海洋古生产力重建初探──以南沙群岛海区NS90-103柱样为例

以南沙海区ＮＳ９０－１０３柱样为例，利用各种古生产力指标物，如有机碳含量，有孔虫壳和有孔虫碳同位素，重建了２０００００ａ以来古生产力变化，并对结果予以讨论。     

南沙群岛海区表层沉积物吸附铜离子的实验研究

通过对南沙群岛海区表层沉积物与铜离子交换吸附作用的实验研究发现:(1)铜离子在海水条件下与沉积物的交换吸附为一价阳离子交换;(2)不同站位的沉积物对铜离子的交换吸附能力不同;(3)铜离子在沉积物上的吸着行为存在着分级离子/配位子交换反应。     

南沙群岛海区94—10柱样浮游有孔虫碳氧同位素与古气候研究

通过对南沙群岛海区94－10柱样浮游有孔虫碳氧同位素组成、粒度组成及全岩样14C测年的研究,发现南沙群岛海区在末次冰期结束后的转暖过程中发生了两次明显的气候回返事件,即事件Ⅰ（约12—11kaBP）和事件Ⅱ（约10—8kaBP）,其中事件Ⅰ可能为新仙女木事件;在末次冰期结束后的气候转暖过程中,东亚古季风演化具有不稳定性和突发性的特点。     

南海南部NS93-5柱样揭示的晚第四纪以来的古海洋学特征

由南海南部海区NS93 - 5柱样的浮游有孔虫氧同位素地层学和浮游有孔虫分析结果获得的古环境参数 ,揭示了距今 1 90ka以来南部海区受西太平洋热带水的影响 ,以及南沙海区表层水和苏禄海变性水的变化历史 ;在末次盛冰期碳酸盐含量较低 ,但是碳酸盐含量的最低值出现在氧同位素 4期 ;表层水体的含氧量呈现为间冰期大于冰期 ,而古生产力的变化则为冰期大于间冰期 ;依据氧同位素和浮游有孔虫特征分析结果 ,建立了南部海区距今 1 90ka以来的古气候演变序列。     

Distribution of Dissolved Inorganic Phosphate in Nansha Islands Sea Area,Southern South China Sea

Based on the survey data from the program Multidisciplinary Expedition to Nansha Islands Sea Area, the distribution of dissolved inorganic phosphate ( PO4^3--P ) in the sea water of Nansha Islands Sea Area is comprehensively analyzed in this paper. The results show that PO4^3--P concentration in the sea water of southeastern Nansha Islands Sea Area is commonly higher than that in the other sea areas; the vertical distribution of PO4^3--P concentration varies inconspicuously in different seasons; the concentration of PO4^3--P increases with water depth and changes most greatly in the layer of 50-100m. The diurnal variation of PO4^3--P concentration differs in different seasons and at different observation stations. The distribution and variation of PO4^3--P concentration result from the physical and biological processes together.     

Dynamics of picoplankton in the Nansha Islands area of the South China Sea

Dynamics of major picoplankton groups, Synechococcus (Syn), Prochlorococcus (Pro), picoeukaryotes (Euk) and heterotrophic bacteria (Bact) was investigated by flow cytometry for the first time in the Nansha Islands area in the South China Sea. Averaged over the whole investigation area, depth-weighted integrated cell abundance (DWA) of Syn, Pro, Euk and Bact was 1.6 (0.4-5.7)×103, 5.4 (0.1-7.3)×104, 0.7 (0.2-2.2)×103, and 2.3 (1.4-3.2)×105 cells/mL respectively. Picoautotrophic cell abundance was low in the northwest part of the Nansha Islands where surface water temperature was low and the upper mixed layer was shallow. Concurrently, a surface maximum vertical distribution pattern was observed in this area. While in the southeast and east zones where temperatures were relatively higher and nitraclines were deeper, picoplankton is abundant and a subsurface maximum around 50-75 m is observed. Coupling of horizontal and vertical distribution patterns of picoplankton abundance and hydrological status wa     

南沙群岛海域以钡为指标的古生产力研究

对南沙群岛海域3个站位沉积物柱样中的钡、钛元素进行了分析,以AMS-14C_orc(有机碳)方法进行沉积物年代测定.对钡、钛元素的平面和深度分布特征进行研究发现,其中2个站位生源钡变化趋势明显,在距2800a左右生源钡含量开始明显升高.另一个站位钡的变化趋势比较复杂,结合对稀土元素、钛和其他过渡金属元素的分析,认为主要是由于该站位沉积物中陆源组分含量较高、沉积环境复杂所致.根据钡的古生产力计算模型估算了2个站位的古生产力状况,同时探讨了2个站位的古生产力变化的影响因素,认为这2个站位古生产力变化可能与全新世晚期的气候变冷事件有关.     

Distribution of Organic Matter, Iron, Mangenese in SurfaceSediments in the Nansha Islands Sea Area, South China Sea

Concentrations of organic matter, iron and manganese in the deep sea surface sediments in the Nansha Islands sea area, South China Sea are measured, Horizontal and vertical distributions of iron and manganese are discussed. The vertical distribution of iron and manganese in the sediments results from reduction, diffusion, and redeposition of manganese (or iron) oxide and hydroxide in the sediment. There are the maxima of iron and manganese in solid phase in the top of the sediment, which is caused by the penetration of O2 and the upward flux of Mn^2 ( or Fe^2 ). Manganese bacteria play a very important role in the cycle of solid-phase iron and manganese in the ocean environment. Manganese bacteria oxidize Mn^2 ( or Fe^2 ) in dissolved state to Mn^4 ( or Fe^3 ) in oxidized state under the aerobic condition, whereas they reduce iron and manganese in anaerobic conditions.     

2013年南沙群岛海域温跃层的季节变化及形成机理

利用调查数据及遥感数据揭示了2013年南沙群岛海域温跃层的季节变化特征,温跃层上界深度平均值春、夏、冬季基本一致,介于45~47 m之间,秋季最大,达60 m;温跃层厚度平均值夏、秋、冬季基本一致,介于85~87 m之间,春季相对较小,为78 m。温跃层强度平均值春、夏、秋、冬季几乎一致,介于0.13~0.15℃/m之间。调查海域温跃层上界深度季节变化的形成机理为:春季西深东浅的原因是西部受净热通量较小、大风速、负的风应力旋度以及中南半岛东部外海的中尺度暖涡和反气旋环流共同作用,东部近岸海域净热通量高值、风速相对较小及风应力旋度引起的Ekman抽吸效应共同控制;夏季深度分布较均匀的原因是10°N以北风致涡动混合强但受Ekman抽吸影响,10°N以南风致涡动混合弱但风应力旋度为负值;秋季深度较其他季节平均加深15 m的原因是南沙群岛海域被暖涡占据,暖涡引起的反气旋式环流使得温跃层上界深度被海水辐聚下压;冬季正的风应力旋度产生的Ekman抽吸和冷涡引起的气旋式环流共同作用,使得温跃层上界深度较秋季平均抬升15 m。     

南沙海槽南部海区表层沉积物的碳酸盐沉积特征

南海的深海碳酸盐沉积及溶解作用包含极其丰富的信息,既由于陆源物质供应而关系到陆地风化作用速度及气候问题,又通过海水生产力和碱度涉及大气CO₂含量的变化[1～2].南沙海槽位于加里曼丹岛西北部大陆坡与南沙台阶之间,构造上处在南沙海槽北断裂和南沙海槽南断裂之间的断堑带,南沙台阶有众多的海山、礁盘与槽谷,东南坡直下南沙海槽,其坡度变化为5°47'-2°23'-1°57'[3].研究区为7°Ｎ以南至曾母暗沙浅滩、112°E以东至加里曼丹岛西北大陆坡的海区,本文称之为南沙海槽南部海区.     

南沙群岛西南大陆斜坡海域浮游动物的垂直分布

浮游动物是海洋生态系统物质和能量转移的关键环节,也是渔业资源的重要饵料,其种类组成和数量分布均有明显的垂直分层现象。利用2011年4月在南沙群岛西南大陆斜坡海域开展的18个站点90份样品的调查数据,对该海域浮游动物的垂直分布进行了研究,表明:(1)该海域浮游动物种类组成丰富,共出现18个类群580种(类);(2)浮游动物种类组成垂直变化明显,特定水层出现的种类数占总种数的43.6%,各水层均出现的种类仅占总种数的15.8%;(3)优势种组成复杂,垂直变化明显,单一种类的优势度不高;(4)浮游动物平均密度和湿重生物量分别为206.27ind/m3、94.03mg/m3,密度和生物量均以0~2m层和30~75m层较高,沿水深梯度的变化呈明显的双峰型;(5)浮游动物数量的垂直变化主要受温跃层影响,温跃层内浮游动物数量最高,温跃层上方和下方的水层内数量较低;(6)南沙西南大陆斜坡区浮游动物生产力水平较高,表明该海域渔业资源有一定的开发潜力。     

地震作用对南海南沙群岛渚碧礁的影响研究

评估珊瑚礁的稳定性具有十分重要的意义。近年来,在中国南海海域开展了越来越多的工程建设项目。珊瑚礁是造礁石珊瑚群体死亡后其残骸经过漫长的地质作用而形成的岩土体,是一种特殊的海洋岩土介质。晚渐新世后,生长在碳酸盐台地上的珊瑚礁进入繁盛期,礁体内部可划分为5至6个主要的沉积相。同时,珊瑚礁已被认为是近代地震发生时间的记录器。文章结合南沙群岛的珊瑚礁体工程地质分带和岩体结构特征,设计了岛礁模型,研究地震对珊瑚礁的影响。在研究中,通过利用岩土工程的模拟仿真软件GeoStudio,使用Newmark滑块分析法,模拟了6种不同强度的地震作用下珊瑚礁体的受力状态和变形情况,采用极限平衡条分法计算了安全系数,并测算出可能的危险滑移面位置及滑移规模。通过模拟计算结果,得到地震作用对珊瑚礁的影响有：（1）珊瑚礁在自重状态下具有良好的稳定性;（2）地震发生后,安全系数小于1（FS<1）可能导致斜坡失稳并发生滑塌;（3）随着地震强度的增加,安全系数是降低的,且经一段时间后,安全系数围绕某特定值波动;（4）在地震作用下,作为珊瑚礁体浅层新发育的部分,更小的滑坡部位会更易发生坍塌。综上,利用岩土工程的方法对海洋中珊瑚礁体的稳定性进行评价是可行的,能够为今后岛礁工程设计的提供参考。     

Characteristics of Kd （490） around Nansha Islands in the South China Sea

The diffusion attenuation coefficient for downwelling irradiance, Ka(490), is an important optical parameter of seawater. The optical property, Kd(490), around Nansha Islands in the South China Sea was analyzed based on optical data profiles measured with SPMR (SeaWiFS Profiling Multichannel Radiometer) and SMSR ( SeaWiFS Multichannel Surface Reference ) instrument in April and May, 1999. The results show that Kd(490) is closely correlated with chlorophyll-a concentration, Ccgka, and that the vertical distribution of Kd(490) shows the strong stratification of the water column in this area. Kd(490) has a similar vertical co-variation as KL(490), the diffusive attenuation coefficient for upwelling radiance.Both coefficients increase with depth in the upper layer, where KL(490) is greater than Kd(490); and after a depth, approximatively at the chlorophyll maximum, they decrease with depth, with the former being smaller than the latter.     

南沙深海沉积物中石油降解菌的分离鉴定和多样性分析

为了解我国南沙海域中石油降解菌的多样性,认识其在环境自净中作用并获得用于石油污染生物修复的菌种资源,以不同链长烷烃及支链烷烃对南沙深海沉积物样品进行富集与烃降解菌的分离鉴定,并结合16S rRNA基因文库和DGGE技术对降解菌群的结构进行了分析.结果表明：通过16S rRNA基因文库构建及PCR-DGGE分析发现,不同链长烷烃富集后的菌群中,食烷菌（Alcanivorax）在各降解菌群中都是绝对优势菌;另外,除烃海杆菌（Marinobacter hydrocarbonoclasticus）、海绵假单胞菌（Pseudomonas pachastrellae）,以及Idiomarina与Kangiella属的细菌也是菌群中较重要的优势菌.此外,通过2种平板培养基从烷烃富集的降解菌群中分离获得了8个不同属的细菌.本研究还首次发现Kangiella属（食烷菌科）的细菌可能参与了烷烃降解.南沙沉积物烷烃降解菌多为γ-Proteobacteria;其中,食烷菌科（Alcanivoraceae）（Alcanivorax与Kangiella属）的细菌在降解菌群中是绝对优势菌,假单胞菌与海杆菌在烷烃降解过程中也起着重要作用.