厦门港DDT的污染历史和沉积通量

通过对厦门港海域1986年9月14—20日所取非扰动沉积岩芯的分析测定,标志出岩芯的沉积年代,进而追溯了厦门港海域DDT的污染历史。实验结果表明,DDT在该海域的污染水平呈波动变化,大约10年左右出现一个污染高峰。文中还估算了不同时间尺度由上覆水进入沉积物界面的沉积通量。估算得1985—1986年间本海域DDT的沉积通量在0.86×10~(-5)—6.13×10~(-5)g/(m~2·a)之间;而自DDT大量使用这40余年来,在该海域的年均沉积通量在1.84×10~(-5)—21.59×10~(-5)g/(m~2·a)之间。     

用DDT测年法研究东海大陆架现代沉积作用

长江口外的东海大陆架,是世界上最宽广的大陆架之一。对其沉积物现代沉积速率的测定,是研究该河口-陆架区沉积动力学的基本问题之一。迄今已发表了用~(210)pb放射性同位素测年法、BHC测年法等方法研究本陆架区现代沉积速率和沉积作用的论文报告。本文据1980—1981年间,中美两国海洋科学家联合对长江口-东海陆架区沉积动力学进行调查所取得的资料,报道了该区岩芯柱样DDT含量的空间分布,并试用DDT测年法估算了此陆架区的现代沉积速率。本文还着重对该海域的现代沉积作用强度,以及水中悬浮物质移除DDT污染物的能力进行了定量的探讨。     

黄海、东海上层海水磷循环的同位素示踪研究

采用超低本底液闪β计数的方法,测定了春季黄海、东海海水中溶解态、悬浮物、筛绢颗粒物和雨水中天然32P和33P的比活度.结果显示,上层海水各相33P,32P的比活度相当低,其中TDP的32P,33P比活度的浓度最高,悬浮物次之,筛绢颗粒物最低.海水各相中33P与32P活度比值从TDP到悬浮物、筛绢颗粒物逐渐增大,反映出食物链传递过程中磷的年龄逐渐增加.根据稳态模式的估算结果,海水各相中磷的停留时间具有明显的区域变化特征,其中近岸和内陆架溶解磷的停留时间比外陆架短,仅为3~4 d,意味着近岸和内陆架海区低浓度的磷也可能维持高生物生产力的运转.利用稳态模式还估算出浮游植物的碳同化通量为189~814 mg/(m2·d),浮游动物的碳摄食通量为10~161 mg/(m2·d).此外,通过比较雨水32P,33P的输入通量和海水32P,33P积存量,利用质量平衡方法估算出上层海水POC输出通量为102~972 mg/(m2·d).     

西南极海碘的早期成岩作用和生物地球化学

于1984—1985年南极夏季(12—2月),对南极半岛西部海域进行了多学科综合考察,获得27个表层(抓斗)沉积物和两个剖面样(箱式)的地球化学资料。从测区碘的成岩分布中,我们追索到某些与碘的早期成岩和生物地球化学有关的双向过程记录。碘的含量分布依赖于生源物质,生源碘的再生产主要发生在成岩早期,其再生产过程与沉积有机氮的释放密切相关。测区两个剖面样20cm以浅,碘含量降低幅度可达50％(M1)和36％(R2),M1站的平均再生产速率估算为2.3×10~(-2)μg/(g·a)。间隙水碘含量对埋藏时间作图的表观直线性,提出了上述沉积剖面早期成岩生源碘再生产中扩散释放的零级动力学方程: I~-=180+21T(M1),I~-=142+28T(R2)它们回归海水生物地球化学循环体系的通量分别为: F_(M1)=-5.8×10~(-7)μg/(cm~2·s),F_(R2)=-8.3×10~(-7)μg/(cm~2·s)早期成岩环境的酸碱度、碳酸盐平衡体系和氧化还原条件对生源碘的再生产释放有较大影响,碱性和还原条件有利于碘的释放。     

2002年夏季南极普里兹湾及其邻近海域浮游植物现存量、初级生产力粒级结构和新生产力研究

2002年1～2月,在南极普里兹湾及其北部海区对浮游植物生物量、优势种类组成、细胞丰度、初级生产力和新生产力的观测结果表明,叶绿素a浓度、初级生产力和新生产力的高值均出现在湾内及湾口陆架区,并且远高于陆坡和深海区.湾内和湾口陆架区表层叶绿素a浓度均高于1 mg/m3,平均为(2.34±0.85)mg/m3,而陆坡区和深海区平均只有(0.19±0.14)和(0.15±0.05)mg/m3.湾内和陆架区平均初级生产力[(355.8±192.1)mg/(m2·d)]高于陆坡区[(82.0±20.8)mg/(m2·d)]和深海区[(100.5±83.4)mg/(m2·d)].在陆坡和深海区初级生产力的粒级结构以微微型浮游生物(<2 μm)对初级生产力的贡献最大(分别为49.6%和46.2%),湾内和陆架区则以小型浮游生物(为20～280 μm)的贡献为主(66.2%).在湾内和湾口陆架区同时具有较高的新生产力和再生生产力.     

东海黑潮锋面涡旋在陆架水与黑潮水交换中的作用

根据NOAA卫星红外影像和水文、化学、生物的观测资料,分析了黑潮锋面涡旋中的黑潮水向陆架一侧倒卷,陆架混合水被卷入黑潮,以及深层富营养盐水被泵吸到上层海洋的基本形态。分析表明黑潮锋面涡旋在陆架水与黑潮水的交换中起十分重要的作用。本文对3个锋面涡中的水交换量进行计算得到:卷入到黑潮中的陆架混合水平均为0.44×105m3/s,而进入陆架的倒卷黑潮暖水仅为0.04×106m3/s.对于整个东海陆架边缘,锋面涡作用可使1.8×106m3/s的陆架混合水卷入黑潮。在锋面涡存在情况下,被泵吸到真光层并向陆架方向输运的NO₃-N,其单宽输运量为974μmol/(m·s),而无锋面涡存在时仅为79μmol/(m·s).锋面涡造成的陆架方向的NO₃-N输运量为1.7×105t/a.     

北黄海沉积速率及其沉积通量

黄海大陆架沉积物多来自黄河的输入,区域性环流模式控制着这些沉积物的输送过程。目前对浅海陆架沉积物沉积过程和沉积环境的研究很少,尤其是北黄海沉积物的堆积过程和沉积通量。我们对9个沉积岩心进行了210Pb分析测定,绘制了210Pb活度的垂直分布图,并计算了沉积通量,北黄海沉积通量为0 06～1 18g/(cm2·a),北黄海中部泥质区沉积通量低于0 33g/(cm2·a)。大多数的210Pb垂直分布呈两层分布模式,不同的垂直分布反映了水动力和沉积过程的时空变化。为了评价北黄海的物源和沉积环境,测定了10个表层沉积物样品的化学元素含量,测定结果表明北黄海泥质区沉积物是多源沉积,但其主要来源还是黄河的输入。     

黑碳在渤海泥质区的百年沉积记录

在渤海泥质沉积区采集柱状沉积物样品,分析其黑碳含量和沉积通量,结合210Pb年龄测定,探讨百年尺度黑碳沉积通量的时间序列变化对区域人类活动的响应。结果表明:(1)研究区黑碳含量和沉积通量分别为0.24~0.49mg/g[平均为(0.32±0.07)mg/g]和0.026~0.053mg/(cm2·a)[平均为(0.040±0.008)mg/(cm2·a)],黑碳含量与我国东海内陆架等海区相当,但远低于美国港湾和瑞典大陆架等污染较严重地区;(2)黑碳通量在20世纪50年代-70年代中期和90年代初-90年代末出现两个明显的峰值,分别对应于两个阶段的生物质燃烧量和煤炭、石油等化石燃料燃烧量的急剧增加;而20世纪70年代末-80年代末较低的黑碳通量以及21世纪初黑碳通量下降的趋势则分别与黄河改道事件、我国能源利用技术提高及污染控制减排措施逐步实施等有关;(3)通过比较本文结果以及国内外其它海域和湖泊的研究资料,证明黑碳沉积记录可以作为一个良好的地球化学指标,用于评估人类活动对生态环境的影响历史。     

渤海大型底栖动物次级生产力的初步研究

1998年 9月和 1999年 4月分别对渤海 2 0个站进行了大型底栖动物两个航次的调查取样。整个研究海域大型底栖动物年次级生产力平均值为 6 .4 9g(AFDW) /(m2 · a) ,其中渤海海峡以东海域较高 ,为 12 .5 9g(AFDW) /(m2· a) ;渤海中部为 4 .4 6 g(AFDW) /(m2· a) ,渤海大型底栖动物年平均 P/B为 0 .82     

东海南海交接带重磁场特征及新生代盆地成因

东海南海构造交接带及其邻近海区(简称交接带)位于中国东部大陆边缘,东邻俯冲板块边界。台湾以北是琉球海沟俯冲带,台湾以南为马尼拉海沟俯冲构造带。区域重磁资料分析结果表明,该东海陆架区存在3条重力高和2条重力低,重力高分别对应于闽浙隆起带、渔山低凸起和陆架外缘隆起,最大值高达50×10-5m·s-2;重力低对应于沉积盆地,最低值在台西南盆地,约为-20×10-5m·s-2。重磁特征表明东海盆地外缘台湾 钓鱼岛构造带具有明显的自由空间异常,磁场为平缓负异常,由古近系、白垩系或更老的变质岩及中新世的侵入岩组成,向南延伸至澎湖隆起。因为澎湖隆起具有高重力异常,放射性年龄表明这些碱性玄武岩形成于17 8～8MaBP,其特征同现在的琉球岛弧一样,可能是残留的古琉球岛弧。台西南盆地南侧(上陆坡)的凸起具有类似的幅度异常,呈ENE—WSW向,并消失在台西南盆地南段。新生代以来,盆地张裂活动具有不同时性,并向陆架边缘变得年轻。东海大陆边缘盆地属弧后残留盆地成因,多因岛弧的迁移而新生,但珠江口盆地则是被动大陆边缘裂陷作用所致。     

西北太平洋海洋净初级生产力与柔鱼资源量变动关系的研究

海洋初级生产力在海洋生态中扮演重要角色,其变化影响了海洋渔业的潜在产量。本文根据2004-2013年中国鱿钓组提供的西北太平洋柔鱼(Ommastrephes bartramii)捕捞数据和海洋遥感净初级生产力数据,研究了柔鱼冬春生西部群体资源量变动与净初级生产力的关系。结果发现,柔鱼渔场范围内净初级生产力在经度方向上呈明显的季节性变化,冬春季低,夏秋季高。捕捞月份7-11月对应的适宜净初级生产力范围分别为500~700 mg/(m2·d)(以碳计),500~800 mg/(m2·d),500~1000 mg/(m2·d),500~800 mg/(m2·d)和300~500 mg/(m2·d),最适净初级生产力分别为700 mg/(m2·d),600 mg/(m2·d),700 mg/(m2·d),600 mg/(m2·d)和400 mg/(m2·d)。7-11各月最适净初级生产力平均纬度与捕捞努力量纬度重心呈显著正相关关系(P<0.05),说明了捕捞努力量位置在渔场中不是随机分布,可能受最适净初级生产力的纬度分布的影响。柔鱼年间资源丰度与各年3月份净初级生产力以及7-11月份平均净初级生产力大小显著正相关(P<0.05)。推测每年柔鱼资源量大小可能是由3月份产卵场海域和7-11月捕捞月份渔场净初级生产力水平交互作用的结果。研究表明,异常环境条件(厄尔尼诺和拉尼娜事件)对柔鱼产卵场和渔场的净初级生产力具有显著影响,但调控机制不同。     

东海秋季典型站位沉降颗粒物通量

2002年9月在东海的长江口、中陆架区和浙江近岸上升流区三个站位放置沉积物捕获器采集沉降颗粒物。在对颗粒有机碳(POC)、颗粒有机氮(PON)和总颗粒碳(PC)元素分析基础上,采用颗粒物通量模型对沉降通量进行了研究。镜检发现细小无机颗粒物和大颗粒聚合体是三个站位沉降颗粒物的主要形式。大颗粒聚合体有住囊类、粪球聚合体、硅藻聚合体和混杂聚合体四种类型。研究结果显示,东海中陆架区和浙江近岸上升流区沉降颗粒物中POC、PON和PC的百分含量均呈现随水深增加明显降低的趋势,但在长江口,这些成分的含量低且上下均匀。长江口观测到的是大风后的一个实例,存在强烈的再悬浮,各水层颗粒物沉降通量平均(±SE)高达(319.02±65.33)g/(m2.d),尽管如此,沉降颗粒物有机态C/N值却很高(18.0±0.9),明显受陆源颗粒物的影响。POC净沉降通量在浙江近岸上升流区为961mg/(m2.d)(水深55m),在东海中陆架区为123mg/(m2.d)(水深88m),可见浙江近岸上升流区是POC向海底转移的重要区域之一,其垂直转移能力明显高于东海中陆架区。在上升流区域和中陆架区,POC的输出比率大约分别为48%—77%和15%—21%。浙江近岸上升流区和东海中陆架区底层颗粒物再悬浮比率分别为66.50%和88.52%。研究显示,浙江近岸上升流区的水体底层颗粒物受底部平流的影响比东海中陆架区相对较强。     

长江冲淡水区细菌生产力研究

为了解细菌在长江口冲淡水区生态系营养动力学过程中的重要作用,笔者于1997年10月10日至20日,1998年5月14日至6月1日在观测海区以及在绿华山海域设置大水体围隔生态系实验装置进行细菌生产力的现场观测研究.结果表明,秋季观测海区平均细菌生产力(C)为(1.44±1.30)μg/(dm3·h),高值出现在测区中部的A₃,B₃和C₃站.春季测区表层细菌生产力(2.43±1.22)μg/(dm3·h)高于底层(1.01±0.43)μg/(dm3·h),高值出现在测区中部的A₃和B断面诸站.秋、春季平均细菌生产力相当于浮游植物初级生产力的23%.秋季和春季表层细菌数量分别为(5.22×108±0.88×108)个/dm3和(1.97×108±1.10×108)个/dm3.1998年5月18日至6月1日在围隔实验点的自然海区中细菌生产力变幅范围为0.13～5.79μg/(dm3·h),平均值为(2.47±1.60)μg/(dm3·h).围隔装置内加可溶性磷(PO₄3-)实验,春季细菌生产力由1.28μg/(dm3·h)增长至32.20μg/(dm3·h),其增长幅度低于秋季1.43～43.47μg/(dm3·h).油污染实验中细菌生产力由6.61μg/(dm3·h)增长至37.97μg/(dm3·h),呈逐日上升趋势.     

南海北部三种金线鱼属鱼类BHC,DDT残留研究

为探讨六六六(BHC)、滴滴涕(DDT)对远岸海域渔业资源和水产品质量的影响,用气相色谱法测定了南海北部陆架海域3种金线鱼属(Nemipterus)鱼类肌肉内和其中深水金线鱼(N.bathybius)5种组织内的BHC、DDT含量.结果显示,研究海域鱼肉中BHC和DDT含量分别为0.04~0.89(平均0.26)μg/kg(湿重)、0.71~8.0(平均3.1)μg/kg(湿重),均低于亚太地区部分近岸海洋鱼类的残留水平,并低于国内外水产品安全限量,呈广东海域高于台湾浅滩的区域分布,但在不同鱼种之间、离岸远近的鱼类之间BHC、DDT含量差异不明显(p>0.10).深水金线鱼体内农药含量在肝组织中较高,在肌肉内居中,在鳃丝中较低,BHC含量由高到底的顺序为:肝脏、腹肌、背肌、肠、皮、鳃丝,DDT含量由高到底的顺序为:肝脏、腹肌、背肌、皮≈肠、鳃丝,不同组织中pp-DDT,op-DDT含量与脂肪含量较显著地正相关(p<0.05).     

南海北部初级生产力遥感反演及其环境调控机制

选取VGPM模式对南海北部海域初级生产力进行反演,通过SeaWiFS和AVHRR提供的Chl a,K₄₉₀,PAR和SST等遥感数据产品计算得到了模式所需的各项参数,结合现场实测数据对模式进行了修订和误差分析.在此基础上通过反演计算获得了南海北部海域7 a平均(1998～2004年)初级生产力逐月分布图像.研究结果表明,研究海域初级生产力(C)分布趋势为由沿岸带向陆架以及外海逐渐降低,其中沿岸带区高于400 mg/(m2·d),外海区大致在100～300 mg/(m2·d);初级生产力水平冬季最高[平均为608 mg/(m2·d)]、夏季最低[平均为292 mg/(m2·d)],春、秋季基本持平.控制初级生产力时空分布的因子主要有营养盐、温度、光照,其中又以季风和环流驱动下的营养盐变化对初级生产力的调控最为显著.     

黄海北部海域沉积物反硝化细菌数量及反硝化速率的季节变化

用乙炔抑制法和最大或然数(most probable number, MPN)法对黄海北部海域沉积物反硝化速率及反硝化细菌数量的季节变化进行了研究, 结果表明, 该海域反硝化速率在夏季最大, 范围在3.2～7.5μmol/(m²·h)之间, 平均值为4.85μmol/(m²·h); 而在春、秋季其范围分别为0.26～2.65μmol/(m²·h)和1.21～4.12μmol/(m²·h)。该研究海域3 个季节反硝化细菌数量差别较大, 春、夏、秋季分别在1.78×10⁴～8.12×10⁴, 1.18×10⁶～6.18×10⁶ 和0.72×10⁵～4.50×10⁵ 个/g 之间。春、秋两季反硝化速率和反硝化细菌数量之间呈显著性正相关, 相关系数分别为0.759 和0.750(P<0.05)。本结果可为黄海北部海域氮循环机制研究提供重要参考。     

东海表层水体中的多环芳烃及其沉积通量估算

以东海陆架水体中溶解态多环芳烃(PAHs)含量为基础,引入颗粒相-水相间的物质吸附系数(Koc)计算悬浮颗粒物中PAHs有机碳归一化含量,结合陆架沉积物有机碳的年埋藏通量,估算东海陆架沉积物中PAHs沉积通量。结果显示:水体中溶解态的15种PAHs总含量为(701±392)ng/L,变化范围为412~1 032ng/L,PAHs组成以3环为主。计算得到的悬浮颗粒物中15种PAHs有机碳归一化含量为20~28μg/g,对应的PAHs沉积通量为150~210t/a。估算结果与实测沉积物中PAHs含量和沉积通量结果基本吻合,表明实验室模拟实验获取的化合物Koc值适用于东海颗粒相-水相间的分配模型,证实悬浮颗粒物有机碳含量在控制PAHs两相分布过程中起着重要作用。同时,该方法为海洋沉积物中PAHs沉积通量的估算提供一种新途径。     

东海中陆架晚第四纪底栖有孔虫定量分析

利用东海中陆架EY02-1孔的柱状样品对底栖有孔虫动物群进行了定量分析研究,结合Q型因子分析及AMS“C测年数据,对东海中陆架古水团演化进行了初步探讨。Q型因子分析得到5个主因子．方差累积贡献为84．9％,这5个有孔虫组合在钻孔相关层位上反映特定的古水团特征。主因子1为Elphidium magellanicum组合,代表低温低盐沿岸水团(5～10m);主因子2为Bolivina robusta组合,代表中陆架水团(50～100m);主因子3为Protelphidium tuberculatum组合,代表外延的古黄海冷水团;主因子4为Florilus decorus组合,代表内陆架水团(0～50m);主因子5为Epistominella naraensis组合,代表水体较凉的水深大于30m的内陆架水团。结果表明,冰后期以古长江冲淡水为主体的低温低盐沿岸水团、中陆架水团及内陆架水团交替影响EY02-1孔附近中陆架。在氧同位素3期以古长江冲淡水为主体的东海沿岸流与外延的古黄海冷水团控制着有孔虫组合。在氧同位素5a-5c期间,EY02-1孔附近中陆架可能已受到古黄海冷水团的影响。该孔顶部11．4m含大量贝壳的细砂沉积可能对应氧同位素1期U2层潮流沙脊脊部沉积,细砂平均沉积速率高达0.877mm／a。     

东海和南黄海表层海水中几种挥发性卤代烃的分布和通量研究

以中国近海有代表性的陆架区——东海及南黄海为目标,对东海和南黄海中常见的5种挥发性卤代烃(VHCs)的分布及其海-气通量进行了研究.研究表明,在黄海03断面表层海水中CHCl3、C2HCl3、C2Cl4、CHBrCl2和CHBr2Cl的浓度分别为41(31-54)、53 (23-80)、17 (6.3-23)、23 (7.4-34)和51 (3.1-92) pmol/L,东海表层海水中的浓度分别为25(11-83)、54 (12-95)、39 (9.2-94)、25(5.4-74)和6.4 (1.3-41) pmol/L.由于受人为活动、河流输入和黑潮水入侵的影响,VHCs在水平分布上呈现近岸高、远海低的规律;5种VHCs在表层海水中的浓度与叶绿素a(Chla)存在相关性;这5种化合物在表层海水中没有完全一致的周日变化规律, CHBrCl2和CHBr2Cl的最大值分别在上午10时和下午16时出现,CHCl3、C2HCl3和C2Cl4均在下午13时出现最大值.根据表层海水中CHCl3、C2HCl3和C2Cl4的浓度和文献报道的大气浓度,运用Liss和Salter双层模型,估算得到这3种物质在南黄海的海-气通量分别为76 (1.97-149)、160 (1.07-330)和53 (0.70-119) nmol/(m2·d),在东海的海-气通量为46 (1.65-223)、171 (6.27-495)和135 (3.41-484) nmol/(m2·d),东海和南黄海在冬季是大气CHCl3、C2HCl3和C2Cl4的源.     

末次盛冰期以来渤、黄、东海陆架底质分布演变过程模拟研究

渤、黄、东海陆架底质的形成分布与末次盛冰期之后的海侵密切相关。末次盛冰期结束、海侵开始以来 ,潮流是渤、黄、东海陆架上的永久性主导作用应力。为从长期沉积动力演变过程的角度 ,探讨渤、黄、东海陆架底质形成分布的有关成因问题 ,利用数值模拟手段 ,再现了末次盛冰期以来 6个时期渤、黄、东海陆架潮流作用下海底的冲淤格局及底质分布。结果表明 ,扬子浅滩南侧东海外陆架的砂质沉积基本上是自 - 80 m海面以来形成的。扬子浅滩形成于 -5 2 m海面之后 ,至 - 3 0 m海面时已有一定规模 ,全新世最大海侵之后 ,逐渐形成现在规模的扬子浅滩。南黄海中部泥自 - 5 2 m海面时就已开始形成 ,- 3 0 m海面时范围很大 ,侵入北黄海 ,全新世最大海侵以来 ,逐渐调整到现在的范围。渤海中央泥、北黄海西部泥、浙闽岸外泥、辽东半岛西侧与北侧的砂质沉积、西朝鲜湾与江华湾中的砂质沉积以及苏北浅滩是自全新世最大海侵以来逐渐形成的。海州湾中砂质沉积形成的盛期在公元 8世纪之后。济洲岛西南泥、南黄海东部泥很可能分别形成于 - 3 0 m海面、- 5 2 m海面以来。全新世渤、黄、东海陆架底质分布的演变过程大致分为 2个阶段 :全新世最大海侵之前为渤、黄、东海陆架底质分布宏观格局的形成阶段 ;全新世最大海侵至今为渤