南沙珊瑚礁生态系中元素的垂直转移途径

于１９９３年和１９９４年用沉积物捕捉器采集南沙永暑礁和渚碧礁内的沉降颗粒物,用中子活化法分析元素的含量并计算通量,通过对生源要素的统计相关分析,垂直沉降颗粒物中的元素人,非生源要素在泻湖中的停留时间的探讨,研究了南沙珊瑚礁生态系中元素的垂直转移途径,结果表明,在南沙珊胡礁泻湖中元素的停留时间较海水中短,元素的循环速率高,且尤以与生物作用有关的元素为甚;颗粒物中非生源要素的垂直转移主要是通过生物过程     

南沙珊瑚礁生态系生物体中δ13C的分布

1999年4月对南沙群岛海域珊瑚礁生态系进行调查,采集了永暑礁和渚碧礁生态系统中不同营养级的生物样品,测定了它们的稳定同位素13C 的丰度δ13C,结果表明,永暑礁中的δ13C沿着食物链有明显的增加趋势,渚碧礁则不明显.渚碧礁生态系中δ13C的平均值为-17.7‰,明显高于永暑礁(-19.5‰),这主要与生物种群的差异,纬度变化及环境因子有关.底栖性鱼类比游泳性鱼类的δ13C相对高.对于肉食性的珊瑚礁鱼类来说,小型鱼类肌肉中的丰度要高于中型和大型鱼类,这可能是由于代谢反应差异引起的.作为代谢的主要器官肝脏对13C有更高的富集度.温度、生物合成以及初级消费者的食物是以C3还是C4植物为主对生物体内的δ13C起决定作用.     

南沙渚碧礁生态系营养关系的稳定碳同位素研究

利用稳定碳同位素分析技术研究了南沙渚碧礁生态系食物网主要生物类群之间的营养关系。结果表明，生物的稳定碳同位素组成与其营养来源有密切关系。浮游植物的δ^13C为-18.3‰，与其所处海域的环境条件一致，浮游动物的δ^13C值变化较大，范围为-20.4‰～-10.9‰,表明可能存在浮游植物和碎屑两种营养来源。珊瑚和砗磲的碳同位素组成（-17‰～-15‰）与浮游动物相差较大，暗示共生虫黄藻可能在这些珊瑚的营养来源中起重要作用。底栖海参（-9.6‰)和蜘蛛螺（-12.5‰)的碳同位不比组成与它们沉积物食性的营养特征吻合。鱼类的δ^13C值变化范围较大（-17.7‰～-10.9‰），未表现出随营养级升高而增大的趋势，说明影响鱼类碳同位素组成的因素比较复杂。     

涠洲岛珊瑚礁生态系中浮游动植物与环境因子关系的初步探讨

本文根据1990年4月、10月间的理化分析数据，结合2002年9月涠洲岛珊瑚礁生态环境的调查状况，首次从珊瑚礁生态系的角度初步探讨该岛区浮游动植物与环境因子的关系。结果表明：该岛区浮游动植物的分布具有明显的区域性和季节性，既体现了珊瑚礁生态系具有较高的初级生产力特征，也体现了浮游动植物具有显著的季节交替现象。相关分析显示，水温、盐度、N，P，Si营养盐对浮游植物的种类组成及数量变动均有明显影响，但对浮游动物的影响不大；N是该生态系中浮游植物的限制因子，P限制状况只有在珊瑚礁生长带较深的海域出现，Si呈相对富足状态。     

南沙珊湖礁生态系生物体中δ13C的分布

1999年4月对南沙群岛海珊瑚礁生态进行调查，采集了永署礁和渚碧礁生态系统中不同营养极的生物样品，测定了它们的稳定同位素^13C的丰度δ13C,结果表明，永署礁中的δ13C沿着的链有明显的增加趋势，渚碧礁则不明显，渚碧礁生态系中δ13C的平均值为－17．7‰），这主要与生物种群的差异，纬度变化及环境因子有关。底枉性鱼类比游游性鱼类的δ13C相对高，对于肉食的珊瑚礁鱼类来说，不型鱼类肌肉中的丰度要高于中型和大型鱼类，这可能是由于代谢反应差异引起的，作为代谢的主要器官肝腑的^13C有更高的富集度，温度，生物合成以及初级消费者的食物是以C3还是C4植物为主对生物体内的δ13C起决定作用。     

维持南沙珊瑚礁生态系统高生产力的新观点——拟流网理论

珊瑚礁生态系是海洋中最重要的生态系之一,一般处于热带与亚热带海域。众所周知,热带海洋的上层水由于浅部温跃层的存在,阻碍了营养物质的向上输送,从而使有机物产量和输出通量都较低,即热带海洋的上层水是一层十分贫瘠的寡营养水。但处在热带海域中的珊瑚礁确有异常高的生产力,所以人们称珊瑚礁为热带沙漠海洋中的绿洲,对被包围在贫瘠海水中的珊瑚礁如何能维持高生产力这一问题,几十年来人们进行了大量的研究(Bilger et al.,1995; Atkinson,1987; Atkinson et al.,1992;宋金明,1997),最初的结果是珊瑚礁生态系不需要外来的营养盐输入,是一个典型的自养生态系,但后来,经过科学家的反复研究结果表明,珊瑚礁生态系中的营养物质有较小的部分向外边贫瘠的海水输送。因此,为维持珊瑚礁的生产力,珊瑚礁内必定有外源的营养盐输入,基于这个出发点,人们又提出了几个维持珊瑚礁生态系高生产力的原因。本文通过对珊瑚礁生态系高生产力及其原因的系统探讨,提出了维持南沙珊瑚礁生态系高生产力一个新观点——拟流网理论,这对深入研究珊瑚礁生态系的物质循环,特别是生源要素的循环具有重要的意义。     

南沙珊湖礁生态系生物体中δ_(13C)的分布

1999年4月对南沙群岛海域珊湖礁生态系进行调查,采集了永暑礁和渚碧礁生态系统中不同营养级的生物样品,测定了它们的稳定同位素 13C的丰度δ13C,结果表明,永暑礁中的δ13C 沿着食物链有明显的增加趋势,渚碧礁则不明显.渚碧礁生态系中δ13C 的平均值为 -17.7‰,明显高于永暑礁( -19.5‰),这主要与生物种群的差异,纬度变化及环境因子有关。底栖性鱼类比游泳性鱼类的δ13C 相对高。对于肉食性的珊瑚礁鱼类来说,小型鱼类肌肉中的丰度要高于中型和大型鱼类,这可能是由于代谢反应差异引起的。作为代谢的主要器官肝脏对13C有更高的富集度。温度、生物合成以及初级消费者的食物是以C3 还是C4 植物为主对生物体内的δ13C 起决定作用。     

南沙珊瑚礁对大气CO2含量上升的响应

本文利用南沙海域的碳酸盐化学以及相关调查资料，分析了表层CaCO3饱和度的分布特征，通过碳酸盐的热力学计算模式，定量评估了未来大气CO2增加对表层CaCO3饱和度的潜在影响，利用CaCO3饱和度与珊瑚钙化速率的经验关系式，进一步预测了珊瑚礁对大气CO2上升可能产生的生物地球化学响应．初步结果显示，工业革命前至2100年，南沙海域的CaCO3饱和度将下降43％左右，从而将引起珊瑚礁的平均钙化速率减少33％．如果未来大气CO2浓度继续保持目前的上升趋势，南沙海域珊瑚礁可能会停止生长，甚至某些造礁生物面，临灭绝的危险．     

南沙群岛永暑礁钻井珊瑚礁和珊瑚碎屑的磁学分析

通过南沙群岛永暑礁南永1、2井珊瑚礁和南永3井潟湖珊瑚碎屑的磁性测试与研究发现,它们的磁化率以负值(χ<0)为主,具抗磁性特性,但有稳定的剩余磁化强度,又具有铁磁性特性,即具有抗磁性与铁磁性共存的磁学性质。珊瑚礁和珊瑚碎屑的磁性主要来源于珊瑚骨骼及死亡后古生物和富铁细菌等壳体中变价的铁离子,这些变价铁离子在不同年代、不同环境下组成新的铁氧体,具有似单畴(PSD)的磁性特征。这个磁性不但在井深103m和254m处记录了布容/松山和松山/高斯地球磁场极性转换界限(年龄分别为0.78MaB.P.和2.58MaB.P.),而且记录了布容正极性期和松山反极性期内的琵琶湖I、II、贾拉米洛、奥都维、留尼汪Ⅰ、II地球磁场漂移,并提供了磁化率的变化可能与气候冷暖变换有关的信息。当χ<0时表示冷期,当χ>0时表示暖期。     

西沙永兴岛珊瑚礁与礁坪生物生态学研究

20 0 2年 8月对西沙永兴岛珊瑚礁与礁坪生物进行了生态学调查。珊瑚礁调查采用选取断面布设样框的方式进行覆盖率的定量调查 ,水下照相和录相拍摄的珊瑚种类作为定性调查资料 ,并将调查结果与 1978年结果对比 ,以说明该区域珊瑚礁的变化趋势。礁坪生物的采样采用取样框和走样线相结合的方式 ,获取定性定量资料 ,并采用Shannon Weaver多样性指数 (H′)和Pielou均匀度指数 (J)来说明永兴岛礁坪生物的物种多样性和物种分布的均匀性情况。结果表明 ,永兴岛珊瑚种类丰富 ,共发现 2 9种珊瑚 ,造礁珊瑚覆盖率较高 ,但 2 0多年来珊瑚有较明显的退化趋势。礁坪生物初步鉴定有 5 4种 ;平均生物量为 395 78g/m2 ,平均栖息密度为 6 3ind/m2 ;生物数量和物种多样性的水平分布趋势一致 ,即礁坪北侧最高 ,南侧居中 ,西侧最低 ,这种现象与岛屿西侧受人类活动干扰程度较大有关 ;数量的垂直分布 :生物量为低潮区 >中潮区 >高潮区 ,栖息密度为高潮区 >中潮区 >低潮区 ;物种多样性的垂直分布存在自高潮区向低潮区递增的趋势。     

南沙群岛永暑礁第四纪珊瑚礁成岩作用与海平面变化关系

应用现代地表不同环境的碳酸盐成岩特征，分析“南永１井”井深１５２ｍ的珊瑚礁岩心的成岩变化，发现这１５２ｍ珊瑚礁层中有３个沉积间断面（分别位于井深１７，９０和１４２ｍ处），分为４个沉积旋回，分属４次海平面上升期建造，３个沉积间断面是３次海平面下降期形成的。     

南沙群岛珊瑚礁岩体结构特征及工程地质分带

珊瑚礁是发育于海洋环境之中、由造礁珊瑚和生物历经生物和地质作用形成的地质体，是一种特殊的岩土介质类型。在南沙群岛珊瑚礁体上，水动力作用和沉积类型、地形地貌都具有成带分布的特点，因而岩体结构和工程地质性质亦具有分带性。在珊瑚礁海洋水动力环境分带的基础上．研究了南沙群岛珊瑚礁的剖面结构、内部结构和浅地层结构特征以及工程地质分层和岩性，将珊瑚礁岩体结构划分为4种类型和5个工程地质相带，并对各分带的工程特性及适宜性进行了评价。     

南沙群岛珊瑚礁生态系中稀士元素的垂直转移过程研究

海洋沉积物中稀土元素的分布、转移行为已有许多报道。地球环境中稀土元素的行为是当今地学研究的热门课题,稀土元素的分布特性和转移行为研究与环境有极大的相关性,通过研究环境中稀土元素的转移行为就可了解环境演变的信息,所以海洋环境中稀土元素的研究具有重要的意义(Fleet,1984; Piper,1974; Schijf et al.1995;赵一阳等,1994;王中刚等,1989;张丽洁等,1995)。海洋中颗粒物质垂直转移过程研究对研究海洋在全球变化(特别是全球气候变化)中有重要意义,但目前的研究仅集中于以碳为核心的生源要素和某些微量元素(宋金明等,1996;宋金明,1997),至今稀土元素在海水中垂直转移过程研究尚未见报道。珊瑚礁生态系是最重要的海洋生态系之一,研究珊瑚礁生态系中稀土元素的垂直通量,即热带海域稀土元素在海水中垂直转移过程,继而椎测对全球气候变化的影响,为研究海洋在全球气候变化中的作用提供了新课题。 本文首次报道用沉积物捕捉器(ST)收集南沙珊瑚礁潟湖中颗粒物质,研究稀土元素的垂直通量和不同形态稀土的垂直通量,以及稀土元素垂直转移的控制因素。     

南沙群岛渚碧礁春季浮游动物群落特征

根据2002年5月的调查资料,对南沙群岛渚碧礁浮游动物的群落结构、平面分布、垂直分布和昼夜变化等进行了研究分析。浮游动物鉴定有72种,其中挠足类种数最多,其次是浮游幼虫、毛颚类。浮游动物种类中多数是终生浮游生物,少数是阶段性浮游生物,个别是暂时性浮游生物。渚碧礁浮游动物群落的热带特征非常显著,多数种类属于热带外海生态类群,少数属于暖水沿岸生态类群。优势种相当突出,其中奥氏胸刺水蚤Centropagesorsinii占主导地位。渚碧礁浮游动物平均密度达840个·m-3,礁坪区与湖内的浮游动物数量分布差异很大,湖为礁坪的7倍多,两者的优势种也有明显差异。浮游动物垂直分布不均匀,主要密集于5—10m水层,因种类不同其垂直分布也有差异。礁坪的浮游动物种类和数量昼夜变化显著,均呈白天减少、夜晚增加。浮游动物的数量分布与环境因子和浮游动物生态习性有关。     

南沙群岛海域岛礁鱼类资源的开发现状和开发潜力

南沙群岛海域蕴藏着丰富的礁栖性鱼类资源,是我国珊瑚礁渔业的主要作业渔场.根据近年来的渔业生产数据对开发现状进行了评价,判断南沙群岛岛礁鱼类资源尚处于轻度开发状态.通过采用初级生产力方法估算,南沙群岛岛礁水域鱼类的年生产量不低于2.1t·km-2,以年生产量的50%估算,潜在渔获量不少于5.5万t.     

南沙群岛海域溶解无机磷的分布

根据“八五”,“九五”国家科技专项南沙群岛海域综合科学考察的现场调查资料,对该海域的溶解无机磷（PO4^3- -P）分布进行了分析。结果表明,南沙群岛东南部海域的PO4^3- -P含量高于其它海区;PO4^3- -P随深度的增加而增加,变化速度在50-100m范围内最大;周日变化随季节及站点的不同而不同。南沙群岛海域PO4^3- -P含量分布是物理过程和生物过程共同作用的结果。     

南沙群岛海区珊瑚礁灾害性地质分析

珊瑚礁是一种特殊的岩土介质，有独特的灾害地质类型。珊瑚礁灾害地质研究是现代工程地质学的一个新课题。通过珊瑚礁的地质记录研究了内动力灾害地质类型（包括活动断裂、地震和火山活动等）、外动力灾害地质类型（包括海底槽谷与地形突变带、崩塌、滑坡、峰礁与埋藏礁、泥丘、埋藏负地貌等），同时还分析了人类活动对珊瑚礁发育的影响。