生物要素的海洋生物地球化学过程研究进展

新学科的诞生是社会发展的需要,人类社会发展到今天,由于人类面临的资源与环境问题,使占全球面积71%的海洋成为21世纪开发的重点领域。然而,各成体系的海洋化学、海洋生物、海洋地质和海洋水文,已难以适应认识和解决当前面临的全球变化问题的需要。80年代初,随着国际地圈生物圈计划(IGBP)、全球海洋通量联合研究(JGOFS)、全球海洋生态系统动力学(GLOBEC)、全球海洋真光层研究(GOEZS)、海岸带陆海相互作用(LOICZ)等重大国际合作计划的兴起,处于这些学科交叉点上的海洋生物地球化学这新的分支学科应运而生,至90年代,这一边缘交又研究方向已成为海洋学研究的前沿领域。 我国的海洋生物地球化学研究虽起步较晚,但已取得飞速发展。至今,已开展实施了渤海生态系统动力学、东海海洋通量、台湾海峡生源要素生物地球化学过程、南海碳通量、南沙群岛珊瑚礁生态系物质循环等一系列重点项目的研究,强有力地推动了这一边缘交叉学科的发展。 海洋生物地球化学是利用化学、地质、生物、物理的观点综合研究海洋中物质循环的过程与规律,突出的特点是研究生物作用下的地球化学过程,研究的主要对象是生源要素(C,N,P,S,Si等)及与生物过程有关的其他元素。 本文从真光层内生源要素的循环、海水中颗粒物的生物地球化学过程、沉积物-海水界面过程中的生源要素,以及微型生物在生源要素的海洋生物地球化学循环中的作用等方面阐述了生源要素的海洋生物地球化学过程研究进展,以期推进我国该领域研究水平的提高。     

书讯

中国科学院海洋研究所宋金明研究员完成88万字的我国第一部海洋生物地球化学过程研究专著———《中国近海生物地球化学》日前已由山东科技出版社出版发行。专著由曾呈奎院士、秦蕴珊院士、袁业立院士分别作序,山东泰山科技专著出版基金资助出版。全球变化研究是世界各国都非常关心的重大科学问题,而中国近海生物地球化学过程又是全球气候变化与全球生态环境变化研究区域性响应的核心科学问题之一,是全球变化研究的重要组成部分。近年来,由于海洋生物地球化学过程研究的迅速发展,海洋学研究实现了空前的学科交叉,海洋学过程研究获得了显著的…     

《中国海沉积物─海水界面化学》──第一部中国海界面化学专著

由中国科学院海洋研究所青年学者来金明同志独立完成的35万字的《中国海沉积物一海水界面化学》专著，将于1997年1月由海洋出版社出版发行。该专著是中国第一部海洋界面化学专著，也是世界上第一部有关中国海沉积物一海水界面化学专著。作为学科交叉新的生长点，海洋沉积物一海水界面化学的研究在国际也不过刀多年的历史，在我国仅有10多年。由于海洋沉积物一海水界面过程参与了海洋中许多复杂的生物地球化学过程，所以已成为当今海洋学研究的热点之一。《中国海沉积物一海水界面化学》是著者及其研究组10年来把当今海洋学研究的前沿领域，…     

“化学要素与区域海洋生态环境变化的关系”专辑报道

正当今人类面临的全球变化环境问题,极大推动了化学海洋学向综合交叉领域的快速发展,特别是对揭示全球变化至关重要的海洋生物地球化学过程的研究,得到了人们前所未有的重视和关注。近年,人们对生源要素、微/痕量元素、同位素等化学要素与区域海洋生态环境变化关系的认识获得了重大进展,为了系统总结该领域的前沿信息和研究成果,本刊副主编宋金明研究员策划和组织了"化学要素与区域海洋生态环境变化的关系"专辑,该专辑即将在《海洋学报》     

从海洋科研档案看中科院海洋所科研工作的发展

中国科学院海洋研究所创建于１９５０年 ,是目前中国规模最大的多学科综合性海洋科学研究机构。海洋研究所建所以来 ,在海洋气象、海洋环流、潮流、海浪、风暴潮、海洋沉积、海洋地球化学、海底岩石结构、化学海洋学、海藻化学、海洋资源化学、海洋生物分类区系、海洋生态学、实验海洋生物学、海洋水产养殖生物学与农牧化、海洋生物技术、海洋工程环境、赤潮与海洋环境保护、海洋腐蚀及防护、海洋观测与遥感技术等等诸多方面的研究中 ,做出了许多开创性和奠基性的工作 ,取得了近５００项具有很高学术水平和应用价值的科研成果 ,并形成了大量…     

奠基海洋化学研究,助推海洋科学发展——中国科学院海洋研究所海洋化学研究70年

本文系统总结了中国科学院海洋研究所建所70年来,海洋化学研究的发展历程和主要科学贡献,在此基础上,提出了海洋化学的发展愿景。建国初期的中科院海洋研究所是我国海洋化学研究的主要奠基者和引领者,70年来一直是我国化学海洋学、海洋生物资源化学利用以及海洋腐蚀与防护等领域的中坚力量,为中国海洋化学的发展做出了不可替代的重大贡献。1950—1990年,系统获得了渤黄东海重要化学要素的分布特征,发现了黄东海溶解氧存在最大值系冬季保持而来;构建了大型海藻经济组分提取的系统化方案,奠定了世界最大规模海藻化学工业的基础;系统开拓了我国海洋腐蚀与防护领域的研究。1990—2020年,中科院海洋研究所的海洋化学研究全面与国际接轨,系统研究了中国近海化学要素特别是微痕量无机/有机组分的分布迁移转化特征及机制,提出了海洋生物地球化学研究的系统思路;研制成功褐藻多糖硫酸酯治疗肾衰新海洋药物,发现大量具有生物活性的海洋活性物质,在应用海洋化学领域也有重要进展。     

海洋化学家──宋金明研究员

宋金明,男,1964年4月出生,河北枣强人,汉族。1985年毕业于长春地质学院（现长春科技大学）,其后在中国科学院海洋研究所获得海洋学硕士和博士学位。现任中国科学院海洋研究所海洋化学研究室副主任、研究员,并兼任中国海洋湖沼学会海洋化学分会常务理事兼秘书长。多年来,宋金明研究员一直从事海洋生物地球化学及海洋沉积物一海水界面化学研究,主持和参与完成的有国家自然科学基金项目、中国科学院重大项目、国家攻关项目等7项,正在进行研究的有国家海洋863项目、国家九五攻关项目等5项,涉及生源要素的海洋生物地球化学过程、海洋生…     

厦门港及九龙江口沉积物中镁铝含量比的研究

海洋沉积物中,各种地球化学元素的含量分布是千差万别的,但并非杂乱无章。元素本身的化学特性和一定的沉积环境,往往决定了元素的含量分布特征。因此,有的元素含量会随着沉积环境的变化而呈现某种规律性变化;有些元素则彼此间含量变化始终保持着某种相关关系。在地球化学工作中,人们经常通过研究两种(或数种)不同元素的含量比与沉积物形成环境间的关系,来认识元素的地球化学行为。反之,也可利用这种比值来判别沉积物的形成环境。如现代海洋碳酸盐中Ca/Mg可以反映沉积环境的温     

海洋中化学过程的Φ(z/l,x)规律及其应用——Ⅶ.海洋中元素的迁移与失屏参数

海洋中元素的迁移变化规律性及其理论的研究是海洋化学的一个主要任务。石桥雅义和东慎之介曾从宏观角度研究过此问题,认为溶于海水中元素的量主要由如下三个因素决定:(1)元素在地壳中的存在量;(2)元素通过河川进入海洋的难易程度;(3)元素进入海洋后沉积到海底比率的大小。这就是说,影响元素迁移的因素十分复杂,涉及到地球的形成和地壳的组成、岩石的风化作用、雨水的侵蚀溶解、元素的物理-化学特性、(介质)海水的pH与氧化-还原电位、无机和有机悬浮物对溶解元素的吸着作用,海洋生物的活动、以及洋底岩石圈的活动和大气圈的影响等等,直到目前,还只能说是初步了解,许     

同位素海洋学的发展

同位素海洋学（ＩｓｏｔｏｐｅＯｃｅａｎｏｇｒａｐｈｙ），在海洋科学研究中不仅着眼于元素，而且着眼于同位素的研究领域。１海洋同位素地层学与同位素古海洋学同位素地球化学方法是研究板块构造、海底扩张等当代地球科学重大课题的强有力工具。它应用于海洋地层学即出现海洋同位素地层学。同位素古海洋学则是同位素地球化学方法在古海洋学即海洋古地理学上的应用，这是地球科学新的“生长点”之一。人们发现，在冰期，海水中氧的重同位素相对富集，在间冰期，海水中氧的轻同位素相对富集。因此，钙质生物骨骼的氧同位素值可以反映气候的…     

南海开放共享航次关键科学问题的思考——从多尺度海洋动力学角度出发

南海是西太平洋最大的边缘海, 通过一系列的海峡与西太平洋和印度洋相联通, 其不同时空尺度的海洋环流动力过程及其生态环境效应是南海区域海洋学研究的重要内容。自20世纪50年代末全国第一次海洋普查开始, 我国对海洋调查的支持力度不断加大, 以科学考察船为代表的海洋科学观测平台建设不断加强; 进入新千年以来, 国内海洋科考船依托的各主要研究所和院校本着开放的理念, 先后组织多单位联合进行海上观测。尤其是最近10年, 国家自然科学基金委员会支持实施了船时共享航次计划, 进一步促进了国内海洋界的交流和合作, 南海区域海洋学的相关研究取得了很多重要的成果。从多尺度环流动力学的角度出发, 本文简要回顾了南海海洋观测的发展历程, 并初步总结了近些年来南海关键科学问题的研究进展, 包括南海和西太平洋的水体交换过程、南海中小尺度过程、多尺度相互作用及其生态环境效应等; 并且在现有的研究基础上, 对未来南海的观测和科学问题提出若干思考与展望。     

季风环流影响下的南海海洋细菌多样性特征初探

季风驱动下的南海海洋动力过程有着季节性的多尺度变化特征, 显著影响南海海洋生态系统的演化进程。海洋细菌作为海洋生态系统中物质循环和能量流动的重要组成部分, 对环境变化和海洋多尺度动力过程有着积极的响应。将微生物生态过程与海洋动力过程相结合, 研究微生物的群落结构、动态变化及其与海洋环境过程的耦合, 是目前国际海洋科学多学科交叉研究的热点之一。文章以国家自然科学基金重点项目“季风环流影响下的南海海洋细菌多样性特征及其生物海洋学意义”的主要研究成果为基础, 从南海北部上升流、海洋锋面、中尺度涡旋、次中尺度过程及其对海洋细菌多样性和生态系统可能的影响等几个方面, 探讨当前的研究进展和初步研究成果。     

黄海生源要素的生物地球化学研究评述

根据黄海化学海洋学的调查和研究结果 ,概括并评述了生源要素 (包括溶解氧、pH、营养盐、CO2 与碳化学、叶绿素和初级生产力等 )生物地球化学研究的主要成果及其最新进展。提出了今后的探索方向和研究的侧重点。     

中国近海生态环境变化的同位素示踪研究

同位素在确定物质来源、指示生物地球化学循环路径、定量生物地球化学过程速率等方面具有独特的优势，本文以近海生态环境变化研究中常用的稳定同位素（13C、15N、18O）和放射性核素（14C、234Th、232Th、230Th、228Th、210Po、210Pb、137Cs、226Ra、228Ra、224Ra、223Ra）为对象，介绍它们在揭示海洋有机质来源、食物网结构、水体缺氧机制、氮循环过程、颗粒动力学、海底地下水输入、有机地球化学过程、沉积年代学等方面的应用，侧重于总结我国近海生态环境研究中同位素示踪取得的进展。伴随着我国经济的发展，近百年来我国近海生态环境也发生了明显的变化，基于同位素示踪揭示的近海富营养化和沉积环境的演变规律表明，我国近海生态环境自20世纪50年代起经历持续的变化，特别是在过去20~30年时间里，近海生态环境的变化尤为剧烈，反映出人类活动是我国近海生态环境变化的主要驱动力。未来需要通过发展新的同位素技术及拓展更广泛的应用，围绕近海海洋生态环境变化的突出问题，重点揭示近海生态环境变化的响应特征、变化速率和作用机制，从而系统地掌握近海生态环境的时空变化规律。     

近40年来对南海化学海洋学研究的新认知

作为西太平洋最大的边缘海, 南海在全球海洋和海洋学研究中占有重要地位。近40年来, 南海的化学海洋学研究取得了大量系统的新发现、新认识, 提出了不少新的理论观点, 对全球海洋学的发展进步做出了重要贡献。研究发现了南海次表层存在以海水亚硝酸盐为代表的生态环境参数极值现象, 不同参数水层深度范围不同, 由此形成的跃层生态系统有着与其他生态系统显著不同的特点。从系统研究获知, 南海碳循环过程十分复杂, 生物作用下的生物泵过程以及碳源汇区域和季节变化巨大, 南海碳源汇在不同的区域不同的时间的性质和强度迥异, 全年尺度上总体表现为大气二氧化碳的弱源。南海北部的珠江口邻近海域和深海盆的生态环境特征与化学物质循环和陆架边缘海、珊瑚礁等密切相关, 但又与陆架边缘海、珊瑚礁等显著不同, 表现为珠江口底层存在缺氧现象, 珠江口海域是一个以缺氧为特征的生态脆弱区。在系统认识南沙珊瑚礁生态系统物质循环快速、生物过程控制着化学物质的垂直转移的基础上, 提出了维持珊瑚礁生态系统高生产力的新机制——“拟流网理论”。对南海沉积物化学的系统研究认识到, 沉积物-水体化学物质循环有密切的耦合关系, 南海珊瑚礁或沉积岩心化学物质分布变化可反演其历史变化, 如南海冰期表层海水古生产力为间冰期的1.6倍; 晚中新世南海南部发生了一次“生物勃发事件”, 其生产力主要受季风和陆源营养物质输入量影响; 东北季风与西南季风在不同区域其影响程度不同等。40年来南海化学海洋学研究的这些新发现和新认识对系统揭示南海的海洋学过程奠定了强有力的基础, 未来南海化学海洋学研究也必将为南海资源环境的可持续利用提供科学支撑。     

水下自航式海洋观测平台技术发展研究

水下自航式海洋观测平台是一种新型海洋观测平台，主要用于无人、大范围、长时间水下环境监测，包括物理学参数、海洋地质学和地球物理学参数，海洋化学参数、海洋生物学参数及海洋工程方面的现场接近观测。其特点是：成本低，环境适应性强，可冲破人工潜水极限而进入现场进行接近观测，免除了ROV需要水面支援母船的累赘，减少作业经费，体积小，使用方便，便于布放回收；可根据水声信号摇控或预置程序控制，按要求进行相关项目观测；有自主动力，水下运行时间相对较长，有源噪声低，可进行隐弊观测，正是基于以上的优点，近几年颇得海洋环境监测和海军方面的青睐，本文介绍了国际上水下自动观测平台的发展历史和现状，提出了我国开展研究水下自动观测平台的重要性及研究的面容。     

中国河口地球化学研究的若干进展

在过去１０年的河口地球化学研究的基础上，总结了中国一些大的河口体系中的化学要素的行为特点。与世界上的大河流相比，中国河流中具有较高的营养元素和较低的痕量元素浓度。流域盆地的风化作用指数由北向南逐渐增加，这与世界上其它地区十分相似。在河口淡－咸水混合过程中，颗粒态的化学要素多呈稳定态分布模式，这与高的泥沙量，较轻的污染程度和水文动力作用相对较弱有关，并县对生态系统有显著的影响。考虑到化学要素在中国河     

Chlorophyll, photosynthesis and new production in the Southern California Bight

The study of phytoplankton distributions and processes in these waters has been stimulated in recent years (1) by the synoptic views of surface pigment afforded by the Coastal Zone Color Scanner (CZCS) aboard the NIMBUS-7 satellite; (2) by rapid developments in bio-optical oceanography toward the estimation of in situ photosynthetic rate; (3) by use of sediment traps and geochemical tracers to determine the flux of organic matter from the euphotic zone; and (4) by measurements of new production based on the utilization of nitrate by the plankton. The evolution and rationale of the Joint Global Ocean Flux Study of ocean biogeochemical cycles and ocean climate changes serve to focus much of the work. In that context, a major goal is to assess new/export production on large time and space scales accessible to date only by remote sensing.     

对海洋生态学和生物海洋学的浅析

海洋生态学和生物海洋学的研究内容大多交叉、重叠。为利于学科发展,文章在简述学科的产生与定义的基础上,强调学科之间要加强合作,适当分工。建议:海洋生态学侧重研究生物之间的相互关系和对环境的适应性、生存策略,并积极与经济、社会和文化相关学科交叉、融合;生物海洋学侧重于研究生物在海洋环境中的作用和功能,把推进对海洋的认识放在首位,加强与物理海洋学、化学海洋学的耦合,为海洋在地球四大圈层的相互关系中展现活力。据此,以渔业海洋学、海洋生态灾害和生物对地质的作用为例,阐述海洋生态学和生物海洋学的理解及其相互之间关系。