中国东部陆架全新世沉积体系:过程-产物关系研究进展评述

渤、黄、东海是典型的物源供给丰富的宽广陆架环境,形成的全新世沉积记录十分丰富。本区域潮汐作用、陆架环流作用和沉积物重力流导致的物质输运都很活跃;陆架沉积动力过程与全新世沉积体系的空间分布、物质组成、堆积速率、层序年代等特征相联系。全新世陆架与海岸沉积具有高分辨率、空间分布的不连续和沉积记录的片段性等特征。江苏海岸全新世中期海岸沉积、杭州湾全新世早-中期沉积、浙闽沿岸全新世沉积和其他陆架泥质沉积可从物质来源（海面上升中的沉积改造和河流入海通量）、输运-堆积过程、沉积层序形成的先后次序、陆架沉积记录的未来状况等方面进行分析。数值模拟可用以深化本区的过程-产物关系研究。     

东海北部陆架表层沉积物重矿物组合、迁移路径对底层水团的示踪响应研究

基于东海北部陆架表层沉积物的泥温、粒度分析与重矿物鉴定数据,结合末次盛冰期(LGM)以来的东海海平面演化阶段分析,提取高海面期以来底层水团承载的沉积重矿物空间分布规律与信息记录。结果表明优势矿物种的迁移路径与区域环流系统密切相关,进而可示踪东海北部物质的大致输运方向。依据透明矿物(普通角闪石、帘石类、稳定矿物)、金属矿物(不透明矿物)、片状矿物及自生矿物等优势重矿物种迁移路径的判断和讨论,将研究区初步划分为5类矿物区,分别为冷涡矿物区(Ⅰ区)、黄海沿岸流与跨陆架流矿物区(Ⅱ区)、长江冲淡水矿物区(Ⅲ区)、暖流矿物区(Ⅳ区)和复合矿物区(Ⅴ区)。Ⅰ区受济州岛西南冷涡影响显著,高含量的自生黄铁矿指示了强还原的沉积环境;Ⅱ区是黄海沿岸流与跨陆架流(ECSC)南向输运老黄河三角洲物质的重要通道,帘石类矿物、金属矿物、片状矿物的含量变化可指示输运的路径;Ⅲ区是长江冲淡水东扩的重要通道,普通角闪石、片状矿物、石榴石为示踪的特征矿物;Ⅳ区是陆架水团混合了台湾暖流和对马暖流水体的区域,区内“洁净”的暖流水阻隔陆源物质向东输运,其西侧为物源供给侧,形成优势矿物低值区,东侧物质供给匮乏,海侵改造沉积出露,重矿物及优势矿物种呈高值;Ⅴ区是区域环流系统季节性变化与强度差异影响下的复合作用区,区内矿物学特征与邻区相比无明显优势。从矿物迁移路径的角度认识东海北部陆架的物质输运与聚集过程,可进一步理解优势矿物示踪意义与区域环流系统动力环境的响应机制。     

东海内陆架有机碳的源—汇过程及其沉积记录

大陆边缘海是不同来源、不同性质有机碳沉积和埋藏的主要场所,在全球碳的生物地球化学循环过程中具有重要地位。东海内陆架接收大量陆源有机碳,并且具有较高的海洋生产力,是研究沉积有机碳来源、输运和埋藏的理想场所,已取得大量研究成果。在对相关文献进行系统整理的基础上,以沉积学的视角对前人研究成果进行了梳理,旨在为后续相关研究提供参考。全样分析（如TOC/TN、δ13C等）和生物标志化合物（如正构烷烃、甾醇类、木质素等）方法揭示东海内陆架有机碳的来源受沉积环境影响,由海向陆方向陆源组分整体显著增加,并具有季节性特征。东海内陆架沉积物在沿岸方向具有“夏储冬输”的宏观输运格局,该动力过程影响着陆源有机碳沿岸的输运路径和最终归宿;在东海29° N附近存在一个“舌形”的跨陆架输运通道,可能会存在陆源有机碳的跨陆架输运,影响深海有机碳的源—汇过程;另外,人类活动和极端气候事件也显著影响东海内陆架沉积物和有机碳的沉积过程和沉积记录,需要进一步研究。东海内陆架泥质区是陆源有机碳的重要埋藏区域,其埋藏效率受区域沉积有机碳含量和沉积速率控制,并与早期成岩过程中有机质矿化路径有关。沉积物中埋藏有机碳的地球化学特征可以用来重建长时间尺度的海平面变化、初级生产力、古海洋和古气候演化等,相关研究为理清东海内陆架地质历史时期的环境演化提供了依据。     

亚热带中小型山溪性河流—宽陆架系统“源—汇”过程

中小型山溪性河流易受极端事件和人类活动影响,且对环境变化响应敏感,在大陆边缘物质循环过程中发挥着十分重要的作用,但学术界对它们的重视程度不够。以闽江—东海陆架系统为例,通过资料收集、遥感解译、样品采集与分析等方法,系统研究了亚热带中小型山溪性河流—宽陆架系统的“源—汇”过程。研究结果表明,人类活动引起的土地利用变化使得闽江入海径流量和泥沙通量在波动中略有增加,但水库的建设显著减少了入海泥沙通量,并且减弱了水沙通量的季节差异,河流入海泥沙通量变化对流域人类活动敏感且响应迅速;河口水体环境、悬浮体浓度、沉积物粒度组成及陆源有机碳埋藏的空间分布格局均显示,闽江入海泥沙主要分布在闽江河口附近海域,其中粗颗粒泥沙在水动力的作用下主要堆积在河口水下三角洲平原及前缘,细颗粒泥沙主要堆积在水下三角洲前缘斜坡及前三角洲附近海域,仅有少量细颗粒泥沙沿岸向外输运并沿途沉积,与大河流—宽陆架系统及中小型山溪性河流—窄陆架系统显著不同。河口人类活动及极端事件通过改变沉积物组成、环境动力、入海泥沙通量等方式对河流—陆架系统的“源—汇”过程产生显著影响。在当前流域来沙量锐减、河口地区海砂开采等人类活动强度增大的情况下,有必要加强相关研究。     

东海陆架泥质区沉积地球化学比较研究

利用东海陆架泥质沉积区和周围砂质沉积区的表层沉积物元素含量和海水悬浮沉积物总量分析资料,对泥质区的沉积地球化学进行了比较研究。结果表明东海不同泥质区的沉积地球化学过程很不相同。浙江近岸泥质区沉积物元素以Fe、Mn、Zn的含量高,Na、Sr、Al、Ca的含量低为特征,其地球化学特征与长江沉积物非常一致。近岸泥质区的沉积物基本来源于长江输入海的沉积物,在台湾暖流的作用下沉积在浙江沿岸。远岸济州岛西南泥质区沉积物以Na、Sr的高含量,较高的Al、Ca含量和低的Fe、Mn、Zn含量为特征,其地球化学特征与黄河源沉积物有好的相关性,但有一定的混合源性质,该泥质区的沉积物主要来源于黄河源的细颗粒沉积物,由黄海沿岸流搬运到该区并沉积下来。沉积物在搬运沉积过程中,元素粒度分异作用明显。东海陆架泥质区沉积地球化学过程的控制性影响因子是东海环流系统和物源,其中台湾暖流对东海陆架远岸和近岸泥质区的沉积地球化学分区具有关键作用。     

南黄海悬浮体的垂直分布特性及其指示意义

重点研究了南黄海典型断面的悬浮体垂直分布特性及其指示意义。结果表明:四季南海黄海北部断面悬浮体分布的共同特征是西高东低,冬、春季鲁北沿岸流携带悬浮体向南输运和黄海暖流北上是南黄海与北黄海进行物质交换的重要方式和途径;夏半年南黄海中部断面深水域存在的表层云团状悬浮体高值区或"中层悬浮体最大值"现象与该海域的生物活动具有密切的联系;冬、春季苏北浅滩外侧海域近岸区的悬浮体含量显著高于夏、秋季,且冬半年近岸区的悬浮体具有向外海输运的趋势;长江口东北部断面各季节均存在2个悬浮体高值区,其中位于断面西部近岸海域的高值区与长江冲淡水(夏季)或苏北沿岸水(冬季)的影响有关,位于断面东部深水域处的悬浮体高值区是黄海西部沿岸流物质输运的结果,并与济州岛西南部海域的泥质区总体相对应,黄海与东海的物质交换过程主要通过夏季长江冲淡水东北向扩展与冬半年黄海西部沿岸流南下和黄海暖流北上进行。另外,水体层化和陆架锋也显著影响着南黄海悬浮体的垂直分布状况,锋面是控制夏季悬浮体向外海深水区输运的主要物理机制。     

长江口及邻近海域现代沉积速率及其对长江入海泥沙去向的指示意义

对长江口及附近海域的16根重力柱样进行了210Pb沉积速率测试, 结合以往成果, 揭示了该区现代沉积速率分布格局, 对其控制因素以及其对认识长江入海泥沙去向的指示意义进行了探讨.沉积速率最高值分布在南支口外、杭州湾口群岛北部的前三角洲地区, 最高可达6.3m/a, 总体上在3cm/a以上; 次高值分布在杭州湾北部, 约1.7~3.0cm/a, 南部略低, 约0.4~1.0cm/a; 长江口水下负地形北部海域存在小片沉积速率较高的区域, 最高值达2.58cm/a; 低值主要分布在苏北辐射沙洲、过渡沉积区以及浅海陆架的大片区域, 基本保持在1cm/a以下.研究表明, 长江泥沙出口门后主要在水下三角洲地区进行了堆积, 其次有相当部分在涨潮流顶托下进入杭州湾, 进入杭州湾南部的泥沙又在落潮流作用下经杭州湾南侧向舟山海域方向输运; 长江入海物质向外海的扩散基本被控制在123°E以西, 苏北辐射沙洲、过渡沉积区以及浅海陆架的大片区域缺乏现代长江物质供应; 长江悬浮泥沙对研究区东北部陆架区影响较小, 废黄河口被侵蚀物质和黄海悬浮物质为其较高沉积速率的主要贡献者.      

黑潮与毗邻陆架海域的碳交换

作为沟通陆架边缘海与开放大洋的北太平洋西边界流,黑潮对毗邻中国陆架海域碳循环有着不可忽视的影响。分析总结了黑潮与毗邻陆架海域海水中溶解有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)、溶解无机碳(DIC)和颗粒无机碳(PIC)分布与交换的现有研究成果。分析表明,黑潮通过表层水涡旋、入侵以及次表层以下水体上涌等形式携碳进入毗邻陆架海域。在黑潮与毗邻陆架海域,DOC和POC的分布受生物活动、水团混合以及沉积物—水界面相互作用的共同影响,表层与陆架水中含量较高,DIC受海水碳酸盐体系平衡影响,表层含量低于底层,在陆架海域与上升流区有高值,PIC含量较低。在台湾东北海域,DOC,POC和DIC由东海陆架海域向黑潮有净输出,输出量分别为2 431×109,1 051×109和21 733×109mol C/a,PIC通过陆架源悬浮颗粒物向黑潮主流输送,通量为1 852×109mol C/a。DOC,POC和PIC由南海经吕宋海峡向黑潮有净输出,输出量分别为2 652×109,1 009×109和230×109mol C/a,但DIC由黑潮向南海有净输出,通量为13 005×109mol C/a。台湾海峡碳循环受黑潮输运的影响,但影响机制及过程至今并不清楚。因此,黑潮与毗邻陆架海域的碳交换过程研究还有若干重大科学问题亟待解决,尚需深入系统的研究。     

东海陆架盆地南部中生代演化与动力学转换过程

东海陆架盆地处于欧亚板块东南缘,其构造演化、动力学机制转换同太平洋板块与欧亚板块碰撞及印度-澳大利亚板块远程推挤效应有关。中生代以来,该盆地形成和演化过程受到古太平洋板块多期俯冲及多构造体系的叠加改造,地质构造和地球物理场复杂,盆地演化及动力学过程等一直是争论的焦点。本文利用最新调查资料,通过构造物理模拟实验、构造解析和平衡地质复原剖面等方法,结合区域构造背景,系统分析了东海陆架盆地中生代演化过程,探讨了其构造动力学转换过程。研究认为东海陆架盆地自中生代以来经历了晚三叠世前的被动大陆边缘和晚三叠世-中侏罗世活动大陆边缘挤压坳陷型盆地阶段,挤压应力来源于伊泽奈崎板块向欧亚大陆板块的低角度俯冲;早白垩世晚期-晚白垩世活动陆缘伸展断陷型盆地阶段,应力来源于太平洋板块向欧亚大陆板块俯冲后撤导致的岩石圈减薄作用;古近纪为弧后伸展断陷型盆地阶段。同时认为东海陆架盆地古特提斯构造域向古太平洋构造域转换的时间应该发生在中三叠世末期,古太平洋板块低角度俯冲和俯冲后撤代表华南中生代深部地质过程。     

中国东部海域泥质沉积区现代沉积速率及其物源控制效应初探

中国东部陆架(渤、黄、东海)是欧亚大陆和太平洋之间的一个重要物质交换通道,其周边的河流每年向海输入了大量的细颗粒沉积物。这些物质在海洋动力(潮流、波浪、环流等)的作用下形成了多个泥质沉积区(带)。过去的数十年间,国内外学者对东部陆架海沉积物扩散和沉积动力机制进行了深入的研究,但是,目前对陆架泥质沉积的形成机制以及沉积物收支情况还存在争议。本文利用整理的现代沉积速率资料,从物源控制的角度出发,研究了各泥质沉积区10～100a尺度的沉积速率和沉积通量的分布规律,并与全新世泥质沉积记录进行对比,指出物源是控制这些泥质沉积形成的主要因素。河流携带入海物质是这些泥质沉积的主要"源",而这些泥质区是典型的"汇"。小型河流河口沉积过程和物质贡献需引起重视。定量化物源分析需结合物源供应等方面的资料,在遵守沉积物收支平衡的前提下进行。     

Modern diversity of the macroalgae of the Sea of Azov,the Black Sea,and the Caspian Sea

Currently, the species list of the macroalgae (excluding Charales) inhabiting the southern seas of Russia includes 388 species, specifically, 362 species in the Black Sea, 46 species in the Sea of Azov, and 70 species in the Caspian Sea. The species list has been increased by approximately 30% (96 species, most of them are registered in the Black Sea), compared to the data obtained 30 years ago. The green and red macroalgae of warm-water Mediterranean and tropical origin (Ceramium, Polysiphonia, Laurencia, Ulva, and Chaetomorpha) and brown algae (Sargassum and Cytoseira) were the key invaders. Nowadays the maximal species diversity is found on the Crimean coast and the Turkish coast of the Black Sea; and the species list of the Turkish coast differs significantly from all the other studied sites of the Black Sea. The number of the algae of the warm-water complex increased the most in 1990s–2000s in the Black Sea; species of boreal-tropical and subtropical origin dominate. However, such a tendency was not observed in the Sea of Azov and in the Caspian Sea, but expansion of the habitats of the brackish green algae has been registered.     

Atmospheric circulation and storm events in the Black Sea and Caspian Sea

Extreme sea storms are dangerous and a potential source of damage. In this study, we examine storm events in the Black Sea and Caspian Sea, the atmosphere circulation patterns associated with the sea storm events, and their changes in the present (1961–2000) and future (2046–2065) climates. A calendar of storms for the present climate is derived from results of wave model SWAN (Simulating WAves Nearshore) experiments. On the basis of this calendar, a catalog of atmospheric sea level pressure (SLP) fields was prepared from the NCEP/NCAR reanalysis dataset for 1961–2000. The SLP fields were subjected to a pattern recognition algorithm which employed empirical orthogonal decomposition followed by cluster analysis. The NCEP/NCAR reanalysis data is used to evaluate the occurring circulation types (CTs) within the ECHAM5-MPI/OM Atmosphere and Ocean Global Circulation Model (AOGCM) for the period 1961–2000. Our analysis shows that the ECHAM5-MPI/OM model is capable of reproducing circulation patterns for the storm events. The occurrence of present and future ECHAM5-MPI/OM CTs is investigated. It is shown that storm CTs are expected to occur noticeably less frequently in the middle of the 21^st century.     

2012年夏季挪威海和格陵兰海水文特征分析

利用2012年夏季在北欧海(挪威海和格陵兰海)的水文考察数据,对调查区域内海洋水团性质和分布进行了分析,并对北欧海冷却对流的发展加深过程进行了研究。在上层,从东侧暖而咸的大西洋水跨越锋区至西侧低温低盐的格陵兰海盆上层水体,温度和盐度的变化分别可以达到8℃和0.4 psu。中层与深层水体的性质则相对均匀和稳定,3个海盆内从浅至深依次分布着北极中层水、海盆深层水、北极深层水以及海盆底层水。格陵兰海盆中深层水体在3 500 m深度上位温约为-0.97℃,相比较1970s观测到的-1.30℃,升温幅度超过了0.3℃,表明海盆深层存储的热量显著增加。在只考虑局地表面冷却的简化条件下,当前格陵兰海内部通过冷却对流混合至季节性跃层下界需要向大气释放0.9×109~1.2×109J的热量,这一过程至少需要2个月的时间而不利于对流向深层的发展。大量的热量被存储于北欧海深海盆中使得北欧海已经成为北半球高纬海域的热量存储器,对当前北极气候变化的影响有待深入研究。     

Mean Sea Level studies in the Aegean Sea

A study of Mean Sea Level (MSL) determination in the Aegean Sea is carried out. First, MSL values have been computed at a number of tide gauge stations. Then, Sea Surface Heights (SSHs) have been determined based on GEOSAT altimeter data of Geodetic Mission (GM). The computed SSHs were fitted to the tide gauge MSL values using a 4-parameters model. The best fitting agreement reached the level of 5cm, when GPM98A geopotential model was used as a reference surface.     

环渤海地区现代海蚀机制、危害及对策

近些年来观察，渤海沿岸海蚀屡有增强，海滩变窄，浅滩、耕地缩小或消失，碉堡相继坠海，渔民被迫内迁，渔村被弃成废墟，临海村舍被冲，公路路基掏空，居民深感威胁之苦.据查证，主要是因修闸建库减少人海水沙，进而在海岸挖沙、毁堤等人为作用所致，但其根源却是干旱少雨之过.因此，防冶对策是：一节水、二改造污水、三增大重要复用水、四淡化和直用海水、五补给地下水、六要广泛植树造林增大人工降雨、七多向调水、八彻底改造黄河.以黄河为主干，构成多头、多尾、多腰的母亲河，形成全国水系联网，自行调节旱涝，化害为利，变化方干旱少雨为湿润多水，以便有更多的水沙人海，制止海蚀继续扩大.     

东、黄海大气湿沉降中常量阴离子组分的研究

用离子色谱法分析了嵊泗群岛和千里岩岛两个观测站湿沉降样品中的F^-、NO3^-、Cl^-和SO4^2-等4种阴离子。结果表明，它们的月均浓度之间差别较大，季节性变化明显；与近岸城市相比，具有显的海洋性特征；对全年中酸雨的统计表明，两个观测站都受到了酸雨的影响，而嵊泗群岛更严重一些。     

冰对海洋结构的临界力

将海冰作为浮在海水上的半无限大的平板,将海水的浮力作为弹性地基,把海冰与桩柱的作用力看作为集中力,海冰的破坏看作为集中力作用下的平板失稳问题,给出了冰排在集中力作用下的压曲微分方程,数值计算结果给出了海冰在桩柱作用下的临界载荷的表达式,为海洋结构的设计提供了依据.     

渤海航运中的海冰危害和防冰减灾对策

介绍了渤海的基本冰情, 特别是2001年冬季海冰给海上航运带来的灾害.根据多年实践经验, 从非结构和结构抗冰减灾两方面提出了防冰减灾的对策和构思.     

渤海和黄海北部潮间带底质中的介形虫

间带不同性质的底质中 ,介形虫动物群的特征和生态分布各不相同。在岩石滩和沙滩中介形虫较丰富、多样 ,前者具有 Xestoleberishanaii,Cythere lutea lutea,Loxoconcha hattorii,Aurila cymba等 ,而后者有 Sinocytheridea impressa,Pistocythereis bradyformis,Bicornucytherebisanensis,Cushmanidea subjaponica等。泥质滩中介形虫通常很少 ,有 Loxoconcha binhaiensis和L.ocellata等。受高潮和中潮影响的河口区 ,通常介形虫丰度和多样性的分布较低 ,都是适应环境变化很强的属种 ,并具有海、陆相介形虫分布的混合区段。朝向海洋方向 ,非海相介形虫的百分含量呈逐渐降低变化 ,而海相介形虫正好相反。     

基于IceBridge数据的南极别林斯高晋海的海冰厚度研究

海冰变化与全球气候、 生态系统和人类活动密切相关, 海冰厚度是海冰变化研究的重要参数之一。全面立体高精度观测海冰厚度的最有效手段是航空遥感, 而冰桥计划（IceBridge）是当前南北极最大的航空遥感工程。基于2009 - 2014年冰桥计划的激光雷达高程数据和数字测图系统相机光学影像对南极别林斯高晋海的海冰厚度进行研究, 并结合降雪量等气象数据探讨该区域海冰厚度变化的原因。研究发现该海域的海冰厚度在2009 - 2014年间整体呈微弱增长趋势（0.07 m·a^-1）, 但是在95%置信水平下不具有显著性。2009 - 2011年呈现先增加后减少的大幅度变化, 其中2010年达到极大值2.42 m, 之后开始缓慢增加。海冰厚度的年际变化与降雪和近地表温度等气象要素相关, 二者相比较而言降雪为主要影响因素。