48ka以来日本海Ulleung海盆南部的海洋沉积环境演化

晚第四纪以来伴随底层水含氧量的剧烈变化,浅色和深色沉积层的交替出现是日本海半远洋沉积物的主要特征。沉积特征分析表明,日本海Ulleung海盆南部KCES1孔的沉积物具有四种不同的沉积构造:均质、纹层、纹层状和混杂构造。深色沉积层一般具有纹层和纹层状构造,并且与我国内陆的千年尺度东亚夏季风强弱变化记录有很好的对应关系,表明纹层沉积物也具有千年尺度的变化规律,从而进一步说明了冰川性海平面变化和东亚夏季风波动应该是Ulleung海盆南部底层水溶解氧含量变化的主要原因。在暖期,在东亚夏季风降水相对增强的影响下,低温、低盐的东海沿岸水对日本海表层水体的贡献要大于对马暖流的贡献,日本海水体间的交换减弱,最终造成缺氧的海底沉积环境。在冷期,夏季风强度的减弱(冬季风增强)加快了日本海西北部深层水的生成,Ulleung海盆南部的底层水含氧量高,相应地沉积了具均质构造的浅色沉积物;在末次盛冰期最低海平面时,日本海成为一个封闭的海盆,降雨量高于蒸发量,水体出现分层,底层水处于停滞缺氧状态。自距今17.5 ka(日历年,下同)以来底层水含氧量较高,对马暖流逐渐成为影响日本海海洋沉积环境的主要因素。Ulleung海盆南部底层水的含氧量在YD期间有一定程度的降低,东海沿岸水的短暂强盛制约了深层水的流通。自距今10.5 ka以来对马暖流强盛,日本海海底处于富氧的沉积环境。     

东海泥质沉积区8千年来的有孔虫Mg/Ca和δ~(18)O记录及其古环境意义

对东海陆架泥质沉积区MD06-3040柱状样有孔虫进行了地球化学分析,获得了底栖有孔虫(Rotalinoides gaimardii)Mg/Ca和δ18O及浮游有孔虫(Globigerina bulloides)δ18O等的高分辨率记录。通过与微体化石群、沉积物粒度等古环境替代性指标对比分析,认为研究区有孔虫Mg/Ca和δ18O的变化主要受浙闽沿岸流和台湾暖流及其相关的东亚季风所控制,并推测了研究区近8千年来的古环境演变过程:8.0~4.1 cal.kaBP时期,夏季风盛行,台湾暖流和黑潮发育强盛,底层和表层海水都具有较高的温度、盐度和δ18O值,其中底层海水温度在5.7~5.2和4.6~4.1 cal.kaBP两个时期最高;4.1~0.4 cal.kaBP时期,冬季风盛行,台湾暖流和黑潮影响减弱,浙闽沿岸流发育增强,使海水温度和盐度及δ18O显著下降;0.4 cal.kaBP以来夏季风再次变强,台湾暖流和黑潮的影响随之增强,海水温度又明显上升。     

日本海末次冰期以来沉积作用和环境演化及其控制要素

基于对日本海南部、中部和西部3个沉积岩芯的综合研究,探讨了末次冰期以来日本海不同区域的沉积作用、环境演化特征及其控制因素。结果发现:在距今8ka以前,日本海南部、中部和西部陆源碎屑物质分别由河流物质、西风携带的风尘物质和海冰输运的物质组成;8ka以来日本海西部沉积物中存在连续分布的火山物质,推测与利曼寒流形成有关,标志着现代日本海表层环流格局的形成。在末次冰期,日本海中部和南部因为水体层化较强,导致底层水通风较弱,而日本海西部则由于盐析作用,通风较强。在冰消期早期,随着海平面上升,东海北部高盐水团再次入侵日本海,改善了日本海深层水体通风条件,但在日本海西部因受到常年海冰覆盖的影响,沉积物氧含量显著减小;在冰消期晚期和早全新世,日本海南部深层水体通风减弱,而在日本海中部和西部通风较好;但8ka以来日本海通风普遍增强。日本海的沉积作用和环境演化受海平面、东亚季风(西风环流)和对马暖流控制,但不同海域对上述3个因子的响应程度存在差异。海平面变化是控制日本海环境变化的首要因子,它直接制约着日本海与周围水体的交换程度;东亚夏季风影响日本海表层水体层化,而东亚冬季风则控制着日本海西部海冰的形成和深层水体垂向对流;8ka以来对马暖流成为控制日本海环境演化的重要因子,它的入侵增强了表层和底层水体交换,提高了日本海深层水体和沉积物溶解氧的更新速率。     

末次冰期以来南海南部千年尺度的古海洋学

对南海南部MD05-2896柱状样22.8 kaBP以来的深海沉积物进行了浮游有孔虫和颗石藻化石定量分析.通过转换函数、特定有孔虫属种含量及比值和颗石藻Florisphaera profunda百分含量等探讨了南海南部海水表层温度、上部水体结构、初级生产力以及碳酸盐溶解作用等变化趋势和周期性.结果表明:18 kaBP以前及10 kaBP以来,海水表层温度较高,碳酸盐溶解作用较强,温跃层营养跃层较深,初级生产力较低.18～10 kaBP冰期时,海水表层温度最低,碳酸盐溶解作用变弱,营养跃层和温跃层变浅,初级生产力较高.频谱分析结果显示,22.8 kaBP以来的气候变化具有明显的周期性,以类D/O事件的千年尺度周期为主,其中最主要的周期为1 500年.     

南海北部15 kaBP以来表层海水温度变化:来自海洋硅藻的记录

对西太平洋边缘海148个表层硅藻样品中菱形海线藻(Thalassionema nitzschioides)及其小形变种(Thalassionema nitzschioidesvar.parva)的分布与表层海水温度(SST)之间关系进行研究,将菱形海线藻小形变种与所有菱形海线藻百分含量的比值(简称硅藻Rparva值)视为温度指数,开展南海北部MD05-2904孔附近海域15kaBP以来表层海水温度变化研究。结果表明:(1)南海北部15 kaBP以来表层海水温度呈现明显的阶段性波动特点,即末次冰消期气候转暖过程中,12.9~11.5 kaBP前后温度略有下降,与新仙女木事件对应,全新世南海北部气候依次经历了升温期、高温期和降温期3个变化阶段;(2)全新世大暖期鼎盛期结束后,南海北部海水温度阶段下降,两次明显降温分别发生于4 kaBP前后和1.5 kaBP前后;(3)MD05-2904孔硅藻Rparva值时间序列曲线与董哥洞D4石笋δ18O曲线对比表明,南海北部表层海水温度变化与末次冰消期以来东亚季风强度变化关系较为密切。     

南岭东部大湖泥炭沉积记录的古气候

通过对南岭东部大湖泥炭沉积记录的腐殖化度、总有机碳及磁化率等多环境代用指标的综合分析,在可靠14C测年技术的支持下,重建了南岭东部大湖12 ka以来的气候与环境变化过程。结果发现,约12~9 cal.kaBP,夏季风逐渐增强,降水增多;9 cal.kaBP之后降水减少,季风势力逐渐减弱,其中,约9~6.0 cal.kaBP研究区水热组合状况最好;6.0~4.0 cal.kaBP期间季风降水减少。南岭东部地区近12 ka以来的气候变化与北纬33°夏季太阳辐射变化相类似,在一定程度上表明了气候变化对太阳辐射变化的响应。各气候代用指标序列在反映低纬地区气候变化过程的同时也记录了北半球高纬地区的气候变化信息,这既反映了区域性的气候变化特征,也反映了与全球气候变化较为一致的规律性。     

U^K37指标在南海末次盛冰期表层海水古温度研究中的应用

根据1998年6～9月采集于南海海域沉积岩芯中的浮游有孔虫氧、碳同位素和SiO2、CaCO3地球化学地层序列,标定了南海的年代框架,并应用UK 37指标重建了南海南、北部末次盛冰期以来表层海水的古温度.结果显示:南海南部冰后期和末次盛冰期时UK 37海水表层估温分别为24.5～27.4℃和23.8～25.3℃,平均水温分别为26.3℃和24.3℃.南海北部冰后期和末次盛冰期时UK 37海水表层估温分别为23.3～26.9℃和22.2～23.8℃,平均水温分别为26.6℃和22.8℃.南海北部温差比南部大,也比同一纬度的其它观察点大得多,充分表明南海对气候变化响应的敏感程度远大于开放性大洋,同时也进一步证实了边缘海对于冰期旋回的环境信号具有放大效应.     

菲律宾海北部19cal.kaBP以来表层海水温度变化

对菲律宾海北部E-2岩心柱(29.62°N、131.14°E,水深3 877m)进行了浮游有孔虫δ18 O分析、AMS14 C测年以及U3k7表层海水温度(U3k7-SST)的测试。结果表明,E-2岩心记录了约19cal.kaBP以来U3k7-SST变化过程,其末次冰消期整体变化过程与北大西洋高纬地区相似,记录了Heinrich 1(H1)、Blling/Allerd(B/A)和Younger Dryas(YD)等快速气候事件,同时也识别出发生于19.4～19.2和18.5～18.0cal.kaBP的2次变冷事件,说明了研究区与北大西洋气候存在遥相关;在B/A和YD阶段中发现的百年尺度气候波动及变化过程,可能反映了热带过程对研究区域的影响;E-2岩心柱末次冰消期变暖存在阶段性,其变暖时间开始于19.4cal.kaBP,而大幅升温阶段则从15.3cal.kaBP开始。     

基于浮游有孔虫Mg/Ca温度重建的末次盛冰期以来北欧海次表层温度的变化

对我国第五次北极科考在北欧海所采集的两根岩芯样品进行了冰筏碎屑(Ice-Rafted Debris, IRD)丰度、AMS ~(14)C测年、有孔虫丰度统计、浮游有孔虫Neogloboquadrina pachyderma(sin.)(Nps)稳定氧碳同位素及其Mg/Ca重建的次表层海水古温度等指标分析,建立了20ka以来的年代框架。结果表明,在末次盛冰期(20.0～17.5kaBP),次表层温度整体较低(～3℃),钙质生产力下降,冰筏碎屑输入增加;在冰消期(17.5～11.7kaBP)的Heinrich Stadial 1(HS1)事件中较轻的δ~(18)O和δ~(13)C指示大量淡水输入,水体分层加剧,向北输送的北大西洋水聚集在次表层,导致次表层水温逐渐升高。从B?lling-Aller?d (B/A)事件开始,次表层水温度达到4.5℃,表明北大西洋水流入增强。早全新世(11.7～8.2kaBP)早期次表层温度达到6.5℃,钙质生产力升高,冰筏碎屑输入降低;在中全新世(8.2～4.2kaBP)早期(8.2～5.6kaBP),钙质生产力逐渐升高反映通风作用增强,导致营养盐供应增加;6.6～5.6kaBP,明显降低的次表层温度(～4℃)反映夏季太阳辐射量降低以及大西洋水流入减弱;5.6～4.2kaBP期间次表层水变暖导致δ~(18)O偏轻,而δ~(13)C轻值反映生产力降低。晚全新世(4.2～0.8kaBP)的新冰期(4.2～3.0kaBP),次表层温度逐渐降低,Nps-δ~(13)C偏轻反映生产力下降,Nps-δ~(18)O偏轻以及IRD增加反映冰融水排放。3.0kaBP以来,生产力上升,次表层水体温度不断上升,可能是向北输送的北大西洋水增强。     

澳大利亚古季风演化过程、主要控制因素及其海洋生物生产力效应

新生代以来澳大利亚板块向北漂移了～20°,气候也随之发生了明显改变,即其北部逐渐进入了热带辐合带的影响范围,与亚欧大陆间的联系越来越紧密。上新世时印度尼西亚贯穿流的流通性受到限制,这可能直接促成了澳大利亚季风的形成。海洋沉积记录显示,澳大利亚气候的季节性特征最早出现于～3.5 Ma,而现代意义上的澳大利亚季风则形成于～2.4 Ma。第四纪阶段的澳大利亚季风表现出明显的轨道周期:冰期(间冰期)时夏季风减弱(加强),其演化主要受控于北半球日射量、东亚冬季风的跨赤道作用、表层海水温度与海平面高度变化。在更短的时间尺度上,末次冰期以来的澳大利亚季风则具有与北半球高纬度地区典型气候事件相似的千年周期,大致表现为:北半球的丹斯伽阿德—厄施格尔(Dansgaard/Oeschger)暖期对应着澳大利亚夏季风强度的减弱,而北半球的海因里希(Heinrich stadials)与新仙女木(Younger Dryas)冷事件时澳大利亚夏季风增强。但马来群岛不同地区的上述古气候记录之间存在差异,这可能与区域性因素的影响有关。季风降水的千年尺度变化与热带辐合带的位置密切相关,且其相位变化与同纬度的非洲和南美洲古季风截然不同,明显响应了北半球日射量,这可能与亚洲季风系统的跨赤道作用有关。末次冰期古生产力研究表明,在班达海与澳大利亚西北沿海,澳大利亚季风可以通过影响洋流模式、陆表降水与径流,来控制陆源物质向海洋的输送、海水结构的稳定性以及表层海水过程,进而影响海洋生物生产力。     

东海外陆架晚第四纪若干沉积学问题的研究现状与展望

我国东海陆架尤其外陆架的晚第四纪沉积地层、古河道沉积与下切河谷充填沉积、潮流沙脊沉积研究等已经取得较多研究成果,综述已有的研究认识和关键科学问题,讨论地层研究中的氧同位素2期和4期地层划分出现的争议、不同的地层演化模式以及与之紧密相关的末次冰盛期古河道的存在与演化、东海陆架冰后期潮流沙脊成因研究中存在的不同观点,提出未来东海外陆架晚第四纪沉积学研究的思路和工作展望。     

渤海海底埋藏黄土及沿岸出露黄土的成因

根据自60年代以来渤海海底的15个地质钻孔及最近的大量海上调查资料，在其他学者对渤海沿岸出露黄土各种特征详尽研究的基础上，分析了晚更新世末期以来渤海的陆架区环境特征。结果表明，晚更新世末期强劲的西北冬季风使出露的渤海海底部分发生沙漠化，在下风头形成黄土堆积。部分黄土被全新世海相层覆盖形成埋藏黄土，在辽东半岛、庙岛群岛及山东半岛沿岸则形成出露黄土。     

东海虾类的生态群落与区系特征

有关东海的虾类，刘瑞玉(1959，1963，1964)、董聿茂(1959，1980，1986)等已做过大量的调查研究。近10多年来，由于东海传统的主要经济鱼类资源衰退，捕食虾类的鱼类减少，因此，使虾类生存空间扩大，这有利于虾类资源的繁衍生长，使虾类资源发生量增多，数量增长较快。东海区三省一市近几年虾类产量达到80×104~90×104t，其中浙江省为60×104~70×104t，拖虾作业已成为东海区一大作业方式，对促进海洋捕捞业的发展起重要作用。20世纪80年代中后期，我们开展了东海虾类资源开发调查，尔后又继续与拖虾生产船相结合进行监测调查，积累了一些资料，本文就东海虾类生态群落结构与区系特征进行探讨。     

冬季寒潮期间黄、渤海水位低频波动研究

利用 POM(Princeton Ocean Model)海洋数值模式建立渤、黄、东海冬季三维环流动力学区域模型。模型在海-气边界使用包括风应力、气压和热通量的大气驱动, 海洋边界使用西太平洋模式提供的环流和潮位驱动, 综合模拟潮波运动、温度、盐度、环流变化和水位低频波动。 模拟了 2001 年 1 月寒潮过境时黄、 渤海水位低频波动及流场变化, 分析了其对大风过程、 气压、降温的响应, 发现冬季强劲的北风和西北风都可以通过抽吸振荡在渤、 黄海诱发水位的低频波动, 东北风则由于地形影响不能诱发渤、黄海的低频波动。气压和降温只是在波动幅度上有一定的影响。波动发源于渤海和北黄海, 最大波幅可以达到 0.6 m。波动进入南黄海后有沿黄海深槽西侧传播的倾向, 波动幅度在传播过程中逐渐减小。     

日本海地质构造特征

本文主要根据地质，地震，磁力，地热，重力等资料，分析了日本海的地质构造特征。日本海是一个广阔的边缘海，四周被大陆架所围。自东北至西南依次为日本，海盆，大和海脊，大和盆地及马海贫。大和海脊由陆壳物质组成，盆地中心则以洋壳为底。热流值高而变率小，说明日本海是一个成熟的弧后盆地，扩张停止于中新世。日本海在更新世最低海面时，与大洋交换断绝，沉积物中含碳比较丰富，这是一个罕见的特征。     

东海北部陆架区温、盐度逆转现象的分析

东海陆架区的温、盐度逆转现象,有关研究已作了一些论述(苏育嵩等,1989;蓝淑芳等,1984; Nakao,1977),指出东海陆架区存在两个温、盐度逆转结构出现频率高的海区：一个位于江苏、浙江近海的狭长海区内;另一个位于东海北部济州岛西南海区,即东海北部底层冷水及其附近海域(蓝淑芳等,1993)。翁学传(1984)、曹欣中等(1982)利用常规调查资料,曾分别对第一高频区的中层冷水和温度逆转现象作了初步分析;丁宗信(1994，1995)利用常规调査资料和CTD资料,对黄海、东海春、夏、秋、冬四季温、盐度垂直分布类型及逆转现象的成因进行了研究。本文根据中国科学院海洋研究所1984年和1985年6月在东海北部陆架区进行的大面水文调査资料(该资料由“科学一号”调査船使用Mark-Ⅲ CTD 探测仪获取),以及国家海洋局1975-1980年在东海取得的标准断面BT观测资料,对东海北部陆架区,特别是上述第二高频区的温、盐度逆转现象和成因作进一步研究。 由于该海区的温、盐度逆转现象与水团的配置及交汇密切相关,所以首先讨论该海区的水团。     

越南岸外上升流区48万年来高分辨率的生源组分记录及其古海洋学意义

南海西部越南岸外MD05-2901孔沉积物分析显示,该孔覆盖氧同位素1-12期,底界年龄约为48万年。生源组分记录显示表层古生产力冰期高、间冰期低,体现间冰期海平面下降、陆源物质输入增强的影响。生产力在末次冰期达到最高,体现末次盛冰期海陆差异增强,东北风发育对生产力提高的促进作用。碳酸钙含量变化呈现冰期早期含量低、冰消期和间冰期含量高的趋势。其冰消期的高值在MIS1/2、MIS3/4和MIS5/6分界处,与浮游有孔虫碳同位素低值对应,揭示该地区的碳酸钙沉积旋回是“稀释旋回”。同时碳酸钙含量变化领先于同一地区浮游有孔虫氧同位素的变化,证明低纬海区碳酸钙泵作用对大气二氧化碳浓度和温度有影响。滤波分析结果显示碳同位素存在23 ka的岁差周期和偏心率长周期,生源组分的含量变化显示出典型的岁差周期,体现南海季风环流的轨道响应,证明低纬热带过程是调节气候变化的重要因素。     

渤、黄、东海水温日变化特征

利用１９５７－１９８９年渤，黄，东海水温周日连续观测资料，分析了水温日变化的基本特征，结果表明：就平均状况而言，不温日变幅以渤海为最大，北黄海次之，南黄海和东海最小；在１ａ中，夏季最大，秋季最小，研究海域水温日变化大致可分为太阳辐射，潮流和内振动３种主要类型。     

黄、东海水母质点追踪影响因素分析

基于数值模型采用质点追踪的方法对大型水母的运移规律及其聚集的影响因素进行了研究。本文共设置6个质点释放区,分别从3、4、5月1日释放后追踪至9月30日。主要结论有:(1)采用不含潮汐过程与包含潮汐过程的水动力模式分别对表层质点进行追踪,结果表明含潮汐混合和潮汐非线性效应的POM模式对质点时空分布的模拟较为可靠;(2)基于含潮汐过程的POM模式气候态模拟结果,考虑质点垂直运动进行追踪,质点运移速度较表层追踪大大减慢,进入朝鲜/对马海峡的质点减少;其中济州岛沿岸质点几乎全部穿过朝鲜/对马海峡进入日本海,其它释放区质点最终广泛分布在南黄海以及东海中陆架,主要在黄海潮汐锋区和长江口以南沿岸锋聚集;(3)通过分析不同释放时间对质点在9月末分布的影响发现,质点释放时间偏早,即水母幼体形成较早,将使相对较多的质点向朝鲜/对马海峡聚集。     

浅海地壳热流测量方法初探

根据１９８９～１９９１年，中国科学院海洋所与日本东京大学等单位合作在东海陆架地区进行了三个航次的海底热流调查资料．对浅海热流测量作业方法和资料处理技术进行探讨。