Modeling the ocean circulation in the Bering Sea

With parameterized wave mixing,the circulation and the tidal current in the Bering Sea were simulated simultaneously using the three-dimensional Princeton Ocean Model.The simulated circulation pattern in the deep basin is relatively stable, cyclonic,and has little seasonal change.The Bering Slope Current between 200-1000 m isobaths was estimated to be 5 Sv in volume transport.The Kamchatka Current was estimated to be 20 Sv off the Kamchatka Peninsula.The Bering shelf circulations vary with season,driven mainly by wind.These features are consistent with historical estimates .A counter current was captured flowing southeastward approximately along the 200 m isobath of the Bering Slope,opposite to the northwestward Bering Slope Current ,which needs to be validated by observations.An upwelling current is located in the shelf break(120-1000 m) area,which may imply the vertical advection of nutrients for supporting the Bering Sea Green Belt seasonal plankton blooms in the break-slope area.The Bering Slope Current is located in a downwelling area.     

The significance of water column nitrification in the southeastern Bering Sea

Nitrate is considered the nutrient that limits new primary production in the southeastern Bering Sea shelf.Nitrate regenerated through biological nitrification has the potential to significantly support primary production as well.Here we use measurements of the specific rate of water column nitrification in a 1-D ecosystem model to quantify the resupply of nitrate from nitrification in the middle shelf of the southeastern Bering Sea.Model sensitivity studies reveal nitrification rate is an important control on the dominant phytoplankton functional type,and the amount of nitrate in summer bottom waters and in the winter water column.Evaluation of nitrification using the model supports the hypothesis that increases in late-summer nitrate concentrations observed in the southeastern Bering Sea bottom waters are due to nitrification.Model results for nitrate replenishment exceed previously estimated rates of 20-30%based on observations.The results of this study indicate that nitrification,potentially the source of up to～38%of the springtime water column nitrate,could support～24%of the annual primary production.     

白令海和楚科奇海陆架区的生源物质埋藏通量研究

楚科奇海和白令海通过白令海峡相连,是气候变化研究的关键区域。利用210Pb过剩法开展两个海域沉积过程和生源物质的埋藏通量研究。研究发现,白令海陆架区沉积柱样(NB22)受到生物扰动影响,楚科奇海沉积物柱样(R17)所受生物扰动很小。通过建立模型,获得楚科奇海陆架区的沉积速率为0.6±0.1 mm·a~(-1),白令海陆架区的沉积速率为2.1±0.7 mm·a~(-1)。忽略沉积过程,白令海陆架区由生物扰动引起的混合因子为1.38±0.92 cm2·a~(-1);考虑沉积过程,则混合因子为0.65±0.95 cm2·a~(-1)。白令海的有机碳、生源硅、Ca CO3的埋藏通量分别为:6.85 mmol C·m-2·d-1、37.7 mmol Si·m-2·d-1、3.15 mmol C·m-2·d-1;楚科奇海的有机碳、生源硅、Ca CO3的埋藏通量分别为:5.71 mmol C·m-2·d-1、9.78 mmol Si·m-2·d-1、3.08 mmol C·m-2·d-1。楚科奇海陆架区具有高效的垂直输运的海洋生物泵,白令海陆架区海洋生物泵可能存在较强的水平输运过程。海洋沉积物中210Pb信号不仅可以定量沉积速率和埋藏通量,也在一定程度上反映海洋底栖生物的扰动强度。     

北极新奥尔松地区现代污染源及其指示植物研究

分析了采自北极新奥尔松(Ny-lesund)(78°55′N,11°56′E)煤矿开采区水平剖面12个点位上的三种苔原植物Dicranumangustum(苔藓类植物)、Puccinelliaphryganodes(穗状植物)和Salixpolaris(管状植物)及土壤中10种重金属(Hg、Pb、Cd、Cu、Zn、Ni、Fe、Mn、As、Se)及S、TOC的含量。结果显示采矿过程中煤层的暴露是本地区的Hg、Cd、S污染的主要来源。三种分布最广泛、数量最多的苔原植物中苔藓植物Dicranumangustum对重金属元素具有最大的富集能力,位于矿区的Dicranumangustu体内污染元素含量显著高于非矿区部分,这也说明该水平剖面上的元素污染是由当地煤矿开采导致的。同时发现,Dicranumangustum体内元素积累和土壤中元素浓度之间沿水平剖面的变化趋势较一致,能较好地反映本地区的污染状况,可以作为污染监测和指示植物。从全球区域对比来看,北极新奥尔松苔藓体内污染水平显著低于邻近的北欧等工业区,但却是北极地区Hg、Cd和S污染最严重地区,同时也比南极地区高。     

论中国北方畜牧业产生与环境的互动关系

畜牧业是从原始农业中分离出来的生产部门,早期的畜牧业属于放养型,依托定居农业而存在,游牧业的产生晚于放养型畜牧业,并与定居农业完全脱离。导致畜牧业从原始农业中分离,并由放养型过渡到游牧型与气候变迁有直接关系。本文以内蒙古朱开沟考古发现为例,论证了畜牧业分离以及游牧业产生与环境变迁的对应关系,并指出草原民族在由原始农业转向畜牧业几乎没有发生空间区域的位移,环境变迁推动人们适应环境放弃农业生产,将生产方式转向畜牧业     

普里兹湾的浮游动物群落生态研究Ⅰ:分布和结构

浮游动物群落研究在生态学研究中有承上启下的作用。本文选取不同的浮游动物种和不同的发育期作为分类依据 ,用聚类分析和分布分析的方法对南极普里兹湾海区浮游动物的群落结构进行了分析。普里兹湾海区夏季浮游动物群落可以划分为三种地理群落 :北部以纽鳃樽为特有种的被囊群落、中部磷虾群落和以晶磷虾为特有种的近岸群落。通过观察和指示种分析 ,结果表明 :被囊和磷虾群落之间的指示种依次是纽鳃樽、毛颚类幼体、巨锚哲水蚤和毛颚类成体 ;被囊和近岸群落之间的指示种依次为巨锚哲水蚤、毛颚类成体、戈氏长腹水蚤的晚期桡足幼体和虾的原蚤状幼体 ;在对磷虾和近岸群落的分析中晶磷虾是最明显的指示种 ,其次是磷虾的无节幼体和隆剑水蚤。     

白令海夏季水文结构年际变化特征研究

基于2008、2010、2012和2014年我国北极科学考察期间在白令海获取的水文观测数据,结合历史共享资料,通过对白令海水团、上层海洋热含量、净热通量变化、风场及海平面气压分布情况等的分析,探讨了白令海水文结构的年际变化特征及其原因。研究发现,白令海夏季的水团包括白令海上层水团(BUW)、中层水团(BIW)、深层水团(BDW)和白令海陆架水团(BSW)。白令海温盐分布差异最大、年际变化最剧烈的情况主要集中在上层水团。对比4年水团分布情况,最明显的变化是2012年7月调查区上层海水温度偏低,2014年7月上层海水温度偏高。这种异常变化在热含量方面表现为:2012年7月调查区各个测站上的热含量异常低,而2014年7月测站上的热含量都高于平均水平。着重研究了2014年7月海温偏高的原因,认为是由于陆架和海盆区分别有两种不同的形成机制造成:陆架区累积净热通量偏高,海水吸收热量升温;海盆区在异常强大而持久的海面气压(SLP)高压系统下,海面负的风应力旋度得到加强,从而引起持续的暖平流输送及强烈的Ekman抽吸作用,最终导致了上层海水偏暖。     

南极中山站吹雪雪暴天气分析

本文利用 2 0 0 3年 1月至 2 0 0 3年 1 2月在中国南极中山站考察期间的天气观测记录和气象传真图 ,对东南极中山站地区的吹雪和雪暴天气进行了统计和天气学分析研究。着重分析了吹雪雪暴天气的时间分布和风场 ,温湿场的特点以及相应的天气形势 ,指出了中山站地区预报吹雪雪暴天气的特点     

白令海、楚科奇海、加拿大海盆沉积物重金属潜在生态风险评价

利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS仪)测定北极亚北极海区的白令海、楚科奇海、加拿大海盆海区沉积物中8种重金属元素的浓度,并对8种重金属元素的地球化学特征、空间分布特征、可能来源进行了研究。研究发现,Cr、Zn、Co、Ni、Cu、Pb、Bi有很强的相关性,说明其具有相似的来源,且空间分布的特征相似,均为沉积物底质中的浓度在研究区内呈现出在白令海和楚科奇海较低,在加拿大海较高的特征;而Cd与其他重金属空间分布差异明显。应用Hakanson潜在生态危害指数法与内梅罗综合污染指数法对各重金属的潜在风险进行了评价,其中,用Hakanson潜在生态危害指数法求得北极整体生态风险性指数值达到43.01,处于轻微生态风险状态,Co重金属元素风险最大。研究结果表明,两种评价结果得出类似规律,白令海生态安全性最高,楚科奇海大部分地区生态安全性较高,加拿大海盆的生态安全性最差。在研究区内整体上呈现出由高纬度向低纬度生态安全逐渐增高,西部生态风险性大于东部的趋势。     

Oxygen isotopic composition and its application to the study of tracing oceanographical process in Bering Sea and Chukchi Sea

In this paper, the 18 O distribution of surface water from the central sea areas of the Bering Sea and the Chukchi Sea was studied. The δ 18 O value of surface water from the Bering Sea is averagely -0.5‰; the δ 18 O contents of the Chukchi Sea are distributionally lower in northeast and higher in southwest; the δ 18 O value at the margin of Canadian Basin is -2.8‰, and averagely -0.8‰ in the southern area of the Chukchi Sea. The δ 18 O vertical distribution in some deep water stations from the Chukchi Sea and the Bering Sea is also studied. In the southern margin of Canadian Basin, the δ 18 O value is -2‰ -3‰ for surface layer and rises to 0 at 100 m depth layer. In the Bering Sea, the δ 18 O is about -0.5‰ for surface layer and increases to 0 at the depth of 300 m. The NO tracer can reflect obviously three water masses vertically distributed in the central Bering Sea: the upper Bering water mass, the middle Bering water mass and the deep Pacific water mass. The distributive ranges of NO and temperature for the various water masses are T<7℃, NO>780 μmol/dm 3 and T≥7℃, NO>650 μmol/dm 3 for upper Bering water mass, T<4℃, 550相似文献   

2010年夏季白令海小型底栖动物丰度与生物量初步研究

2010年7月12—18日, 中国第4次北极科考队在白令海以箱式或多管取样器采集7站位10 cm长度的表层沉积物芯样, 并在现场进行了分层处理。室内分析时共检出14个小型底栖动物类群：自由生活海洋线虫(free-living Nematoda)、底栖桡足类(Copepoda)、多毛类(Polycheata)、动吻类(Kinorhyncha)、端足类(Amphipoda)、双壳类(Bivalvia)、涟虫(Cumacea)、介形类(Ostracoda)、原足类(Tanaidacea)、腹足类(Gastropoda)、等足类(Isopoda)、海蛇尾(Ophiura)、缓步类(Tardigrada)以及其它类(Others)。平均丰度和平均生物量分别为2 658.89±2 452.86 ind/10 cm²和1 587.56±1 452.65 μg?dwt/10 cm², 最高值皆出现在白令海北部陆架浅水区, 分别为7 135.12±429.43 ind/10 cm²和4 056.42±721.33 μg?dwt/10 cm², 最低值皆出现在白令海盆西部深水区, 分别仅为56.04±39.38 ind/10 cm²和87.91±85.60 μg?dwt/10 cm²。线虫为丰度的最优势类群, 占平均丰度比例的94.81％, 桡足类为第二优势类群, 占3.60％。表层0—6 cm芯样的取样效率为93.44％。基于各站丰度的类群相似性分析, 浅水区与深水区的小型底栖动物群落的相似性系数仅为30.72%, 最大的差别在于深水区的丰度比浅水区小了一个数量级。白令海陆架浅水区比白令海盆深水区和中国海域具有明显更高的小型底栖动物丰度和生物量。Pearson相关性分析显示, 白令海小型底栖动物丰度和生物量与水深、营养盐及多个粒径参数呈负相关, 其中生物量对环境变化的响应可能比丰度更敏感。     

唐山市资源型产业结构及其环境影响分析

根据 1 952 - 1 999年唐山市三类产业、工业各部门产值的变化分析了唐山市的产业发展过程 ,结合 1 985- 1 999年汇总企业的万元产值能耗、工业用水量、“三废”排放量 ,比较分析了各工业部门污染源的动态变化 ,剖析了唐山市资源消耗型工业发展过程中的环境影响。通过对环境影响机制的分析 ,认为产业结构的升级和优化是协调唐山市经济发展和环境保护的根本途径和长期任务 ,而改进目前的工业生产方式 ,削减单位产值能耗和污染物排放更为迫切 ,同时应重视环境治理和保护的监督机制的完善和落实。     

山东北部地区聚落遗址时空分布与环境演变的关系

利用GIS软件对山东北部地区聚落遗址时空分布特征进行分析,并结合双王城剖面沉积环境分析和前人研究成果探讨了聚落时空分布与环境演变之间的关系。结果表明:距今8000-5000 年间,在气候温暖湿润和海面相对较高的环境背景下,人类活动主要集中在海拔相对较高(20~200 m),地形较为平坦(坡度< 2°)的洪积台地和冲积平原上;西部平原地区由于地势低洼,容易积水而发生水患,因而很少有遗址分布。距今5000 年之后,气候暖湿程度降低,海平面持续下降,人类活动范围明显向海扩展;西部低洼地区在气候变干和海面降低的双重影响下,自然环境得到改善,也开始被古人广泛开发利用。这一时期区域文化繁荣发展,逐渐形成社会结构复杂、城邦林立的初期文明。然而距今4000 年左右,由于气候变化和洪患灾害加剧,史前文化开始明显衰落。商周时期气候环境趋于稳定,文化发展再次兴盛。北部滨海平原地区随着生产技术的进步,人类适应区域资源环境条件,在早期农业人群难以定居的滩涂地上形成以盐业生产为主要经济活动的聚落群。     

Seasonal climatologies of oxygen and phosphates in the Bering Sea reconstructed by variational data assimilation approach

Climatological fields of dissolved oxygen and phosphates in the Bering Sea during the spring, summer, and fall seasons were generated on the basis of an extensive dataset of hydrochemical observations (16,356 stations, beginning in 1928) and a novel 3D variational algorithm for interpolation of a passive ocean tracer. The resulting patterns comply with maps produced earlier using an optimal interpolation method, though they also provide more detail and contain no “missing data” regions. Vertical, spatial, and temporal variability of both parameters follow large-scale patterns of circulation, upper mixed layer depth, and phytoplankton productivity in the Bering Sea.     

天津市经济增长与环境污染水平关系

摘要：以经济增长与环境污染水平计量模型——环境库兹涅茨曲线为理论基础,分析天津市经济增长与环境污染之间的关系,其环境库兹涅茨曲线与传统的环境库兹涅茨曲线形态不同,出现波动性特征,呈“U型+倒U型”。其中第一阶段为1992年前,工业结构以轻工业为主,随着工业废水治理力度的提高,污染恶化趋势有所遏制,1992-1993年为“U”型环境库兹涅茨曲线的低谷;第二阶段为1992年-1998年,工业结构以重工业为主,固体废弃物与气体污染程度逐渐增加,环境污染水平有所提高,1997-1998年出现“倒U”型曲线的高峰;第三阶段为1998年后,随着综合治理措施的不断加强,城市环境质量总体处于好转态势,曲线开始出现下降趋势。分析表明,引起上述变化的原因与产业结构的变化、环境政策取向、环境保护投资力度等因素有明显关系。     

丽江市经济发展与环境污染水平的关系

以废水排放总量、废气排放总量以及固体废弃物储存总量表征环境污染的综合水平,研究丽江市经济发展与环境污染水平之间的关系。结果表明:1994~2007年丽江市环境污染状况随经济增长呈现波动变化,环境库兹涅茨曲线大体呈现"倒U形+U形"的变化特征。其中"倒U形"的峰值出现在1998~1999年人均GDP为2000~3000元之间,"U形"的低谷出现在2001~2002年人均GDP为3000~4000元之间。进一步分析工业废水排放量、工业废气排放量、工业固体废物贮存量等单项指标的环境库兹涅茨曲线,分别呈现"U形曲线的下降阶段"、"U形曲线的上升阶段"和"倒U形+U形+倒U形"特征,即M形。分析表明,上述环境库兹涅茨曲线特征,与污染物排放量、产业结构变动、环境保护投资力度、环保政策等有密切的关系。     

六百年来汾河上游人口压力增长与环境状态演变之关系

应用文献学方法、野外勘查和实测数据,研究六百年来汾河上游行政区划变迁、人口、耕地和土壤侵蚀的发展,得到以下结论:(1)本区耕地增长远不及人口增长,故人均耕地减少1/3,而粮食单产并无明显提高;(2)通过对晚清阳曲县府推行土地清丈的成果分析,指出当时官方公布的耕地数不及实际数的一半;(3)清乾隆至光绪间,因坡地开垦而使侵蚀量有所增加,但在总侵蚀量中比重极小;(4)清光绪朝至今,由于较多开垦陡、急坡地,人为因素有所增长,但耕地上的侵蚀仍远少于自然力导致的沟蚀,只居次要地位。     

环境质量与经济增长库兹尼茨关系空间计量分析

大多数学者研究环境库兹尼茨曲线(EKC)时,都隐含地假定一个地区人均污染与相邻的地区不存在空间相关性,因而其得到的估计结果可能出现偏误,进而将结论应用到环境政策方面也令人难以信服。为克服上述缺陷,利用中国28个省域1993~2005年的面板数据,应用考虑空间效应的空间面板数据模型,对中国的环境库兹尼茨曲线进行实证分析。结果发现:(1)我国的区域污染存在空间相关性,因此空间面板数据模型更适于研究EKC曲线;(2)区域污染排放不仅受本地区人均收入影响,而且相邻区域的污染物排放也对本地区有重大影响,即污染物排放具有空间溢出作用;(3)我国居民环境质量-收入弹性仍然处于较低的水平,环境质量在居民消费需求中比重并不高。