乳山湾外低氧海域沉积物中有机碳、氮、磷及其形态特征分析

根据2009年8月在乳山湾及其毗邻海域的综合调查,分析了该海域表层沉积物中有机碳、氮、磷含量及其组成形态的变化,初步探讨了影响底质理化参数变化的原因及对乳山湾外近岸底层低氧形成的影响.结果表明,乳山湾外近海为粉砂质岸滩,以细颗粒为主;底质中有机碳含量介于0.49％ ～0.93％,平均值为0.69％;总氮含量介于382～1020 mg/kg,平均值为671 mg/kg;可溶性总氮含量介于23.0 ～ 60.0 mg/kg,平均值为44.0mg/kg,其中可溶性有机氮和氨氮分别占可溶性总氮的58.8％和38.8％;总磷含量介于138～769 mg/kg,平均值为356 mg/kg,有机磷是占有绝对优势的磷形态(62.5％).研究区域沉积物中总氮和湾内相当,有机碳、总磷含量普遍低于乳山湾内,但均明显高于南黄海区域,且呈还原性状态.调查区域内沉积物中相对较高的有机碳、氮、磷可能是在潮流作用下乳山湾与外海的物质交换所致,其耗氧过程是导致底层溶解氧亏损的重要原因,值得进一步关注.     

海洋沉积有机物质的降解及其模式

作为长期碳汇,海洋沉积物中埋藏的大量有机碳对全球碳循环和气候变化有重要影响。有机碳从海洋输出到沉积物中后,在沉积物中还要经历有氧降解和无氧降解。有机物降解是一个十分复杂的过程,影响这一过程的因素有很多,包括有机物本身的分子结构和组成种类;氧化还原状态;有机物所附着的基质;温度、压力、盐度等物理环境因素以及生物因素。研究沉积有机碳的含量及埋藏量变化首先需要校正降解对沉积有机碳含量的影响。降解模式是定量估算降解对沉积有机碳的影响的一个主要手段。在前人的研究基础上,讨论了影响沉积有机碳降解的因素,对降解模式的研究进展和应用进行了综述,提出了未来降解模式的发展中存在的问题。     

渤海湾海河口区沉积物中某些有机组分的环境地球化学特征

河口沉积物中的有机物质和营养成分，部分直接来自陆源，部分则源于河口水体的生物化学作用。在有污染源的地区，水体携带着无机和有机污染物的微粒和某些洛于水的化学物质，它们在海水与河水混合的河口环境条件下发生沉淀；另一些溶解性的营养物质能促使浮游生物繁殖，这些生物死亡后也变为沉淀性的有机物质，致使底质状况恶化，在一定条件下会形成对海洋生物异常有害的腐泥。国内外关于利用底泥的有机组分来探讨河口水域有机污染状况的资料目前还较少，对衡量有机污染或海域富营养化程度的底泥测定项目也研究得很不够。通常只用底泥中的硫化物、有机碳(或COD)和氮等成分的含量来反映底质的状况，但由于海域自然环境状况不同，这些成分的背景含量也有很大的差异，往往难以对比。为对本河口区底泥中的有机组分的含量状况及其与有机污染的关系有较全面的了解，我们分析测定了河口区沉积物中的有机碳(TOC)，有机氮(TON)，总磷(TP)，腐植酸量(HA)、硫化物(S)，烧失量(IL)和阴离子表面活性剂(AS)等成分的含量。沉积物样品主要采于1984年5月。采样站位示于图1。根据站位设置的具体自然条件，可将调查区划分为三个区段：永定新河河口段，系指受潮汐影响的河段，包括A,B,C 和D站；大沽排污口区，系指天津南排污河河口段的E和11b站，以及海河防潮闸外侧的11a站；河口近岸海区，系指上述两区段站位以外的其他调查水域，包括北塘口、大沽口及其口外海域。对沉积物中的有机组分采用下列分析方法：有机碳——重格酸钾氧化法；有机氮——元素仪测定法；硫化物——腆量法；腐植酸——碱液提取法；阴离子表面活性剂——乙基紫光度法和原子吸收间接法(吴景阳等，1986 ；本集吴景阳等另文)；磷——比色法；烧失量——重量法。 本文着重讨论这些有机组分的含量分布特征及其规律。     

河口有机碳研究综述

河口作为陆地生态系统和海洋生态系统的交汇处,是陆海相互作用和全球碳循环研究的焦点之一.河口区物质来源的多样性,有机碳输入、生成、降解、再生及相互转化等行为是近年来关注的热点,国内外许多学者对河口有机碳的来源及其相互转化机制等方面开展了一系列颇具成果的研究.文章主要从判别河口有机碳来源的研究方法及其盐度、最大浑浊带、生物活动等环境因子对有机碳形态转化的影响等角度对国内外河口有机碳研究状况作了综述,并展望河口有机碳生物地球化学研究的发展趋势.     

胶州湾潮间带沉积物有机碳和叶绿素的埋藏特征

于2004年9月,在胶州湾潮间带河套和红石崖两个区域(分别代表近河和近海区域)分别采集沉积物柱状样品,并分析了样品中有机碳和叶绿素含量。结果表明:(1)胶州湾潮间带沉积物有机碳和总氮质量比分别为1.0～3.0g/kg和0.1～0.3g/kg,随沉积物埋藏深度表现为波动变化,但无明显规律性;(2)胶州湾潮间带沉积物从表层到底层叶绿素a质量比的总体趋势是逐渐降低最后趋于稳定,叶绿素a质量比变化为0.3～5.2g/kg;(3)胶州湾潮间带沉积物中的有机质应属于混源有机质。本实验结果对探讨胶州湾潮间带近河和近海区域沉积物中有机碳和叶绿素的埋藏和降解规律有重要意义。     

南沙海洋柱状沉积物的有机地球化学研究

研究了南沙海域ＮＳ９０－１０３柱样有机碳含量，各类生物标志化合物的组成和分布及其地球化学意义。结果表明，该柱样中有机碳含量高于南沙海域其他沉积环境，这表明南沙海域中大陆坡最适合于有机质的聚集。各类生物标志化合物组成和分布指示了沉积有机质主要起源于海洋浮游生牧细菌，其次为陆源高等植物，气溶胶输入可能是后者来源的途径之一；沉积环境具有强原还性；有机质处于未成熟阶段，并存在较好的成岩变化。     

近百年来楚科奇海域沉积环境变化的有机碳、氮记录

对"中国第五次北极科考"和"中国第六次北极科考"采集的楚科奇海陆架、海台及海盆区的5个多管样品进行210 Pb、粒度、有机碳(OC)和总氮(TN)含量及有机碳同位素(δ13 C)、总氮同位素组成(δ15 N)分析,初步获得5个多管样品近百年来的沉积速率,陆架区沉积速率为0.19~0.41cm/a,海台和海盆区沉积速率为0.03~0.04cm/a;近百年来陆架有机碳、总氮含量分别为1.21%~1.62%、0.17%~0.21%,有机碳、总氮同位素组成分别为-22.30‰~-22.25‰PDB、7.24‰~8.12‰;海台与海盆区有机碳、总氮含量分别为0.80%~1.26%、0.13%~0.16%,有机碳、总氮同位素组成分别为-22.52‰~-22.07‰PDB、7.38‰~7.81‰。陆架与海台和海盆相比,具有沉积速率高、沉积物颗粒粗、有机碳和总氮含量高的特点。近百年来楚科奇海域陆架、海台和海盆区有机碳以海洋生源输入为主,反映了北极气候变暖,水体初级生产力增加。     

青海湖沉积物有机碳及其同位素的气候环境信息

通过对青海湖沉积物有机碳及其同位素的分析，结合碳酸盐含量的变化特征，探讨了青海湖沉积物有机碳及其同位素组成的环境意义，并且据此分析了青海湖地区近700a来的气候环境演变。青海湖沉积物的有机碳含量及其同位素较好地记录了温度的变化，在有机碳含量高，有机碳同位素低时，气温较高，反之则相反，小冰期的3次冷期以及20世纪以来的升温在该岩心中得以清晰地反映。     

青海湖沉积物有机碳含量与同位素和粒度特征及其古气候意义

对青海湖沉积物中粒度参数、总有机碳（TOC）含量及其δ^13C值的形成条件与环境气候的关系进行了研究。结果表明：在暖湿时期，沉积物中有机碳含量（TOC）较高，有机质的δ^13C值较高，沉积物的平均粒径较细；反之，在冷干时期，沉积物中有机碳含量（TOC）较低，有机质的δ^13C值较低，沉积物的平均粒径较粗。反映出沉积物中TOC含量、有机质δ^13C值及粒度特征与气温具有良好的相关性。结合^14C测年，分析了湖区古气候演化序列，表明自8500aBP以来湖区气候经历了4个演化阶段：即暖湿－凉干－温湿－冷干的变化过程。     

渤海表层沉积物中有机碳的分布和来源

大河影响下的陆架边缘海沉积有机碳的分布和来源是全球碳循环研究的重要内容。本研究于2012年5月采集了渤海海域的29个表层沉积物样品,分析了粒度组成、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、木质素含量和稳定碳同位素丰度(δ13C)等参数,结合基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型,定量研究了沉积物中有机碳的分布和来源情况,并讨论了其影响因素。结果表明,研究区域表层沉积物中TOC含量为0.19%~0.81%,渤海中部泥质区站位(大于0.65%)明显高于其周围砂质区域站位(小于0.40%);TOC与黏土含量也有显著的正相关性,说明细颗粒沉积物容易富集有机碳。沉积有机碳的δ13C范围为-23.7‰~-21.8‰,显示沉积有机碳是海源和陆源有机碳的混合输入。木质素参数,如C/V、S/V和LPVI的数值范围显示研究区域表层沉积物中木质素主要来源于被子植物草本组织与木本组织的混合,同时有少量裸子植物的贡献。基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型显示研究区域沉积物中有机碳主要来源于海洋浮游植物,平均为64%,陆源有机碳中来自土壤的贡献最高(平均为27%),C₃维管植物的贡献较少(平均为9%)。海洋浮游植物有机碳主要分布在渤海中部泥质区及离岸较远的区域,而土壤有机碳和C₃维管植物有机碳则主要沉积在河口附近及近岸区,并可以离岸输运到较远的地方。     

近200年桑沟湾养殖海域柱状沉积剖面的污染有机质记录与评价

通过对取自桑沟湾南部和北部养殖海域2个站位的柱状沉积物样品进行TOC和TN测定,分析了桑沟湾沉积物中TOC和TN的分布情况,结合沉积物年代序列的测定,估算了工业革命之前、之中及规模化养殖之后桑沟湾海域沉积物中水生有机碳和总氮的含量,并对近200年来桑沟湾养殖海域有机质沉积情况进行了评价。结果显示:19世纪70年代以前,TOC含量较稳定,TN含量随深度增加而缓慢降低;19世纪70年代至20世纪70年代,TOC,TN含量波动均较大;20世纪70年代以后,TOC含量逐渐减小并趋于稳定,TN含量随养殖规模的扩大显著增加,且扇贝养殖区表层沉积物中TOC,TN的含量均低于海带养殖区。近200年桑沟湾沉积物中有机质来源变化趋势为混源-陆源-混源,近40年来的规模化养殖明显增加了水生有机碳及水生总氮在TOC和TN中所占比例。对桑沟湾沉积物中有机质污染评价结果显示,大规模的养殖活动增加了底质中沉积物TOC和TN的含量,海带筏式养殖对沉积物中的TN造成了一定的累积性自身污染。     

南四湖表层沉积物营养元素分布特征

对南四湖不同湖区的20个表层底泥样品的营养盐浓度做了实验分析,结果表明:南阳湖的总磷最高,独日湖次之;独山湖的总有机碳和总氮含量最高,南阳湖次之;而昭阳湖的总有机碳、总氮和总磷含量为最低。显然,南阳湖和独山湖两个湖区显示出一定程度的营养盐污染。表层底泥总氮与土覆表层湖水的总氮相关程度不高,其原因是该湖水中的总氮主要是无机氮含量;而底泥中的总氮主要是有机氮。而表层底泥总磷与土覆表层湖水的总磷含量相关程序很高。这表明南四湖底泥与湖水中的总磷在其来源和迁移转化途径上是相同的,即是湖水中的总磷主要是由流域内工农业及生活污水排放带来的,并在底泥中沉积和积累。     

造纸废水灌溉对芦苇湿地微生物的影响研究

为了解造纸废水灌溉对滨海芦苇湿地的影响,测定了几种灌溉条件下湿地基质中微生物数量、微生物量碳/总有机碳(MBC/ TOC)和土壤有效硫等指标.结果表明:造纸废水灌溉能显著提高基质中微生物数量和活性,且受季节影响较明显,一般在9月份最高;微生物数量在基质内垂直分布为上层>下层,特别是放线菌、真菌;反硝化细菌与土壤TN,纤维素分解菌与废水COD去除率,及MBC/TOC与基质呼吸强度相关性较好;硫酸盐还原细菌数量在10月份以后激增,使基质变黑,但对芦苇根系影响较小.废水灌溉能改良滨海盐碱土壤,促进退化生态系统的修复,但不同灌溉模式对微生物种群组成的影响不同,推荐采用间歇灌溉(w4)或低水深恒流灌溉(w1)模式.     

山东南部近海沉积物中碳、氮、磷的分布特征

对山东近海31个站位表层沉积物中的总氮、总磷和总有机碳的含量和分布特征进行了研究。结果表明,总氮、总磷和总有机碳含量均较低,高值区主要分布在胶州湾及湾口和北部海域,总氮浓度范围为0.31～0.75mg/g,平均值为0.52mg/g,总磷浓度范围为0.18～0.32mg/g,平均值为0.24mg/g,总有机碳浓度范围为0.17%～0.49%,平均值为0.33%。相关性分析表明,总氮和总有机碳的相关性较好,总有机碳和总氮比值(TOC/TN)略高于Redfield比值,表明这两种生源要素的来源可能是一致的。     

近百年来大亚湾沉积物有机质的沉积记录及对人为活动的响应

通过对沉积物中粒度组成、总有机碳（TOC）、总氮（TN）、碳氮比（TOC/TN）和碳、氮稳定同位素丰度（δ13C、δ15N）等的分析,结合沉积年代学信息与端元混合模型结果,解析了百年尺度下大亚湾沉积物中不同来源有机质的演变过程及控制因素。结果表明,大亚湾沉积物特性在20世纪70年代末至80年代初发生了显著改变:在此之前,TOC、TN、δ13C和δ15N表现稳定,陆源与海源有机碳的比例维持在3∶7,而自此之后,TOC与TN含量显著升高,TOC/TN持续下降,在1980—2000年和2010年至今都出现了陆源有机碳比例升高,海源有机碳比例降低的现象。上述显著变化表明大亚湾海洋环境自20世纪70年代末至80年代初已经发生了重大变化。近20年来GDP与沉积柱中TN和δ15N呈现出的显著正相关,与TOC/TN呈现出的显著负相关,表明沿岸经济的迅猛增长,水产养殖业的快速发展,周边人口的急速增加等人为活动,是造成大亚湾生态环境变化的重要原因。未来的研究应更密切关注人为活动对海湾生态环境的影响,通过法律法规约束行为,加强海湾生态环境保护与修复治理工作。     

东海典型港湾表层沉积物中主要生源要素分布及污染状况分析

分别于2016年11月、2018年4月、2016年7月、2014年11月采集了福建东山湾、福宁湾、浙江象山港以及江苏大丰港52个表层沉积物样品,分析了表层沉积物中总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、生物硅(BSi)、有机质(OM)及含水率(MC)的含量。TOC、TN、TP、BSi、OM及MC含量分别为:0.35%～1.52%,0.08%～0.32%,0.020%～0.074%,0.28%～1.89%,1.86%～9.53%,19.55%～52.55%。福宁湾TN和BSi含量较高,东山湾TP含量较高,而象山港TOC含量较高。从元素之间的摩尔比来看,本研究中各港湾沉积物中的TOC均主要来自浮游植物等水生生物,而TOC的分解和再生速率应远高于BSi的溶解速率。根据主要生源要素污染评价标准,东山湾海域污染较严重,TN、TP、TOC均达到Ⅱ级污染标准。福宁湾及象山港TN、TOC均为Ⅱ级污染。而大丰湾海域总体污染较轻,只有TN超过Ⅱ级标准。     

象山港潮滩沉积物有机质分布特征及物源影响分析

潮滩是陆海交互影响的重要区域,在陆海物质交换的过程中扮演着重要的角色.象山港位于浙江宁波,是典型的半封闭式港湾,受人类活动影响显著.本文取其重要支港西沪港为研究区,自其潮上带至潮间带采集表层沉积样品,进行总有机碳(Total Organic Carbon,TOC)、总氮(Total Nitrogen,TN)和稳定碳同位...     

台湾海峡西部沉积物中碳的来源及埋藏

根据2005年夏季航次观测的沉积物中总有机碳(TOC)、无机碳(CaCO3)、总氮(TN)、悬浮体颗粒有机碳(POC)、沉积物粒度数据得出,台湾海峡西部表层沉积物TOC质量分数的范围为0.01～1.79,平均值为0.37±0.24,略高于20多年前台湾海峡南部海区,而低于台湾海峡中、北部海区;TOC的质量分数湾内比湾外...     

Total organic carbon and nitrogen contents in surface sediments of Harima Nada,eastern Seto Inland Sea,Japan: a comparison under two different trophic states

Phytoplankton abundance in the surface waters of Harima Nada, eastern Seto Inland Sea of Japan, decreased after around the late 1970s following a reduction of terrestrial phosphorous inputs, and relatively low levels persisted thereafter. This symptom of de-eutrophication in recent decades might have reduced organic matter storage in surficial sediments. To test this possibility, we examined total organic carbon (TOC) and nitrogen (TN) contents of Harima Nada sediments in 2011, and compared the results to past data from more eutrophic states. In 2011, the TOC and TN varied horizontally within the basin, in relation to physicochemical properties (water and mud content) and phytoplankton remnants (pheo-pigments) of the sediments. These horizontal patterns were fundamentally similar to those of the early 1980s (1982–1983), although discrepancies between the periods were observed in some areas. Differences of mean TOC and TN in the 0–2 cm layer at 63 stations from 1982–1983 to 2011 were consequently <10 %. Hence, the recent de-eutrophication in Harima Nada was associated with little overall change of TOC and TN storage in the sediment. In Harima Nada, changes in water clarity and particle size composition of the sediment seem to have occurred during recent decades. The aforementioned paradoxical phenomenon may therefore be explained by factors that are affected by these environmental changes. Such factors include the ratio of export flux to the seafloor to phytoplankton production, phytoplankton biomass and production in the entire euphotic zone, and accumulation rate of surface sediment.     

2015年春季长江口表层沉积物生源要素分布和来源

根据2015年5月对长江口及其邻近海域的生态环境调查资料, 探讨长江口春季表层沉积物总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)和生源硅(BSi)4类生源要素的空间分布和来源。结果表明: 2015年春季长江口表层沉积物TOC、TN、TP和BSi平均含量分别为0.315%、0.041%、0.066%和0.450%, 其中, 沉积物中TOC、TN受到陆源输入和海洋自生输入双重影响, 且海洋自生组分的贡献较大, 二者空间分布均呈现南部分布最高并沿西北方向递减趋势; TP分布主要受陆源输入影响, 并呈西北向东南递减趋势; BSi来源于生物沉积, 总体呈现南部高、北部低的分布趋势。与2007年相比, 长江口表层沉积物有机碳、氮含量降低, 东南外海区域替代浑浊区域成为表层沉积物生源要素含量最高区域, 且陆源输入对长江口表层沉积物生源要素的贡献趋于减弱。