长江口水下三角洲泥质区近期沉积物粒度变化特征及其影响因素

河口水下三角洲是河流和海洋环境共同作用的产物,沉积地层中蕴藏了许多环境变化信息.在长江口水下三角洲泥质区采集了柱样SC09,首先利用放射性同位素210Pb确定了沉积柱样的平均沉积速率,其次对沉积柱样以0.2 cm间隔进行高分辨率取样,获得了沉积物粒度参数,然后提取了沉积物粒度敏感组分,并对其进行了经验模态分解(EMD)...     

长江口外近海表层沉积物粒度的级配特性及其意义

依据采自长江口外近海的22个表层沉积物样品的粒度分析资料,运用多元统计分析以及粒级对比等方法对沉积物的级配特性及意义进行了研究。结果表明研究区沉积物粒度数据中>6Φ,4~6Φ,<4Φ粒级分别具有不同的特征,因子得分区分别对应长江口泥质区、浙闽沿岸泥质区和粉砂-砂质区。从长江口向南至闽浙泥质带,表层沉积物中值粒径从6.9Ф变为7.2Ф,逐渐变细,符合沉积物“机械分异”规律,并呈连续分布,中间并无明显的间断。通过对粒度分布曲线的对比研究认为:>5Φ(<32μm)粒级沉积物主要是现代陆源沉积物,其中>6Φ(<16μm)粒级相对含量与离物源区距离有很好的相关关系,可能是示踪长江入海沉积物的良好粒级区间;<4Φ(>63μm)粒级沉积物在河口区以外的近海主要来源于陆架残留沉积的改造和再搬运。     

长江口泥质区18#柱样的现代沉积速率及其环境 指示意义

通过对长江口泥质区18#柱样进行137Cs和210Pb同位素测年分析,得到了柱样站点的现代沉积速率。结果表明,近50多年来沉积速率较大,且呈现阶段性差异：由137Cs时标计年法得到柱样1954—1964年的沉积速率为5.9 cm/yr,1964—2006年减小为 3.36 cm/yr;沉积柱样的210Pb剖面呈两段分布,由此得到沉积速率120～225 cm为5.47 cm/yr,对应于18～100 cm减小为4.58 cm/yr。对比分析两种方法得出沉积速率开始减小的时间为1968—1972年,并且采样点区域表层可能出现侵蚀现象,为研究长江口泥质区环境演变提供了依据。     

浙闽沿岸泥质区沉积物粒度组分对长江入海输沙量减少的响应

自1950年以来,长江入海输沙量呈阶段性减少趋势;作为长江远端泥,长江入海输沙量的“减沙”效应在浙闽沿岸泥质区是否有相应的沉积信号？若有,该如何进行提取和解译？为探讨以上问题,在浙闽沿岸泥质区采集柱状样5根,进行了高分辨率(2 mm)的粒度测试,并通过端元分析手段分离出4个端元。结合研究区物源及水动力的空间差异,发现各端元有其特定的指示意义：EM1组分(众数粒径约为2 μm)为长江来源的极细粒物质;EM2组分(众数粒径约为10 μm)主要为长江及浙闽沿岸中小河流的细颗粒物质,但以长江为主;EM3组分(众数粒径约为80 μm)主要为台湾暖流带来的较粗粒物质;EM4组分(众数粒径约为200 μm)为长江输运的粗颗粒物质。进一步分析发现,EM1组分对长江入海输沙量的阶段性减少有较好的响应关系：由浙闽泥质区北部至南部响应强度依次降低;在响应时间上存在滞后现象,且从北到南滞后时间增加,由北部的4～6年增加至南部的10～14年。总体来看,细颗粒组分更能反映长江流域变化信息,且泥质区的不同位置对流域变化信息的响应强度差异显著。     

东海近岸泥质区柱状沉积物的百年内沉积粒度变化及其影响因素

通过对东海近岸泥质区ZC13 和ZA3 柱状沉积物的²¹⁰Pb 同位素测年和粒度分析, 分别得到了两柱状沉积物的沉积速率以及粒度特征。结果显示: ZC13 和ZA3 柱状沉积物低端对应的沉积年代分别为55 a(1955～2009 年)和140 a(1871～2010 年), 平均沉积速率为0.89 cm/a 和0.82 cm/a。ZC13 柱状沉积物以砂质粉砂为主; ZA3 柱状沉积物由顶部至100 cm 粒度组分及相关参数变化稳定, 岩性上表现为较细的黏土质粉砂, 显示较为稳定的沉积环境; 100 cm 以下岩性总体上表现为较粗的粉砂质砂, 粒度参数变化较大, 表明沉积环境受到一定的扰动。研究认为, 粒度随年代的变化受沉积物来源及沉积动力的影响。这些研究结果为研究东海近岸海域环境演变提供了研究依据。     

东海北部泥质区敏感粒度组分对东亚季风演变的响应

运用粒级-标准偏差方法对FJ04孔146 cm以上部分进行敏感粒度组分分析与提取,证明选取的敏感粒度组分是本区重要的环境替代性指标,其平均粒径的变化可以用来指示东亚季风的强弱.获得了东海北部泥质区3 kaBP以来东亚冬季风强度的演化过程,结果表明东亚季风经历了两个主要的演变阶段:①3～1.15 kaBP为东亚冬季风较弱,中等程度波动阶段,期间也存在几次冬季风加强期;②1.15 kaBP到现代为东亚冬季风强盛、高频率波动阶段.1.15 kaBP是一个明显的转折点,此外,3 kaBP来敏感粒度组分平均粒级的变化还记录了11次冬季风增强事件,与全球其他地区的气候记录具有极好的对应关系,但在不同的地区的响应程度不同,说明气候变化存在全球一致性和区域响应的特殊性.     

中国东海北部泥质区敏感粒度组分对东亚季风演变的响应

本文运用粒级一标准偏差方法对FJ04孔146cm以上部分进行敏感粒度组分分析与提取,证明选取的敏感粒度组分是本区重要的环境替代性指标,其平均粒径的变化可以用来指示东亚季风的强弱。获得了东海北部泥质区3ka以来东亚冬季风强度的演化过程,结果表明东亚季风经历了两个主要的演变阶段：①3．1．15kaB．P．为东亚冬季风较弱,...     

长江口启东嘴潮滩沉积特征及对人类活动的响应

随着社会经济的快速发展,潮滩受到的人类活动的影响也越来越大.长江口启东嘴潮滩位于江苏海岸与长江岸线交汇处,现代人类活动不断增强,潮滩沉积环境发生显著变化.对采集的四个岩芯沉积物进行了粒度分析.结果表明:(1)岩芯QDZ-1、QDZ-2、QDZ-3沉积物主要为粉砂,体现了潮滩沉积的一般规律,从底部到表层沉积物逐渐变细.在...     

近百年来黄河改道及输沙量变化对山东半岛泥质楔沉积物粒度特征的影响

对山东半岛泥质楔柱状样进行沉积物粒度分析,并在210Pb测年基础上结合黄河年输沙量、悬浮泥沙粒径、河口位置及沿岸流强弱替代指标等数据研究近百年来黄河改道及输沙量变化对远端沉积区沉积特征的影响。研究结果显示,研究区沉积物粒度的变化是黄河入海泥沙特征和沿岸流等水动力作用共同影响的结果。1884–1939年及1947–1999年,研究区沉积物粒度特征的变化主要受到沿岸流强弱的影响;1939–1947年及1999–2012年,受1938–1947年花园口决堤以及20世纪90年代末以来黄河年输沙量持续偏低致使源区泥沙不足的影响,沉积物粒度相对粗化,与沿岸流强度的相关性减弱。与黄河入海泥沙近端沉积区不同,研究区粒度特征对黄河尾闾改道事件不敏感,且对花园口决堤及年输沙量低于临界值的响应有一定程度的延迟,这与该区沉积物经历了再悬浮过程及中间复杂的物质混合有关。黄河改道及输沙量变化仍然是远端沉积区沉积特征演化不可忽视的因素。     

三峡工程对长江口区沉积结构及地球化学特征的影响

长江是我国第一大河,每年入海径流量平均近1万亿立方米,入海泥沙达4.9亿吨。三峡工程建成后将使长江中下游及河口地区的水、沙运行规律发生一系列的变化,这对长江口及其邻近海域的生态环境和水下三角洲的沉积环境和沉积过程将产生什么样的影响,是人们所关注的问题之一。 1985年8月-1986年10月中国科学院海洋研究所开展了“三峡工程对长江河口区生态与环境的影响和对策”的研究,“三峡工程对长江口区沉积结构及其地球化学特征的影响”的研究为其主要组成部分。先后进行了5个航次的调查。本专题调査区西自121°30''E,东至123°30''E,南起舟山群岛北(30°45''N),北达启东咀外(32°00′N),面积约2万平方公里。航线及站位示于图1。通过调查获得长江洪水期与枯水期的大量沉积物、悬浮体及箱式沉积物样品和浅地层剖面资料,经过室内沉积物粒度、重矿物、粘土矿物、化学、能谱、光谱及沉积物ⅹ光构造照相等分析研究,初步了解了长江口水深5-10m以外和邻近海域的沉积环境及地球化学特征;结合有关资料,通过综合分析,初步提出了三峡工程对河口区沉积环境可能产生的影响的报告。调查研究海区处于河海相互作用的水域,情况十分复杂,在如此短的时间内,对其错综复杂的过程难以作出全面深人的了解和论断,还有很多问题有待进一步的调查研究。     

长江口及废黄河口海域表层沉积物中多环芳烃分布特征和生态风险评价

2015年10月采集长江口及废黄河口51个沉积物样品,对沉积物中的多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)的含量进行测定,探讨长江口及废黄河口海域表层沉积物中PAHs的分布组成、来源及潜在的生态风险评价。总PAHs的含量范围为4.23~292.39 ng/g,平均值含量为67.40 ng/g。研究区样品的PAHs含量呈现"北部低南部高"的空间分布特征,舟山群岛东部区域PAHs含量普遍偏高,长江口次之,废黄河口最低。与国内其他海区相比,研究区域PAHs总体处于中低等污染水平。运用统计分析和特征比值法对来源进行分析,研究区域沉积物中PAHs主要是以4环、5环为主,来源分析显示PAHs的主要来源为各类燃烧源及石油源的混合来源。根据效应区间低/中值法(ERL/ERM)评价结果显示,长江口及废黄河口海域的潜在生态风险很小,但对生态有一定的潜在威胁,也应该引起重视。     

Grain size composition and transport of sedimentary organic carbon in the Changjiang River (Yangtze River) Estuary and Hangzhou Bay and their adjacent waters

Surface sediments from the Changjiang River(Yangtze River) Estuary,Hangzhou Bay,and their adjacent waters were analyzed for their grain size distribution,organic carbon(OC) concentration,and stable carbon isotope composition(δ13C).Based on this analysis,about 36 surface sediment samples were selected from various environments and separated into sand(0.250 mm,0.125–0.250 mm,0.063–0.125 mm) and silt(0.025–0.063 mm)fractions by wet-sieving fractionation methods,and further into silt-(0.004–0.025 mm) and clay-sized(0.004mm) fractions by centrifugal fractionation.Sediments of six grain size categories were analyzed for their OC andδ13C contents to explore the grain size composition and transport paths of sedimentary OC in the study area.From fine to coarse fractions,the OC content was 1.18%,0.51%,0.46%,0.42%,0.99%,and 0.48%,respectively,while theδ13C was –21.64‰,–22.03‰,–22.52‰,–22.46‰,–22.36‰,and –22.28‰,respectively.In each size category,the OC contribution was 42.96%,26.06%,9.82%,5.75%,7.09%,and 8.33%,respectively.The OC content in clay and fine silt fractions(0.025 mm) was about 69.02%.High OC concentrations were mainly found in offshore modern sediments in the northeast of the Changjiang River Estuary,in modern sediments in the lower estuary of the Changjiang River and Hangzhou Bay,and in Cyclonic Eddy modern sediments to the southwest of the Cheju Island.Integrating the distribution of terrestrial OC content of each grain size category with the δ13C of the bulk sediment indicated that the terrestrial organic material in the Changjiang River Estuary was transported seaward and dispersed to the Cyclonic Eddy modern sediments to the southwest of the Cheju Island via two pathways:one was a result of the Changjiang River Diluted Water(CDW) northeastward extending branch driven by the North Jiangsu Coastal Current and the Yellow Sea Coastal Current,while the other one was the result of the CDW southward extending branch driven by the Taiwan Warm Current.     

Spatial distribution and deposition history of nonylphenol and bisphenol A in sediments from the Changjiang River (Yangtze River) Estuary and its adjacent East China Sea

Nonylphenol(NP) and bisphenol A(BPA) are endocrine disruptors causing harmful effects including feminization and carcinogenesis to various organisms,and consequently,their contamination in natural environment has received wide concerns.This study reports the distribution characteristics of NP and BPA in surface sediments and their deposition history based on a dated sediment core in the Changjiang River(Yangtze River) Estuary and its adjacent East China Sea.The contents of NP and BPA in surface sediments ranged from 1.56-35.8 and 0.72-13.2 ng/g(dry mass),respectively,with high values recorded in the two mud zones,the Changjiang River Estuarine Mud Zone and the Zhejiang Coastal Mud Zone.High values in the Zhejiang Coastal Mud Zone suggest the possibility of long distance transport of both contaminants through the Changjiang riverine plume.The contents were not correlated with the distance from the pollution source,indicating other factors including particle deposition rate and sediment grain size obviously affecting the distribution pattern.NP was also detected in a sediment core at layers deposited from the year of 1971 to 2001 with contents of up to 20.9 ng/g(dry mass).The deposition fluxes of NP varied from 0.68 to 17.9 ng/(cm2 · a) with peaks and valleys reflecting the traces of economic development history in China during the previous three decades.BPA was detected at sediment layers deposited from 1973 to 2001 with contents of up to 3.66 ng/g.The fluxes of BPA varied from 0.62 to 3.13 ng/(cm2 · a) showing a similar pattern as NP.The contents of NP and BPA also indicated potential risks on benthic organisms in the study area.     

长江口南北槽分流口洪季水沙变化过程研究

河口分流口的水沙变化过程是影响河口三角洲发育的核心环节,对下游河势的稳定起着关键性的作用。本文通过对北槽二、三期工程前后的南北槽分流口河段洪季大潮期间的同步水沙观测数据进行分析,以探讨长江口深水航道工程整治对分流口水沙过程的影响。结果表明:(1)北槽二期工程到三期工程后,分流口洪季以落潮优势流、优势沙为主的格局基本没有发生改变,但南槽优势流、优势沙出现略有变大,而北槽略有变小现象;(2)分流口洪季的水体输移主要受控于欧拉余流的变化,除北槽入口段水体净输移量一直较小外,其他河段在二、三期工程实施期间均有大幅提升,其中斯托克斯余流变化不大,拉格朗日余流与欧拉余流变化相一致,南槽呈波动状上升,北槽先增后减;(3)在二期到三期工程期间,北槽分流比明显减小,入口段落潮流速减小,含沙量较高,水体输移量降低,输沙强度减弱,由此导致二期工程以来北槽入口河段淤积强度加重。     

江苏灌河口沉积物粒度组分特征及沉积速率研究

为了研究灌河口海区的沉积环境,利用激光粒度仪对位于灌河口的柱状样 GH-1孔进行了沉积物粒度分析,根据粒级-标准偏差方法对此柱状样的环境敏感粒级进行了计算,并结合对粒度概率曲线图的分析来对该区域进行沉积环境的研究,从而探讨了该环境敏感粒度组分的环境指示意义。在研究区内确定环境敏感粒度组分为250~32μm,32~16μm,代表沉积过程中的两种动力机制,分别是风暴流和沿岸流。通过该柱状样的210Pb测年可以得到沉积速率和沉积环境的变化,上段沉积速率较大为1.9 cm/a,下段20 cm沉积速率较低为0.4 cm/a。     

Peaked abundance of Calanus sinicus earlier shifted in the Changjiang River (Yangtze River) Estuary: a comparable study between 1959, 2002 and 2005

The sea surface temperature (SST) of the East China Sea (ECS) increased in the past decades,which may have a great impact on the ecosystem of the ECS,including the changes in plankton-population structure.In this paper,the changes in peaked abundance of Calanus sinicus in the Changjiang River (Yangtze River) Estuary were compared between 1959 and 2002,based on the data collected from the seasonally oceanographic cruises and those performed in spring of 2005.It was much higher in spring compared with that in other seasons both in 1959 and 2002.Furthermore,in spring 2005,the time for occurrence and decrease of the peaked C.sinicus abundance advanced about one month, accompanying the increase in the sea surface water temperature (SST).It peaked in June and decreased in July in 1959,however,in 2005,it peaked in May and attenuated sharply in early June.The earlier decrease of peaked C.sinicus abundance may further deteriorate the ecosystem in the Changjiang River Estuary and north nearshore of the ECS.