厦门湾水体中颗粒有机碳的垂向输出通量:234Th/238U不平衡的应用

对厦门湾塔角附近海域某站位叶绿素 a、POC、初级生产力、234Th/238U不平衡进行的周日变化研究表明,POC含量介于14.4～34.6 mmol/m3之间,其中碎屑有机碳与活体有机碳所占份额分别为74%～92%和8%～26%.POC垂直分布呈现由表及底降低的趋势,且白昼期间POC含量高于晚间,说明研究海域POC含量与生物过程具有密切联系.初级生产力水平在1d之中变化达5倍,垂直分布亦随深度增加而降低,与叶绿素a的变化相对应.短时间(2h)培养获得的初级生产力水平明显高于长时间培养(24 h)的结果,证实部分新固定的碳被优先呼吸排出.结合234Th/238U不平衡法获得的颗粒态234Th输出通量及输出界面颗粒物中的POC/P_Th比值,可计算出真光层 POC的垂向输出通量为16.0mmol/(m2·d),其中碎屑有机碳与活体有机碳贡献的数量分别为13.3和2.7mmol/(m2·d).POC输出通量与初级生产力的比值(ThE比值)平均为0.31,真光层POC停留时间平均为11d.上述结果与Aksnes和Wassmann[1]的模型计算结果相吻合,但与其他大多数模型的结果仍存在一定的差异.     

234 Th示踪法测定北太平洋西北海域冬季真光层中颗粒态有机碳输出通量

讨论了1997年冬季在北太平洋西北海域7个站位的表层至200m水深水柱中溶解及颗粒态234Th,颗粒态有机碳(POC)、氮(PON)及叶绿素a浓度的垂直分布剖面.溶解态、颗粒态及总的234Th的放射性在真光层中显著低于母体238U的放射性,总的234Th放射性在水深大于100m时趋于平衡.利用234Th-238U在海洋表层海水中的放射性不平衡推导出了北太平洋西北海域冬季真光层海水中234Th的平均停留时间和输出通量以及颗粒态有机碳和有机氮的输出通量.在亚北极环流区溶解态234Th的停留时间为40~50d,而在黑潮-亲潮共同影响区为20d左右.颗粒态有机碳和有机氮从真光层的输出通量范围分别为3.8~8.2和0.50~0.98mmol/(m2·d),西部海区高于东部海区,南部海区高于北部海区.在黑潮-亲潮共同影响区较高的颗粒态有机碳输出通量表明光照量及陆源营养盐物质的提供是两个决定生产力的主要因素.叶绿素a的水深分布和POC/PON的值同Redfield的比值的一致性表明这个海区的冬季颗粒物主要由浮游植物构成.北太平洋西北海域在冬季的颗粒有机碳输出通量可高于世界大洋一些海区春、夏季的颗粒有机碳输出通量.     

南沙海域基于234Th-238U不平衡的颗粒态有机碳输出通量研究

利用234Th-238U不平衡方法研究南沙群岛海域春季真光层颗粒动力学性质,测定了4个站位水柱中颗粒态有机碳(POC)、溶解态及颗粒态234Th和238U的含量,讨论了各站位水柱中234Th/238U)A.R.的垂直分布.运用稳态箱式模型计算各站位不同水层中溶解态234Th相对于清除至颗粒物的平均停留时间和颗粒态234Th相对于迁出作用的平均停留时间.结合POC/234ThP比值,用两种方法估算出各站位的颗粒态有机碳输出通量分别为8.51-34.94和13.28-50.06mmol·(m2·d)-1.两种方法结果一致,说明234Th是表征POC循环的良好示踪剂.     

真光层的颗粒动力学──Ⅵ.南海东北部海域上层水体颗粒动力学的示踪研究

利用234Th－238U不平衡研究南海东北部海域3个站位上层水体中的颗粒动力学性质，测定了水往中溶解态及颗粒态234Th的比活度，具体讨论各相中234Th／238U）AR（放射性活度比）比值的垂直分布情况及其与水化学要素间的关系。运用稿态箱式模型计算出各站位不同水层中溶解态234Th相对于清除至颗粒物的平均停留时间和颗粒态234Th相对于迁出作用的停留时间。由模型得出的参数表明3个站位的真光层具有两种不同的层化图像，这一情形与我们在南沙群岛海域得到的结果相一致。结合POC／PTh比值，估算出3个站位从真光层输出的颗粒有机碳（POC）通量分别为4.025.0和5．4mmolC·m－3－d-1。文中进一步讨论了234Th与POC两者停留时间的关系。     

南大洋普里兹湾基于234Th/238U不平衡法的POC输出通量研究

中国第22次南极科学考察(2005年11月至2006年3月)期间,测定了南极普里兹湾海域5个站位的从表层至150 m水深的不同层位水样中溶解态和颗粒态234Th,238U的放射性比活度以及颗粒有机碳.利用234Th/238U在上层水体中的不平衡,计算了南极普里兹湾上层水体中234Th的平均停留时间和输出通量.结果显示,随着纬度的增加,上层水体中颗粒态和溶解态234Th的平均停留时间总体趋向减小,并在中纬度站位出现了最低值,分别为1~8和29~48 d,而颗粒态和溶解态234Th的输出通量则在中纬度站位出现了最大值,分别为21~38和26~39 dpm/(m3·d).运用箱型清除模式,利用两种不同的方法估算了各水柱中从真光层底部输出的POC通量,平均值分别达到104.7 mmol/(m2·d)(E法)和120.6 mmol/(m2·d)(B法),表明南极普里兹湾夏季存在很高的新生产力,它将会对该海域碳的生物泵过程产生重要作用.     

Particulate organic carbon export flux by 234Th/238U disequilibrium in the continental slope of the East China Sea

234Th is widely used to quantify the magnitude of upper ocean particulate organic carbon(POC)export in oceans.In the present work,the rates of particulate organic carbon export were measured based on the distribution patterns of234Th/238U disequilibrium in the water column within the continental slope of the East China Sea(ECS)during May 2011.The profiles of particulate and dissolved234Th activities at all three stations showed a relative deficit with respect to238U in the upper 100 m of the water column.The dissolved234Th scavenging rates and the particulate234Th removal rates and their residence times were calculated by a one-dimensional steady state model.The results showed that the dissolved234Th scavenging rates and the particulate234Th removal rates ranged from 12.4–61.4 dpm/(m3·d)andfrom3.8–21.8 dpm/(m3·d),respectively.The residence times of dissolved and particulate234Th were in the range of 3.4–158 d and 63.7–96.5 d,respectively.Combined with the measurement of POC/234Th ratios of suspended particles,POC export flux(calculated by carbon)from the euphotic zone was estimated in the study region,which ranged from 4.14–14.7 mmol/(m2·d),withanaverageof8.21mmol/(m2·d),occupying35%oftheprimeproductivity in the study area.The results of this study can provide new information for better understanding the carbon biogeochemical cycle within the continental slope of the ECS.     

南海表层沉积物与水柱中沉降颗粒物对比研究及其古环境再造意义

分析了南海62个表层沉积物样品中生源(有机质、碳酸钙和蛋白石)和非生源(岩源物质)组分的含量变化和分布特征,并以沉积学分区为基础,结合5个沉积物捕获器站位,将南海划分为N、C-NE、SW和S 4个区域,对比分析了各区表层沉积物和水柱中沉降颗粒物中各组分含量、沉积通量分布特征和变化,探讨了表层沉积物的输出生产力、沉降颗粒物的初级生产力及真光层下100 m输出生产力三者之间的对应关系.结果显示:南海4个海域表层沉积物中各组分平均含量多数低于沉降颗粒物中的平均含量,而碳酸钙、岩源物质的沉积通量却多数高于沉降颗粒物中的沉积通量,分析得出表层沉积物中各组分平均含量和沉积通量不仅受水柱中各组分输出量影响,还受到陆源物质输入、溶解作用和上层水体营养盐影响.南海表层沉积物中生源组分沉积通量大小对应其输出生产力的大小.但是,由于陆源有机质、生源颗粒侧向漂移的影响,表层沉积物的输出生产力大小分布并不完全对应沉降颗粒物的初级生产力大小分布,尽管南海真光层下100 m输出生产力与沉降颗粒物的初级生产力比值与世界大洋"f"比平均值基本一致,但是,明显低于表层沉积物的输出生产力大小,只有在沉降颗粒物的初级生产力较高区域,真光层下100 m输出生产力大小才最接近表层沉积物的输出生产力大小.     

湛江湾真光层深度与初级生产力的时空变化及其影响因素

基于2016?2017年4个季节航次数据,分析了湛江湾真光层深度与初级生产力的时空变化特征及其影响因素。结果表明,湛江湾真光层深度平均值为（6.95±3.17）m,空间变化比季节变化明显,K_d(PAR)与浊度存在显著的正相关关系,建立的线性回归模型R2为0.73（p<0.01）,表明悬浮颗粒物对湛江湾真光层深度的影响占主导地位。利用VGPM模型得到初级生产力（以碳计）的平均值为（639.53±427.95）mg/(m2·d),其时空特征与真光层深度基本保持一致,真光层深度比叶绿素a浓度更能解释初级生产力的时空分布模式。     

~(234)Th/~(238)U不平衡法及其在海洋颗粒物循环研究中的应用

一直以来,对于测定从海洋表层到深层整个全水柱的颗粒物输出通量都是一个很大的挑战。放射性元素~(234)Th因其合适的半衰期(t_(1/2)=24.1d)和超强的颗粒物活性而被广泛应用于示踪颗粒物的循环以及和生物有关的海洋过程,并且~(234)Th/~(238)U不平衡法因其采样简单且能得到高分辨率的垂向和水平向数据而具有更远的发展前景。主要介绍了~(234)Th/~(238)U不平衡法的原理、发展历史、采样和分析方法及其在海洋颗粒物循环过程和其他海洋学研究中的应用、存在的问题和发展前景,并重点探究其对于研究颗粒物有机物再矿化过程和受控机制以及深海碳循环的可能。     

南沙海域上层海水碳垂直通量的初步研究

根据１９９０年５－６月在南沙海域４个站点投放颗粒物捕集器采集样品的分析结果，计算了该海域上层海水碳垂直通量。结果表明：（１）南沙海域上层海水颗粒有机碳总生成量为２９８ｍｇ／（ｍ＾２．ｄ），其中３５％分解参与再循环，６５％以颗粒形式离开真光层向下输送；（２）颗粒有机碳向下通量为１９３ｍｇ／（ｍ＾２．ｄ）。总溶解无机碳穿过跃层向上垂直通量为３６００ｍｇ／（ｍ＾２．ｄ），真光层颗粒无机碳向下通量为２７ｍ     

九龙江河口区水体中的226Ra和228Ra

用ＭｎＯ２－纤维富集大体积水样中的Ｒａ同位素，并用直接射气法测定２２６Ｒａ和２２８Ａｃ的β计数法测定２２８Ｒａ的方法，研究了九龙江河口区２２６Ｒａ，２２８Ｒａ的行为，结果表明：在该河口区２２６Ｒａ，２２８Ｒａ均呈非保守行为，２２６Ｒａ，２２８Ｒａ的最高值分别在盐度为１９和９处测得。２２８Ｒａ／２２６Ｒａ）Ａ．Ｒ．值在盐度小于１９的区域约为３左右。与世界其他河口区相比，九龙江河口区的２２６Ｒａ，２２     

广东近岸海域表层水中^90Sr和^137Cs的分布

本文提供了1989～1991年广东近岸表层水中~(90)Sr和~(137)Cs含量的分析结果。在调查海区,~(90)Sr含量为2.31～3.75mBq/L,平均值为3.21±0.45mBq/L。~(137)Cs含量为2.10～4.49mBq/L,平均值为3.47±0.89mBq/L。~(137)Cs/~(90)Sr放射性的比值为0.63～1.69,平均值为1.11±0.35。调查结果表明,近三年来未发现广东近岸海域有明显的人工放射性污染。目前广东近岸海水中的~(90)Sr和~(137)Cs主要仍是以往核试验所产生的放射性落下灰残余。     

用~(210)Pb和~(239)Pu测定Saguenay湾的沉积速率

本文介绍了用２１０Ｐｂ 和２３９Ｐｕ 测定Ｓａｇｕｅｎａｙ 湾的沉积速率。在沉积物中过剩２１０Ｐｂ 的比活度随着深度的增加呈指数衰减。但在柱状样８２－０７２ 的４５ｃｍ 处和８２－１４７ 的６ｃｍ 处,过剩２１０Ｐｂ 的比活度发生突变。这可能与１９７１ 年发生的陆倾有关。用２１０Ｐｂ 方法测得柱状样８２－０７２ 和８２－１４７ 的沉积速率分别为３．５０ｃｍ ／ａ 和０．４９ｃｍ ／ａ,与用２３９Ｐｕ 方法测得的沉积速率３．６０ｃｍ ／ａ和０．５０ｃｍ ／ａ 基本是一致的。     

海水中~(137)Cs的分析方法

本方法采用磷钼酸铵(AMP)预富集CS,在弱酸介质中以氯铂酸铯形式沉淀、制源,进行β放射性测量,求海水中~(137)Cs的含量。方法的灵敏度为4.3×10~(-4)Bq/L,全程化学回收率和放化回收率分别为74.6±13.3％和71.4±3.3％。对~(40)K和~(87)Rb这两个干扰核素的去除率分别为100％和96％。     

南海珠江口海区人工放射性核素~(90)Sr,~(173)Cs分布特征的研究

一、调查区域与分析方法 珠江口调查海区是指北起虎门、南至北纬22°00′,东起大亚湾、西至东经113°30′的海域。设水质调查站20个,表层沉积物调查站14个,采集了3个生物样品。并在8个珠江入海口门处设水质和表层沉积物调查站。     

Utilizing ~(234)Th/~(238)U disequilibrium to constrain particle dynamics in hydrothermal plumes in the Southwest Indian Ocean

Metal-enriched minerals have been widely observed near hydrothermal vent fields.However,the dynamics of particulate metals influenced by hydrothermal activities is poorly constrained.Here,radioactive ~(234)Th in both dissolved and particulate phases were used to examine the kinetics of particle-reactive metal adsorption,removal,and residence in a newly found hydrothermal plume over the Southwest Indian Ridge.The results showed a relatively low value on ~(234)Th/~(238)U ratios(i.e.,0.73-0.88) compared to the deep oceans,indicating an enhanced adsorption of particle-reactive metals onto particulate matter in the plume.Based on the ~(234)Th-~(238)U disequilibria,the adsorption and sinking rate constants of ~(234)Th averaged(0.009±0.001) d~(-1) and(0.113±0.024) d~(-1) in the hydrothermal plume,corresponding to the residence times of(115±19) d and(16±5) d for dissolved and particulate ~(234)Th,respectively.This timescale allows vent-discharged particle-reactive metals to disperse hundreds to thousands of miles away.Thus,hydrothermal activities might influence the metal distribution in deep ocean over a very large scope.Also,a high sinking flux of(36.2±5.4) B q/(m~2·d) for ~(234)Th was observed for the plume,suggesting an enrichment of metal in particles deposited close to the vent.The enhancement of particle sinking could also benefit the transport of organic carbon and nitrogen and fuel the benthic ecosystems under the plume regimes.Thus,hydrothermal plumes may have an impact on both the elemental geochemistry and/or ecosystem to the deep oceans interior than previous expectation.     

~(234)U/~(238) as a potential tracer for tracking water masses mixing in the northern East China Sea

The optimum multiparameter(OMP) method was often used to determine the percentages of water masses based on temperature, salinity and other parameters, like nutrient or dissolved oxygen(DO). There are a number of water masses in the East China Sea(ECS), a marginal sea of the western Pacific Ocean. However, it is difficult to clarify the proportion of water masses using traditional parameters, such as temperature, salinity, nutrient or DO because of the occurring of intensive biogeochemical processes in the near shore and shelf areas. Here, we reported the use of ~(234)U/~(238)Uactivity ratio embedded in the OMP method. The results indicate that seawater in the northern ECS mainly consisted of the estuarine water of Changjiang River(CEW), Kuroshio water(KW), and Yellow Sea Coastal Current(YSCC). In March 2017, the CEW only influenced the offshore waters shallower than30 m; the KW affected the east edge and the YSCC contributed more than 75% in the northern ECS.     

北黄海水体的^224 Ra

用锰纤维富集-射气法测量了北黄海水体的^224 Ra，研究了该海域夏季和冬季2个季节^224 Ra比活度及其垂直分布，并对其进行了比较研究．北黄海夏季^224 Ra 比活度为0．24—3．48Bq／m2，平均值为1．14Bq／m2；冬季^224 Ra比活度为0．37～6．68Bq／m2，平均值为0．94Bq／m2．北黄海的表层水有3个^224 Ra 高值区，分别位于东北部海域、渤海海峡南部和北黄海中北部海区．30m水深将^224 Ra比活度的垂直分布分成上层和下层2层．在0～30m水层，夏季，随着水深增加^224 Ra比活度逐渐增加，比活度变化较小；冬季部分站位由表层向下^224 Ra比活度逐渐降低．30m水深以下，^224 Ra比活度随着水深的增加而增加，而且变化幅度较大．由^224 Ra比活度的垂直分布得出该海域的垂直涡动扩散系数为2．5～43．5cm2／s，夏季北黄海冷水团中心海域底层溶解态化学物质输运补给到上层所经历的时间为9～15d左右．     

^129I的海洋放射年代学及其他应用研究进展

应用^129I的海洋学研究可分为3个方面：（1）人工^129I的年代学，利用人工放射性在沉积物岩心中的记录，包括以核试验全球最大沉降年1963年为参考时间和利用切尔诺贝利核电站事故发生的1986年作为参考时间的年代测定．（2）利用宇生^129I的年代学，测年体系主要有地热流体、天然气水合物扣石油地质体系．（3）利用核燃料后处理厂排放的^129I进行的海洋环流与混合研究．核试验和核事故释放的^129I测定的是现代沉积物年代，测年时间尺度为50a．人们提出人类利用原子能之前地球表层初始^129I丰度为1．5×10^-12。，并以该值作为利用宇生^129I估算年代的初始丰度值．半哀期和丰度探测下限水平允许宇生^129I可测年的时间尺度为80Ma．本文综述了以上几方面的研究进展．海洋多金属结核和结壳的生长速率为毫米每兆年量级，一块1～10cm大小的多金属结核和结壳所能涵盖的时间尺度约为10～100Ma，刚好是^129I测年的时间尺度，所以本文提出了多金属结核和结壳可能是合适的^129I测年介质的观点．     

~(14)C真空玻璃系统的技术改造

本文提出了~(14)C真空玻璃系统的一些技术关键。并详细论述了应用这些技术关键对本实验室原有系统的改进方法。经实验证明改进后的系统性能良好,结构简单,操作使用方便,是一种实用性很强的真空玻璃系统。本改进方法对于其他炎似真空玻璃系统也具有一定的参考价值。