新生产力——一个新的海洋学研究领域

新生产力的概念最初由Dugdale等(1967)提出,近年来由于全球变化研究的发展,赋予了新的含义。它不仅反映了海区的群落净生产能力,同时也是海洋真光层对于大气中CO_2的净吸收的一种度量。新生产力研究已经成为当今海洋研究的前沿领域,它涉及海洋生态学、生物海洋学、生物地球化学和物理海洋学的研究,具有重要的理论意义和实际意义。新生产力的基本研究方法是~(15)N示踪法,此外,还可应用沉积物捕集器法、f比推算法、物理模型法、真光层净产氧量法、~(234)Th滞留时间法、物质通量模型法以及遥感等方法进行观测或推算。新生产力的研究已被纳入一些国际重大联合研究计划,如JGOFS,GLOBEC等,在短短的几年时间里已取得了迅速的发展,90年代将在更大范围和深度上展开研究,并将对全球新生产力水平有一个较精确和全面的了解。     

IODP 302航次——北冰洋中部古海洋及构造的演化

2004年8月7日9月17日，北冰洋的勘探和研究将揭开历史的新篇章，3艘破冰船驶向北极实施钻探．站位在距北极250km、水深800m的北冰洋中部的Lomonosov脊，钻探取心深度为海底之下500m，用以研究北冰洋的地质历史。同     

古海洋溶解氧与缺氧和富氧问题研究

西藏南部晚白垩世红色灰岩层为大洋富氧条件下的沉积产物,红色灰岩层内有机碳极低,生物极其繁盛,碳同位素偏低,但从上往下又呈增高趋势。溶解氧含量在古海洋演化史中是非线形波动变化的,既有全球溶解氧含量偏低时期（缺氧条件）,也有全球溶解氧含量偏高时期（富氧条件）,古海洋溶解氧含量重建和富氧问题的解决对于理解大洋循环、古气候、生命绝灭、地质事件以及有机质演化具有十分重要的科学意义     

海洋异养细菌生物量与生产力的研究方法

随着人类对海洋生态系统的不断研究和探索,海洋异养细菌在海洋生态系统物质循环、能量流动及维持海洋生态系统多样性与稳定性方面的重要性被人们广泛认可并展开深入研究。国际领域的一些有关海洋与全球变化的重大研究项目如:全球海洋生态系统动力学研究、全球海洋通量联合研究及     

南海晚第四纪古生产力变化机理：一个悬而未决的问题

重建古生产力变化是古海洋学研究的重要方面。本文综述了以往南海晚第四纪古生产力的研究成果,浅析了南海生产力变化的控制因素。南海北部和南部的古生产力变化模式有明显差异,具体表现在：南海北部具有冰期生产力高、间冰期生产力低的特点,而南海南部具有冰期生产力低、间冰期生产力高的特点。造成南海北部和南部生产力变化空间差异的原因尚待查明,本文提出河流、风尘、南海大洋环流等都是造成南海生产力区域差异的潜在控制因素。     

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…     

白令海DSDP188站氧同位素3期以来的古海洋与古气候记录

白令海南部DSDP188站沉积物生源组分分析显示,该地区表层生产力在MIS3早、晚期(3.3和3.1)以及MIS2期增加,而其他时期表层生产力相应降低,并且表层生产力的变化没有显示明显的冰期与间冰期旋回。沉积物的C/N比值反映了有机碳的混合来源,说明该地区表层生产力可能受陆源营养物质输入的影响。该站位沉积物的非生源组分分析显示,MIS3早、晚期陆源物质输入量增加,反映洋流加强和气候变化。MIS2出现两次陆源物质输入量的增加,显示了洋流和气候的波动。MIS3和末次冰消期碳屑丰度增加,但MIS2降低,指示MIS3和MIS1陆地天然火灾概率大,而MIS2天然火灾概率低,反映间冰期比冰期更容易发生天然火灾。     

西太平洋特定海域15万年以来古海洋学研究

本文是我们近年来对西太平洋特定海域进行古海洋学研究的成果概述和讨论。古海洋学是多学科、综合性边缘科学。主要是通过对海底沉积物所进行的多项分析,包括:稳定同位素地层、地球化学元素地层、古生物地层及气候地层学方法,恢复近15万年以来古海洋环境,诸如古海流、古温度、古盐度、古季风等。     

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.     

热带西太平洋沉积物浮游有孔虫壳体发育过程的三维重建与壳体形态对生态和古海洋的指示意义

浮游有孔虫钙质骨骼的生物学功能及其作用机制尚不完全清楚,之前的研究认为壳体通过提供负浮力在调节浮游有孔虫的受力平衡中起作用。然而,很少有研究对浮游有孔虫的个体发育过程进行重建和定量分析以揭示在其生命过程中壳体的功能。本研究利用同步辐射X射线断层显微术（SRXTM）重建了来自热带西太平洋沉积物岩芯中的6个不同属种的浮游有孔虫壳体的个体发育。通过计算每个腔室形成前后的壳体和细胞质的总质量,能够确定整个个体发育过程中的平均密度变化模式。不同生态位属种的平均密度变化模式差异显著,表明浮力调节可能与生命周期中的垂直迁移有关,尤其是对于无刺浮游有孔虫属种。个体发育过程中的平均密度变化模式揭示了整个个体发育过程中浮力调节的范围,这可能是影响无刺浮游有孔虫属种垂向迁移的因素之一。此外,浮游有孔虫的形态演化可能涉及对生活水体垂直结构变化的适应。     

Pliocene export production and terrigenous provenance of the Southern Cape Basin, southwest African margin

We have analyzed 33 Pliocene bulk sediment samples from Ocean Drilling Program Site 1085 in the Cape Basin, located offshore of western Africa in the Angola–Benguela Current system, for 17 major and trace elements, and interpreted their associations and temporal variations in the context of an allied data set of CaCO₃, opal, and C_org. We base our interpretations on elemental ratios, accumulation rates, inter-element correlations, and several multi-element statistical techniques. On the basis of qualitative assessment of downhole changes in the distributions of P and Ba, utilized as proxies of export production, we conclude that highs in bulk and biogenic accumulation that occur at 3.2 Ma, 3.0 Ma, 2.4 Ma, and 2.25 Ma were caused by increases in export production as well as terrigenous flux, and record a greater sequestering of organic matter during these time periods. Studies of refractory elements and other indicator proxies (SiO₂, Al₂O₃, TiO₂, Fe₂O₃, MgO, V, Cr, Sr, and Zr) strongly suggest that the terrigenous component of the bulk sediment is composed of two compositional end-members, one being ‘basaltic’ in composition and the other similar to an ‘average shale’. The basaltic end-member comprises approximately 10–15% of the total bulk sediment and its presence is consistent with the local geology of source material in the drainage basin of the nearby Orange River. The increase in bulk accumulation at 2.4 Ma appears to reflect a greater relative increase in basaltic input than the relative increase in shale-type input. Although studies such as this cannot precisely identify the transport mechanisms of the different terrigenous components, these results are most consistent with variations in sea level (and associated changes in shelf geometry and fluvial input) being responsible for the changing depositional conditions along the Angolan Margin during this time period.     

Diatom Assemblage and Productivity Changes during the Last 340,000 Years in the Subarctic Pacific

Diatoms represent the major part of the microfossils preserved in the subarctic Pacific sediments. During the warm climate intervals the diatom accumulation rate (DAR) tended to increase, whereas it tended to decrease during the cold intervals. Principal component (PC) analysis of the fossil diatom assemblages in Piston Core KH99-3 ES samples from the subarctic Pacific was carried out to investigate the paleoceanographic conditions of the area. PC1 (59.9% of the total variance) was represented by Neodenticula seminae, a characteristic species representing the high nutrient concentrations, which dominated during the interglacial periods. The DAR and PC changes can be attributed to a global origin that is influenced by the nutrient change due to intermediate water change and to a local one that is explained by the change of upwelling region. The analysis of PC2 (17.1% of the total variance) indicates the change of water mass in the western subarctic Pacific. During Marine Isotope Stages (MIS) 2 and 3, the western subarctic Pacific region was significantly influenced by the sea-ice, which may have been derived from the coastal region or a proximal marginal sea. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

遥感海洋初级生产力的生物－地理动力学问题

卫星遥感为大尺度海洋观测提供了一种可行方法。卫星资料应用于海洋初级生产力研究中最重要的是建立由海洋水色遥感资料得出的色素浓度计算初级生产力的合适算法。由于植物生理学方面的问题，建立一个合适的初级生产力算法有一定的困难。了解和确立水体中浮游植物的生理速率参数与分布结构动态是必要的。本文在分析水下光场和藻类光合作用光谱响应基础上，阐述了海洋初级生产力遥感中的生物－地理动力学问题。     

热带西太平洋海洋事件与初级生产力的关系

本文依据“中、美热带西太平洋联合调查研究”资料,分析了正常年份,El Ni(?)o及La-Nina事件热带西太平洋165°E断面(10°N～6°S)的初级生产力。结果发现,El Ni(?)o及La-Nina期间热带西太平洋165°E断面的海洋初级生产力较正常年份分别增加50%和70%左右。     

海洋盐指演化过程的数值模拟

盐指现象的数值模拟研究对理解小尺度海洋动力学过程具有十分重要的意义。本文建立了二维方腔模型,通过有限体积法求解控制方程,对盐指现象的演化过程进行了模拟计算和数值分析,在热瑞利数为(1.12～2.24)×107的变化范围内,展示并对比了不同粘滞系数、热瑞利数和盐瑞利数情况下的盐指现象,发现随着粘滞系数的增加,盐指的演变速率变慢,生成数目减少;热瑞利数的增加对盐指的演变速率具有抑制作用,而盐瑞利数的增加则对其具有促进作用。     

海洋中DMSP的研究进展

DMSP(dimethylsulfoniopropionate,β-二甲基巯基丙酸内盐)作为DMS(dimethylsulfide,二甲基硫)的前体,是1种重要的生源硫化物。根据其在海洋生态系统和生物地球化学循环中所起着的重要作用,作者综述了国内外海洋科学工作者十几年来在EMSP研究方面的进展。     

塔里木盆地志留系古海洋沉积环境的元素地球化学特征

通过对各元素的系统分析,塔里木盆地志留系水体基本属于正常海水。纵向上柯坪塔格组中段与上段的分界处古盐度最低;塔塔埃尔塔格组下段沉积时期古盐度最高,可能为局限海沉积。横向上塔中北部地区盐度较高,并且盐度变化大;通过古水深分析,志留系沉积时期为浅海沉积,盆地西北部为海水入口处,并通过稀土元素分析确定了沉积物的来源方向,盆地中央的沉积物具有同源性,来源于周围的沉积地层。根据化学岩石学分析,塔里木盆地志留系砂岩类型比较复杂,从石英砂岩到岩屑砂岩、长石砂岩都有分布。砂岩的母岩中斜长石含量比钾长石要高,可能在花岗闪长岩和花岗岩2个端员之间变化。     

海蜇养殖港塭微型浮游动物的摄食和生产力研究

通过对山东省靖海湾海蜇养殖港塭定期采样,采用稀释法研究该海蜇养殖港塭水体中浮游植物的生长率、微型浮游动物对浮游植物的摄食率、摄食压力以及微型浮游动物的生产力。研究结果表明,海蜇养殖港塭微型浮游动物组成比较简单,海蜇养殖期间微型浮游动物丰度低于海蜇捕捞结束期。其中,海蜇养殖期间微型浮游动物的优势种为根状拟铃虫(Tintinnopsis radix),为600~2 600 ind/L,而海蜇捕捞结束后优势种为根状拟铃虫、诺氏麻铃虫(Leprotintinnus nordquisti)和运动类铃虫(Codonellopsis mobilis),丰度分别为3 000~6 000、1 500~3 0001、500~3 000 ind/L。研究期间,该港塭浮游植物生长率为0.05~1.03 d-1。微型浮游动物的摄食率为0.24~2.37 d-1,对浮游植物现存量的摄食压力为21.10%~90.61%,对潜在初级生产力的摄食压力为77.08%~583.68%,而微型浮游动物的次级生产力占初级生产力的22.92%~76.92%。本研究表明微型浮游动物在海蜇养殖港塭生态系统物质和能量流动中起着重要作用。     

白令海北部陆坡23 ka以来古生产力变化及其对海冰扩张的响应

本文基于白令海北部陆坡ARC6-B11岩心的沉积物粒度、颜色反射率、有机碳/氮含量和高分辨率化学元素XRF扫描数据,结合底栖和浮游有孔虫AMS14C测年资料,重建了研究区23 ka以来至中全新世的沉积记录,重点研究了海冰的扩张变化对生产力和沉积物输入的影响。研究结果显示,末次盛冰期白令海北部陆坡受到海冰南向扩张的影响而生产力较低,沉积物中砂粒级和冰筏碎屑（IRD）含量较高。HS 1时期由于受到常年冰的覆盖,沉积物中砂粒级和IRD含量存在低值,沉积物中较高的总有机碳（TOC）含量受陆源有机质的影响较大,异常的TOC含量峰值主要受到低海平面和海冰形成过程产生的富氧水团控制下的高浓度细粒物质携带的陆源有机质的快速沉积作用的影响,难以作为反映白令海古生产力的替代指标。B/A暖期和全新世生产力较高,在B/A暖期存在Ca/Ti峰值现象,Ca/Ti峰值现象的产生与碳酸盐补偿深度增加有关,水体通风条件的改变可能起到一定的作用,也不能忽视颗石藻对其产生的潜在影响。