白令海北部表层沉积物中的生源组分分布特征及其古海洋学意义

对中国首次和第3次北极科学考察在白令海北部所采取的29个表层沉积物中的TOC、生源Opal和CaCO3含量等进行了研究,结果发现,TOC的高值出现在外陆架至中陆架区,其次为海盆区,白令海峡至内陆架最低;Opal的高值出现在海盆至陆坡边缘区,其次为外陆架至中陆架,白令海峡至内陆架最低;CaCO3的高值出现在内陆架至中陆架区,外陆架至海盆最低。外陆架至中陆架区高的TOC和Opal与该区现代上层水体中较高的叶绿素浓度和营养盐含量有关,反映了上层水体季节性的浮游植物勃发和高的初级生产力。内陆架至中陆架区域相对高的CaCO3可能与浮游植物颗石藻Emiliania huxleyi长期持续的勃发有关,而外陆架至海盆低的CaCO3可能与CaCO3溶解作用相关。外陆架和中陆架高的TOC和Opal可能来源于浮游生物的勃发和有机碳的输入。它们的Corg/N值介于6~9之间,说明其有机质主要来源于海洋自生的沉积,有机碳的输入可能受生物泵的控制。TOC和Opal的相关性分析显示了较高的相关系数(0.71),反映有机碳与硅藻关系密切,硅藻等浮游植物的初级生产力可能控制着生物泵对碳的吸收和释放。     

不同海区石英悬浮体颗粒表面微结构特征及其成因

悬浮石英颗粒表面在不同的水动力环境中会形成一些特有的表面结构,对这些特点的研究有助于理解微小颗粒在水中的行为以及沉积环境的变化。基于对在不同海区采取表层和不同深度的悬浮石英颗粒表面结构的扫描电镜的观察, 发现在水动力较强的南海海域石英颗粒表面大多呈现出机械作用成因的结构,化学溶蚀痕迹不明显;马六甲海峡、孟加拉湾南部海域、阿拉伯海东部海域站位石英颗粒表面开始出现明显的化学溶蚀痕迹,为机械-化学溶蚀作用的结果;莫克兰海沟站位表层样品石英颗粒表面化学溶蚀作用强烈,随着深度的增加,溶蚀作用减弱,200m水深以下,石英颗粒表面的结构主要为机械-化学溶蚀作用的结果。中国南海西南部3号站位、马六甲海峡北部7号站位以及孟加拉湾南部的11号站位的表层石英悬浮体颗粒较大,可以达到10μm左右,大于其他海区的石英颗粒(3～4μm)。研究海区海水中悬浮体石英颗粒大都呈现棱角状,表现为近源沉积,偶尔可见磨圆度较好且表面有新月形撞击坑,推测可能为风尘沉积。     

秋季东海内陆架悬浮体分布特征

秋季是处于夏、冬季之交的过渡季节,夏季风减弱、冬季风增强的背景下海洋水文泥沙环境有独特特征,关于该时期悬浮体分布特征的研究较少.本文基于东海内陆架2016、2017与2018年秋季悬浮体及温盐数据,分析该海域秋季悬浮体浓度的水平和垂向分布特征.结果表明:悬浮体浓度近岸高于远岸,浓度等值线大致平行于等深线,近底层悬浮体浓...     

南黄海悬浮体浓度的平面分布特征及其输运规律

重点分析和探讨了南黄海悬浮体浓度的平面分布及其水平输运,结果显示悬浮体浓度具有显著的空间区域化分布特征,其与该海域环流场的布局和季节转换存在良好的对应关系,南黄海环流是该海域悬浮体运移的主要动力和控制因素;江苏近岸海域在一年四季均为悬浮体浓度的最高值区,其悬浮体主要来源于潮流和海浪所引起的沉积物再悬浮以及苏北沿岸水的携带和输送,而且夏季悬浮体在该海域的累积还可为冬半年在黄海西部沿岸流作用下将其输运至东南海域提供很好的物源保证;长江口东北部海域在春、夏、秋三季出现东北向扩展的高值区,体现了长江冲淡水的影响;石岛外海在冬、春、秋三季也存在悬浮体浓度高值区,并具有向南黄海中部泥质区扩展的态势,这是鲁北沿岸流将现代黄河物质输运至此的结果。发现调查海域中部表底层在春秋季均存在云团状高值区,而且该海域悬浮体浓度自春季至秋季出现"双峰现象",这与春秋季水华期间浮游植物繁殖所产生的有机碎屑有关,并使作为悬浮体组成的海洋浮游生物有机质向沉积物转移,据此进一步指出这一物源可能对南黄海冷涡泥质区的形成、发育也具有一定的作用,该观点深化了对南黄海中部冷涡泥质区受上层生物活动影响以及泥质区物源的认识。     

渤黄海海域悬浮体季节性分布及主要运移路径

依据国家自然科学基金委公共航次2010年和2012年4个航次在渤黄海海域获得的现场悬浮体浓度数据及CTD海洋水文观测数据,结合MODIS L1B数据第4波段反射率值,建立了悬浮体浓度(SSC)与反射率强度的反演模型,反演了渤黄海海域表层悬浮体的月均分布。综合现场实测数据和遥感反演结果,研究渤黄海海域悬浮体的季节性变化特征。利用HYCOM数值模拟得到的各个层位流速数据,分析渤黄海海域主要断面的悬浮体扩散通量。结果表明,渤黄海海域表层悬浮体浓度高值区主要分布在黄河口莱州湾及渤海湾附近沿岸海域、山东半岛沿岸、苏北浅滩至长江口一带、罗洲群岛附近海域以及沿岸其他小河流入海口。渤黄海海域水体结构具有季节性变化特征。夏季,水体上下温差大、层化较强、水动力条件较弱,海域悬浮体浓度相对较低。而在冬季,海域气温较低,水体上下温差小,同时,渤黄海海域强劲的东北风盛行,水体混合强烈,海域悬浮体浓度较高。同时,黄海暖流和山东半岛沿岸流等流系加强,携带悬浮体的能力和效率均大大提高,冬季成为海域悬浮体输运的主要季节。在冬季,黄河三角洲沿岸、山东半岛沿岸以及苏北海岸等区域在强动力作用下的再悬浮成为海域的悬浮体主要来源。黄河三角洲沿岸再悬浮的沉积物通过渤海海峡的南端输入北黄海,在沿岸流的作用下悬浮体输送通量沿程增大,经过成山头海域后转向南输送,输送通量沿程减少,沉积物在黄海中部泥质沉积区汇聚。沉积动力的分析结果显示,冬春季节在山东半岛区域形成的混合锋面对悬浮体的输运路径有重要的影响。     

东海悬浮体的分布特征及其演变

悬浮体系指悬浮在水中,经过过滤能停留在滤膜或滤纸上的一切物质质点，其中包括泥沙颗粒、浮游生物及各种胶体物质等。悬浮体浓度分布是自然环境条件的综合反映，与物质来源，海洋环流、潮流、波浪等动力要素密切相关。因此，悬浮体浓度及运移途径是测试环境条件的重要参数，对其进行研究将对开发港口、合理利用土地资源、保护生态环境具有重要的实际意义，对于探讨现代沉积过程则具有理论意义。     

冬、夏季东海北部悬浮体分布及海流对悬浮体输运的阻隔作用

依据1987年6月、1996年12月、1997年2月和1998年7月在东海北部所取得的悬浮体、温度和盐度资料就该区冬季和夏季的悬浮体分布、影响因素和输运进行了研究,结果表明该区悬浮体分布具有明显的季节性变化,在中、外陆架区悬浮体含量冬季明显高于夏季.悬浮体的分布及输运受到东海环流、风暴和潮流等的影响,其中东海环流的季节性变化是主要影响因素.受台湾暖流的阻隔,冬季和夏季长江入海泥沙在东海基本不能越过124°00'E以东海域.黄海沿岸流携带着老黄河口水下三角洲的再悬浮沉积物向陆架东南扩散,其搬运的量和在中、外陆架区的扩散范围冬季显著大于夏季.在黄海暖流的阻隔下,陆架悬浮体冬季和夏季在32°N断面很少能扩散至126°30'E以东海域.台湾暖流和黑潮爬升水的阻隔作用使得冬季和夏季陆架悬浮体在P-N断面也基本不能扩散至陆架边缘.冬季在东海北部可有部分陆架悬浮体输送到冲绳海槽,但有区域性,其输送的可能位置是在P-N断面以北、32°N断面以南之黄海沿岸流向东南延伸的陆架边缘;夏季陆架悬浮体基本滞留在陆架区.     

白令海北部陆坡BR07孔年龄框架重建

通过对比白令海BR07孔与B5-4孔硅藻百分含量、颜色反射率等参数结果,综合建立了BR07孔年龄框架。根据该重建年龄结果,BR07孔年龄约为11.3~1.9 ka,平均沉积速率约为28.5 cm/ka,略低于B5-4孔。基于圆柱拟脆杆藻与塞米新细齿藻比值Fragilariopsis cylindrus含量/（Fragilariopsis cylindrus含量+Neodenticula seminae含量）重建的近万年来白令海海冰变化历史,记录到该区域末次冰消期以来包括新仙女木事件在内的3次冷事件以及1次暖事件,其中新仙女木事件约发生于距今11.3~10.7 ka,与格陵兰冰心记录对应值距今12.9~11.6 ka基本相近,这进一步佐证了该重建年龄比原始的全样有机碳AMS 14C测年结果更可信。     

南海三沙永乐龙洞悬浮体组分及其来源

三沙永乐龙洞位于南海北部永乐环礁上,水深达300m,是世界已知最深的海洋蓝洞。采用扫描电镜和能谱仪对2016年10月和2017年3月在永乐龙洞从表层到270m的24个不同深度采集的水体悬浮体组分进行了分析,发现悬浮体组分种类丰富,粒度差异大,来源/成因多样,可分为生源碎屑、陆源碎屑、自生矿物颗粒、有机包膜-海洋雪花和人工产物碎屑等5类。生源碎屑以碳酸盐为主,主要来自现代珊瑚礁的松散沉积物,是悬浮体的主要组分。陆源碎屑主要是造岩矿物如石英和长石,以及一些包括重矿物的副矿物,其中细小的陆源造岩矿物碎屑,有可能来自气溶胶沉降,粗粒碎屑可能来自附近琛航岛工程散落的海南岛沿岸海砂。自生矿物颗粒包括重晶石、球状微粒氧化铁集合体和纳米黄铁矿。纳米黄铁矿及其集合体出现在130m以深水体中,是含硫化氢的无氧极端水体的特定产物。有机包膜在生物降解过程中形成,有时包覆多个不同组分的颗粒,常呈片状漂浮在水体中,形成海洋雪花。人工产物碎屑包括多种金属碎屑、微塑料纤维丝和过硫化铅丝。金属碎屑可能来自船只金属部件耗损,微塑料纤维可能来自渔网残余。本文是首次有关海洋蓝洞悬浮体组分的系统报道。永乐龙洞悬浮体组分特色鲜明,对认识其生态系统和沉积记录有重要意义。     

北白令海透明胞外聚合颗粒物的含量与来源

透明胞外聚合颗粒物(TEP)是海水中大量存在的黏性颗粒物质,它对于海洋颗粒物的聚集、有机碳的埋藏、食物网物质的传递、痕量金属的清除与迁出等均起着重要作用。本研究开展了夏季北白令海陆架、陆坡和海盆区透明胞外聚合颗粒物含量和分布的研究。结果表明,北白令海TEP含量介于34~628 mg/m3(Xeq)之间,其中陆架、陆坡和海盆区TEP的平均含量分别为240, 145和83 mg/m3(Xeq),整体呈现由陆架向外海降低的趋势。在陆坡和海盆区,TEP含量随着深度的增加而降低,但在陆架近底层水中,观察到TEP高含量的特征,与近底层水高的TSM, POC相对应。TEP与荧光强度、TSM、POC等的关系分析显示,研究海域TEP存在两个来源,其一为海洋上层水体的浮游生物,其主要贡献于陆架上层、陆坡和海盆水体;其二为陆架沉积物的底栖生物,其通过沉积物再悬浮贡献于陆架近底层水。     

白令海陆架区夏季水文分布特征及年际变化

On the basis of the CTD data obtained within the Bering Sea shelf by the Second to Sixth Chinese National Arctic Research Expedition in the summers of 2003, 2008, 2010, 2012 and 2014, the classification and interannual variation of water masses on the central Bering Sea shelf and the northern Bering Sea shelf are analyzed. The results indicate that there are both connection and difference between two regions in hydrological features. On the central Bering Sea shelf, there are mainly four types of water masses distribute orderly from the slope to the coast of Alaska: Bering Slope Current Water(BSCW), MW(Mixed Water), Bering Shelf Water(BSW) and Alaska Coastal Water(ACW). In summer, BSW can be divided into Bering Shelf Surface Water(BSW_S) and Bering Shelf Cold Water(BSW_C). On the northern Bering Sea shelf near the Bering Strait,it contains Anadyr Water(AW), BSW and ACW from west to east. But the spatial-temporal features are also remarkable in each region. On the central shelf, the BSCW is saltiest and occupies the west of 177°W, which has the highest salinity in 2014. The BSW_C is the coldest water mass and warmest in 2014; the ACW is freshest and mainly occupies the east of 170°W, which has the highest temperature and salinity in 2012. On the northern Bering Sea shelf near the Bering Strait, the AW is saltiest with temperature decreasing sharply compared with BSCW on the central shelf. In the process of moving northward to the Bering Strait, the AW demonstrates a trend of eastward expansion. The ACW is freshest but saltier than the ACW on the central shelf,which is usually located above the BSW and is saltiest in 2014. The BSW distributes between the AW and the ACW and coldest in 2012, but the cold water of the BSW_C on the central shelf, whose temperature less than 0°C, does not exist on the northern shelf. Although there are so many changes, the respond to a climate change is synchronized in the both regions, which can be divided into the warm years(2003 and 2014) and cold years(2008, 2010 and 2012). The year of 2014 may be a new beginning of warm period.     

日本海、鄂霍次克海和白令海的古海洋学研究进展

边缘海的存在使大陆和大洋之间的物质和能量交换变得相当复杂。在构造运动和海平面升降的控制下,边缘海和大洋之间时而连通时而隔绝,各种古气候变化信号都在一定程度上被放大。基于近期有关西北太平洋边缘海的古海洋学研究成果,简要概述了日本海、鄂霍次克海、白令海以及北太平洋地区自中新世以来的古气候和古海洋环境演化特征,并认为它们与全球其它地区一样也受控于因地球轨道参数变化引起的太阳辐射率的变化,大尺度的气候变化具有与地球轨道偏心率周期相对应的100ka周期,而41ka的小尺度周期则受地球自转轴斜率变化的控制。一些突发性的气候变化则是由气候不稳定性、海峡的关闭与开启和其它一些地球气候系统的非线性活动所驱动。但同时作为中高纬度边缘海,它们的古海平面、古海水温度、古洋流等古海洋环境因子的变化特征还受到冰盖扩张和退缩、构造运动、冰川性地壳均衡补偿、东亚季风等因素的影响,具有一定的区域特点。     

2008年夏季白令海营养盐的分布及其结构状况

中国第3次北极考察对白令海营养盐的分布及结构状况进行了观测分析,结果表明,白令海营养盐分布和结构状况区域性特征明显。海盆区表层DIN、磷酸盐和硅酸盐平均浓度分别为9.73,0.94,11.06 μmol/dm3;陆架区表层DIN,磷酸盐和硅酸盐平均浓度分别为0.60, 0.43, 3.74 μmol/dm3。营养盐高值主要出现在白令海西南部的海盆区和海峡口西南侧水域,低值出现于陆架边缘的陆坡区和陆架东部水域。白令海盆区真光层DIN,磷酸盐、硅酸盐浓度普遍较高,叶绿素浓度则较低,具有典型的高营养盐、低叶绿素(HNLC)特征。海盆区生物作用不是营养盐空间分布的主要调控因子,而陆架区营养盐的分布变化不仅受控于物理海洋输运过程的变化,同时也受夏季浮游生物生长、营养盐吸收消耗所影响。陆架和陆坡区表层海水N/P,Si/P比值平均分别为1.8, 9.9和3.2, 2.2,呈明显的低N/P,Si/P比值结构特征,陆坡区缺硅明显,陆架区缺氮显著。在白令海水域磷酸盐浓度普遍较高,它不可能成为浮游植物光合作用限制因子。受硅限制水域主要限于陆坡区硅藻大量繁殖时期,属偶然性限制,在白令海陆架区绝大部分水域主要表现为氮限制。     

白令海夏季浮游细菌和原生动物生物量及分布特征

1999年7月21日至8月1日在我国首次北极科学考察期间,考察了白令海中部的浮游细菌和原生动物,分析了其丰度、分布、生物量及其生态作用,结果显示,浮游细菌表层生物量为1.5～20.2μg/dm3,平均为浮游植物生物量的30%,100m以上水柱柱总生物量(720～3123mg/m2)平均为浮游植物柱总生物量的67%,因而是白令海夏季与浮游植物处同等量级的优势类群;原生动物表层生物量为1.2～27.4μg/dm3,100m以上水柱柱总生物量为189～1698mg/m2,平均为浮游植物柱总生物量的21%,其中粒径小于5,5～20μm和大于20μm的原生动物分别占其柱总生物量的13%,47%和40%;作为主要类群的异养腰鞭毛虫占原生动物柱总生物量的39%.浮游细菌和原生动物生物量的总体分布趋势从西部向东北和东部递减、从表层向深层衰减,20～25m水层温跃层和表层海流的存在对这一分布特性可能有较大的影响.原生动物受潜在的大、中型浮游动物捕食压力的制约,维持了一个相对较低的生物量水平,在一定程度上限制了微食物环(microbial food loop)在该海域夏季生态系统营养中的作用.     

Sea-level variation/change and thermal contribution in the Bering Sea

The long-term sea-level trend in the Bering Sea is obtained by the analysis of TOPEX/Poseidon altimeter data, including the data of two tide gauges. The averaged sea-level in the Bering Sea rises at a rate of 2.47 mm/a from 1992 to 2002. The mean sea-level is falling in the most part of the Bering Sea, especially in its central basin, and it is rising in the northeastern part of the Bering Sea. During the 1998/99 change, the sea-level anomaly differences exhibit a significant sea-level anomaly fall in the deep basin of the Bering Sea,which is roughly in the same position where a prominent SST fall exists. The maximal fall of sea-level is about 10 cm in the southwestern part of the Bering Sea, and the maximal fall of about 2℃ in the SST also appeared in the same region as the sea level did.The steric sea-level change due to temperature variations is discussed. The results are compared with the TOPEX/Poseidon altimeter data at the different spatial scales. It is indicated that the seasonal amplitude of the steric height is about 35% of the observed TOPEX/Poseidon amplitude, which is much smaller than the 83% in the mid-latitudes area. The systematic difference between the TOPEX/Poseidon data with the range of about 7.5 cm and the thermal contribution with the range of about 2.5 cm is about 5 cm. This indicates that the thermal effect on the sea level is not as important as the case in the mid-latitudes area. In the Bering Sea, the phase of the steric height leads the observed sea level by about three months.     

白令海特征区域的表层沉积硅藻分布及其古海洋学意义

对白令海表层沉积物样品进行硅藻分析,共鉴定硅藻30属56种(含变种),并确定17种硅藻新记录,其中包括Kisseieviella carina等3种化石种。白令海表层沉积物中的硅藻优势种为Neodenticula seminae,Fragilariopsis cylindrus和Fragilariopsis oceanica,在白令海北部陆坡深水区附近以Neodenticula seminae为主,而在白令海北部陆架以Fragilariopsis cylindrus和Fragilariopsis oceanica为主。对硅藻结果进行聚类分析,可以划分出3个硅藻组合,硅藻组合Ⅰ代表海冰种硅藻组合,组合Ⅱ代表受阿拉斯加流影响的大洋浮游硅藻组合,组合Ⅲ代表上述两个硅藻组合之间的过渡组合。Fossula arctica是17种硅藻新记录之一,首次记录于白令海表层沉积物中,其百分含量分布趋势与Fragilariopsis cylindrus和Fragilariopsis oceanica的相近,在白令海北部陆架为11.7%~17.1%,而在陆坡深水区附近明显减少,是继Fragilariopsis cylindrus和Fragilariopsis oceanica之后白令海又一海冰指示种,并有望成为一种有效的海冰变化替代物运用于晚第四纪以来白令海海冰进退历史研究。     

夏季黄海、东海鞭毛虫的丰度与悬浮颗粒物的关系

对2001年8月黄海中部和南部以及东海北部海洋鞭毛虫的丰度及其与悬浮颗粒物的数量关系进行了研究,发现调查区域内的鞭毛虫丰度为44~12 600个/cm3,它们在悬浮颗粒中所占的比例可达60%以上.悬浮颗粒物的粒径谱可以分为平缓型、驼峰型、浮游生物型和混合型.鞭毛虫丰度的变化与悬浮颗粒物的数量分布具有相似的变化趋势,整体上来说,两者数量的相关性显著,而不同的粒径谱类型中,两者的关系有不同的特点.对两者的数量关系进行了初步的探讨,并为今后海域生态调查中鞭毛虫丰度的快速估计提供一条新的途径.