),显著低于其他海区的226Ra/238U活度比值(0.5～1.0),该独特性质可以应用于珊瑚礁区的沉积物/悬浮物来源示踪,是其他传统元素地球化学方法(Al、Ti、稀土元素)的补充。沉积速率方面,基于210Pb的恒定通量恒定沉积速率(Constant Flux Constant Sedimentation Model, CFCS)模式,定量计算了广西涠洲岛珊瑚礁区沉积柱样的沉积速率(3.7±0.6 mm/a),该结果低于中国多个近岸海域的沉积速率(5～96 mm/a)。沉积物再悬浮方面,提出利用"残余234Th"(不同于过剩234Th)示踪海洋沉积物再悬浮过程,并成功应用于北冰洋、南海、南大洋。     

核技术在海洋研究中的应用：Ⅴ.核技术在海洋污染监测中的应用

本文利用放射性示踪剂直接跟踪海洋污染物的来源和传播;用放射性测年法研究某些海区的污染史;用活化分析法快速测定各种污染物质的含量.     

用~(210)Pb法测定长江口的沉积速率

~(210)Pb法是测定近百年来沉积物沉积速率的有效方法.它是研究海洋、湖泊的高速沉积区沉积速率、现代沉积作用和污染历史、环境容量、环境预断评价的重要手段.     

江苏近海表层沉积物中几个化学要素的分布及其控制因素

海洋沉积物中的化学成分(尤其是浅海区),能反映陆地及河流的化学矿物面貌,也能表征出海区本身的物理、化学和生物特征。因此,它对研究海岸变迁、沉积成岩作用以及海区的物质来源有着实际意义。近海区,特别是河口地段,是研究元素迁移变化的理想场所。阐明沉积物中化学成分的分布状况及其控制因素,对研究古今海洋状况是非常重要的。     

离心法在海洋碎屑沉积物粒度分级中的应用

沉积物的粒度特征受控于沉积环境的变化,是沉积学研究中的重要物理指标之一。沉积物中不同粒级的颗粒物记载了详细的物源信息及水动力活动等特征,因此,有效并快速地分离不同粒级的沉积物对古环境演化研究十分重要。沉降法是沉积物粒度分级最基本的方法,然而用沉降法对细颗粒物质含量较多的海洋沉积物进行粒度分级时,耗时久,分离效率低。离心法可以加速细颗粒物质的沉降速度,提高分离效率。因此,选择离心法对东海内陆架泥质沉积区的27个表层沉积物进行粒度分级(2μm,2～10μm,10～63μm,63μm)。显微镜观察结果显示不同粒级的颗粒间基本没有混染,表明离心法的分离效果较好。样品回收率在94%左右,最高可达97%以上。样品的损失量与细颗粒含量呈正相关,即细颗粒含量越多,损失量越大。与激光粒度仪测试结果对比发现,激光粒度仪对10μm颗粒物区分度较差,低估2μm颗粒物含量,高估2～10μm颗粒物含量。本研究表明离心法可以高效地对海洋沉积物进行粒度分级。     

石墨炉原子吸收法直接测定海洋沉积物中的铜

一、前言 测定海洋沉积物中的铜已有许多报导,然而这些方法都是测定沉积物中铜的总量。双硫腙-MIBK萃取火焰原子吸收测定铜,虽是测定沉积物中生物有效态铜的方法,并已被编入《海洋污染调查暂行规范补充规定》中,但该法因使用分离富集等萃取步骤,操作比较麻烦,同时也会增加沾污的可能性。本方法用灵敏度较高的石墨炉原子吸收法,直接测定海洋沉积物中生物有效态部分的铜,方法简便、快速、准确。     

海洋沉积物中的氮循环

氮(N)是生物生命活动的基本营养元素，N循环是整个生物圈物质和能量循环的重要组成部分。近几十年来，环境和资源问题的日益突出促进了人们对海洋生态系统的研究及对海洋资源的开发和利用，海洋中的N循环亦受到了广泛关注。尤其是20世纪90年代以来，随着国际地圈与生物圈计划(IGBP)、全球海洋通量联合研究(JGOFS)、全球海洋生态系统动力学研究(GLOBEC)等重大国际合作计划的实施，海洋中的N循环研究取得了重大进展。 本文主要对海洋沉积物中的N循环过程进行了阐述，包括海洋沉积物中N的生物地球化学循环(海洋中N与生物生产过程的关系、早期成岩作用及N的去营养化、沉积物中N循环及其控制机制、颗粒N的形成及其功能、N与其他生源要素循环的关系)及沉积物中N循环的研究方法等，以期对进一步开展N循环的研究有所帮助。     

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。     

东海沉积物中微生物标志物GDGTs年代际变化及来源

甘油双烷基甘油四醚(Glycerol Dialkyl Glycerol Tetraethers,GDGTs)是近几年来新发现的一类生物标志化合物,基于GDGTs的各种指标以其在指示物质来源以及海洋和陆地古温度重建等方面显示出的巨大应用潜力,逐渐成为古海洋学、古湖沼学和古气候学研究的重要工具。对采自东海陆架区的DH5-1站位(29°28.118′N、123°06.639′E,水深63.5m)的柱状沉积物样品进行了总有机质和GDGTs分析,研究了GDGTs化合物在东海陆架区柱状沉积物样品中的含量和沉积通量变化,并利用δ13 C、C/N以及基于GDGTs化合物的BIT指标讨论了该海区近150年来沉积有机质的来源变化。结果显示,近百年来东亚冬季风的增强,加强了冬季闽浙沿岸流对长江口沉积物的搬运,使得该海区陆源输入量呈增加趋势,但20世纪80年代以来,人类活动的加剧导致营养盐输入的增加,使得海洋生产力提高,沉积有机质中陆源有机质比例下降。     

西北太平洋山间盆地沉积物有机碳质量累积速率及影响因素

海洋碳汇作用是大洋生态系统的重要生态系统服务功能,不仅影响着海洋生态系统的能量流动,也是元素循环的重要驱动力。本文以中国大洋48航次采集自西北太平洋典型海山区海盆的沉积物样品和资料为基础,对西北太平洋山间盆地沉积物有机碳质量累积速率(F_orgc)特征及影响因素展开初步研究。结果表明,西北太平洋山间盆地有机碳质量累积速率变化范围为1.41～1.73 g/(m2·ka),均值为1.60 g/(m2·ka),以中部偏西海区的有机碳质量累积速率最高;全区平均净初级生产力转移效率约为0.003 1%。西北太平洋山间盆地有机碳质量累积速率和净初级生产力转移效率均低于东太平洋海区和赤道太平洋海区。本区有机碳质量累积速率受水层和沉积层的生物地球化学循环驱动因素,如海洋净初级生产力、沉积物质量累积速率、有机碳含量、氧化还原电位等的综合影响,同时也受距海山距离、水深等地形因子的影响。     

新生产力——一个新的海洋学研究领域

新生产力的概念最初由Dugdale等(1967)提出,近年来由于全球变化研究的发展,赋予了新的含义。它不仅反映了海区的群落净生产能力,同时也是海洋真光层对于大气中CO_2的净吸收的一种度量。新生产力研究已经成为当今海洋研究的前沿领域,它涉及海洋生态学、生物海洋学、生物地球化学和物理海洋学的研究,具有重要的理论意义和实际意义。新生产力的基本研究方法是~(15)N示踪法,此外,还可应用沉积物捕集器法、f比推算法、物理模型法、真光层净产氧量法、~(234)Th滞留时间法、物质通量模型法以及遥感等方法进行观测或推算。新生产力的研究已被纳入一些国际重大联合研究计划,如JGOFS,GLOBEC等,在短短的几年时间里已取得了迅速的发展,90年代将在更大范围和深度上展开研究,并将对全球新生产力水平有一个较精确和全面的了解。     

海洋沉积地球化学在海洋开发中的作用

一、前言海洋沉积地球化学是研究海洋沉积物中的元素的迁移变化规律、元素及化合物的搬运形式、影响元素及化合物搬运和沉积的因素,以及沉积岩中元素的富集规律等等。这是一门新兴的学科,近年来,国内外有关学者对重金属污染、沉积岩中元素的富集规律等方面作了许多研究。本文着重从沉积地球化学与海水、海洋生物、海洋环境、海洋沉积之间的密切关系,说明沉积地球化学在海洋开发利用中所起的重要作用,特别是随着养殖业的空前发展,从事海洋沉积地球化学研究的重要性和迫切性就更为突出了。     

洋山港内及航道水域沉积环境分析

在洋山港内和航道水域进行沉积柱状取样,对这些沉积柱状样品分别进行沉积物粒度、^210Pb和^137Cs分析。结果表明,港内水域沉积物粒度总体较粗,砂和粉砂的含量平均近80％,粘土含量平均20％,平均粒径为5.62—6．22φ。航道和附近水域沉积物粒度比港内水域略细,砂和粉砂含量平均为75％,粘土含量平均为25％。^210Pb和^137Cs年代测年表明,港内水域的沉积速率为每年0．93—1．56cm,航道水域的平均沉积速率为每年0．66cm,航道南部水域沉积速率为每年2．71cm,北部水域平均沉积速率为每年1．77cm,局部地区处于冲刷侵蚀状态。总体来说,该海区沉积环境较为稳定,水动力作用较强,沉积速度缓慢,处于基本冲淤平衡的状态。     

频谱分析技术在沉积声学研究中的应用

海洋沉积声学研究是水声学、地声学及海洋地球物理学(尤其是人工地震方面)等学科密切相关的一个重要研究领域。然而,它是从测量分析研究沉积物声速方面入手的。目前,对沉积物声速测量的手段除了反射法和折射法以外,还有室内测量法等)。本文计论了电学计算机配合频谱分析技术在测量沉积物声速上的应用研究结果。     

海洋雾状层的成因及其对海洋碳循环过程的影响

海洋雾状层既是陆源物质进入海底的输送通道,又是海洋水体中沉降颗粒及底部再悬浮颗粒物的停留场所。雾状层物质来源主要有陆源、生源以及海底表层沉积物的再悬浮,不同海区、不同层位的雾状层的物质来源有所差异;雾状层的成因具有复杂性,既有物理作用,又有生物及化学作用,大量研究表明,海底洋流、内波(潮)等物理作用是雾状层形成的主要控制因素。雾状层中碳的存在形态主要有颗粒有机碳(POC)、溶解有机碳(DOC)、胶体有机碳(COC)以及无机碳,雾状层与其上下海水之间、雾状层与海底表层沉积物之间不同形态碳在生物-化学-物理动力系统作用下不断发生物质交换与迁移,对海洋碳循环生物地球化学过程起重要的控制作用,是整个海洋碳循环的一个不可忽视的环节。     

石墨炉原子吸收法测定海洋沉积物中铬

一、前言 目前测定沉积物样品中的铬有比色法、气相色谱法、火焰原子吸收法。这些方法中有的操作比较麻烦,有的灵敏度偏低,而且都只能测定沉积物中总铬。石墨炉原子吸收法测定海洋沉积物中的铬,也是测定总铬,而且根据“规范”要求只测对生物有效态部分。本试验在测定沉积物总铬方法的基础上作了改进,对用Mg(NO_3)_2和抗坏血酸作基体改进剂作     

潮成内波在物理海洋和相关学科中的影响

潮成海洋内波作为物理海洋学中的一个研究内容，虽然对海洋中的能量分配过程起着相当重要的作用，但其作用和影响却不仅仅限于此范畴之内。在许多相关学科的研究中，如水声学、地学(物质输运、地形地貌、深水沉积、地壳液体流动)、海洋工程(海洋资源的勘探、开发和保护等)、海洋生态环境，海水养殖、渔业捕捞，航道淤积以及观测仪器、卫星海洋学等，都存在潮成内波的作用。文章分析了线性或弱非线性潮成内波(常称为内潮波)和强非线性潮成内波(常称为内孤立波)可能的作用方式，对其在物理海洋学及各相关学科中的作用作了简单介绍。     

中国-东盟海区及邻域表层沉积物类型研究现状与展望

表层沉积物类型图是海洋地质系列图的主要图件之一,可直观反映出海底沉积物的分布特征和变化规律。中国-东盟海区及邻域海底沉积物类型调查和研究程度差异明显,中国海域调查程度较高,底质数据详细可靠,马六甲海峡和印度尼西亚西部海区相对较好,而西太平洋和印度洋北部大部分地区资料较为缺乏。该海域表层沉积物主要是陆源碎屑沉积物、生物源-陆源碎屑沉积物、深海沉积物、生物源沉积物和火山源沉积物,综合已有资料划分为三个沉积区。东亚大陆边缘海沉积区以陆源碎屑沉积物为主,西太平洋大陆坡沉积区以陆源碎屑沉积物和生物源-陆源碎屑沉积物为主,西太平洋和印度洋北部远洋沉积区以内源成因沉积为主。影响该区海底沉积物分布的主要因素是沉积物物源、地形、水动力环境以及构造活动等。中国-东盟海区及邻域表层沉积物类型图的编制可为深入理解不同地质和气候背景下太平洋和印度洋的沉积物分布及规律提供依据。