渤海表层沉积物中的生物硅

采用0.1 mol/L HCl和1%Na2CO3两步连续提取法,对103个渤海表层沉积物样品的生物硅含量进行了分析,结果表明,渤海表层沉积物中生物硅含量范围为7.3~54.7 g/kg,均值31.5 g/kg,高于其他相关调查,原因可能是由于采用0.1 mol/L HCl提取过程中,破坏了生物硅表面的金属氧化膜。对沉积物生物硅含量的空间分布表征显示,莱州湾是沉积物生物硅的低值区、而渤海湾与辽东湾之间的河北沿岸海域是相对高值区,初步认为是陆源营养物质的输入与黄河泥沙长期不断输入干扰沉积环境的稳定性,造成了该海域表层沉积物生物硅分布差异。主成分分析显示,生物硅含量与沉积物黏粒含量、细粉砂、有机氮、有机碳的含量均呈极显著正相关(P0.01),进一步证实沉积物粒度特征和营养环境对生物硅积累的影响。     

黄、东海柱状沉积物中生物硅含量的分析

对东、黄海2 0 0 0年10月和2 0 0 1年5月2个航次所获得的表层及柱状沉积物样品进行分析,在单点提取测定方法的基础上采用连续提取方法,利用斜率校正法扣除非生物硅的干扰,测定了东、黄海柱状沉积物中生物硅的含量。从整个东、黄海海域来看,沉积物中生物硅的含量<1% ,属于低含量海域;讨论了沉积物样品处理方法对分析结果的影响,在此基础上分析了不同海区柱状沉积物中生物硅的分布特征以及沉积物中叶绿素、水体中硅酸盐、叶绿素、N/P比值等生态要素与沉积物中生物硅分布的相关关系。     

北黄海-渤海表层沉积物中浮游植物生物标志物的分布特征及指示意义

作为一种新的地球化学指标方法,多参数生物标志物法已被广泛应用于重建浮游植物生产力及群落结构。本文对北黄海-渤海表层沉积物中浮游植物生物标志物的分布进行了研究。通过对北黄海-渤海60个站位的调查研究发现,硅藻、甲藻和颗石藻这3种浮游植物的生物标志物含量高值区主要分布在泥质区,同TOC的分布模式类似。为了消除粒度和沉积速率对含量的影响,将这3种生物标志物含量分别与TOC做比值,结果发现相对含量高值区与高生产力区相对应。以这3种生物标志物的相对比例来分别指示浮游植物在北黄海-渤海的相对贡献变化,结果表明近岸区硅藻相对贡献高,这主要与硅藻在高浓度硅的情况下具有竞争优势有关;而由于对营养盐的竞争关系,甲藻相对贡献高值区处于远岸区。在北黄海中部发现高的颗石藻相对贡献,与黄海暖流入侵路径相对应。     

东海、黄海近代沉积物中生物硅含量的分布及其反演潜力

以东海、黄海2006年4月、10月航次采集的沉积物样品为研究对象,结合沉积物中生物硅(BSi)含量的空间分布特征进而讨论BSi的反演潜力。研究发现,调查海域表层沉积物中BSi的含量介于0.018%~2.516%,平均值为0.726%,柱状沉积物中BSi的含量波动较小,相对稳定。整体而言BSi含量与相应年代的浮游植物现存量变化的趋势相近。经一元线性分析发现BSi含量与硅藻生物量的相关性显著。为进一步证实由BSi含量反演古生产力的有效性和可信度,采用Tun-nicliffe等的方法探讨了BSi含量在沉积物中的稳定性,调查结果表明,近150 a来BSi几乎没有降解,能够稳定地保存于沉积物中。综上可以初步判断沉积物中BSi含量可作为古生产力指标来反演古生产力的潜力。     

沉积物中生物硅的测定及其古气候意义

生物硅是湖泊沉积物中的重要组分,多数来源于硅藻壳的沉积,其丰度跟湖泊物理化学特征息息相关。生物硅是湖泊生产率变化的重要指标之一。在古气候、古环境变化研究中,生物硅是反映古湖泊生产率的重要指标。评述了生物硅含量提取及测定中存在的一些问题,对非生源硅的校正进行了讨论,并对生物硅在古气候变化研究中的局限性做了阐述。最后,提出了生物硅含量测定及应用需注意的问题。     

黄海、渤海埋藏古河道区沉积物的地球化学特征

晚更新世以来,我国北方陆架海区受冰川气候变化的影响,曾经发生过多次沧桑变化及陆海变迁,黄海、渤海陆架区在冰川时期多次裸露成陆。当时陆架区发育的河流受后期海平面上升的影响而淹没在海底,进而埋藏于不同厚度的海相沉积物之下,成为陆架区的埋藏古河道。Лeнд?epr(1972)曾认为低海面时期黄河只流入渤海而没有进入黄海,在黄海北部发现的古河道是古鸭绿江。近代我国陆架海区古地理环境变迁的研究中,又有许多关于埋藏古河道的报道(耿秀山,1981;秦蕴珊等,1988;李凡等,1991);根据古河道出现的地理位置,以及部分沉积学标志提出,晚更新世末期低海面时期,古黄河曾经在南黄海陆架自北向南流动(李凡等,1993)。杨子赓(1985)根据浅地层地球物理测量资料推测,末次冰期低海面时期古长江自苏北弶港附近向北东方向延伸,可达北纬34°30′左右。近年来又有人提出,末次冰期时期气侯寒冷、干燥,陆架区处沙漠化环境。这样,晚更新世末期,渤海、黄海陆架区有无河流,陆架上发现的古河道是哪个水系的河流等便引起许多学者的思考。关于晚更新世末期的古地理环境问题尚有待于深入调査研究。然而,近期多次发表的大量高分辨地球物理调查结果表明,渤海、黄海和东海陆架区在晚更新世末期低海面时期有埋藏古河道已经基本上达到共识。在此基础上进一步确定埋藏古河道的属性,即研究古河道属于哪个水系已经成为研究我国北方陆架海区沉积作用发育历史的重要任务。本文旨在根据埋藏古河道区的样品,采用地球化学方法分析其物质来源,进而判断古河道的属性。     

沉积物中生物硅分析方法评述

硅是水生态系统中构成生物群落的重要元素。硅藻、放射虫、硅质海绵和硅鞭毛虫生长和骨骼形成都离不开硅。ＤｅＭａｓｔｅｒ１９８１年研究指出海洋硅主要来源于河流(４．２±０．８×１０１４ｇ／ａ，ＳｉＯ２)和热液喷发 (１．９±１．０×１０１４ｇ／ａ，ＳｉＯ２)。另外冰川风化、低温海底玄武岩风化和沉积物的成岩作用亦是其来源之一。而Ｃｏｎｌｅｙ等１９９３年报道富营养化往往引起水体中溶解硅的浓度逐渐降低。生物硅（Ｂｉｏｇｅｎｉｃｓｉｌｉｃａ）指化学方法测定的无定形硅的含量 ,亦称为生物蛋白石或简称蛋白石。生源无定形…     

渤海东部与黄海北部表层沉积物的粒度特征及其沉积环境

渤海东部和黄海北部表层沉积物粒度组成分析揭示,沉积物主要由砂、粉砂、粉砂质砂和砂质粉砂组成,部分海域出现含砾沉积物。总体分布表现为南细北粗、东西分带的特点,形成以平行岸线的条带状分布格局为主体的南北不同的镶嵌形态,由岸及海、由北向南呈现由粗到细的分布特征。沉积物分布主要受物质来源、地形以及海洋环流控制,根据沉积物成因划分出老铁山水道-辽东-渤中浅滩砂质沉积区、山东半岛沿岸流泥质沉积区、北黄海中部泥质沉积、南黄海中部泥质沉积区、西朝鲜湾潮流沙脊沉积区、渤海中部泥质沉积区,并讨论了不同沉积区的沉积环境。     

渤海沉积物-海水界面附近磷与硅的生物地球化学循环模式

现场模拟了渤海沉积物-海水界面磷、硅的交换通量,在此基础上提出了渤海磷、硅的生物地球化学循环模式,渤海的磷、硅主要来源于河流的输入和沉积物向海水的扩散提供,输出则是主要通过向黄海输送。计算结果表明,渤海每年沉积物向海水提供的磷、硅分别为102×106和190．6×106kg,分别占渤海磷、硅循环总量的86．4％和31．7％。说明沉积物-海水界面过程在渤海磷、硅循环中所起的作用是巨大的。     

Analyses of the long-term salinity variability in the Bohai Sea and the northern Huanghai(Yellow) Sea

Based on the comprehensive collection of the field observed salinity of the Bohai Sea (BHS) and the northern Huanghai Sea (NHS) from the 1950s to the present,the patterns of 10-years-averaged salinity at the different layers in the recent five decades (the 1950s,the 1960s,the 1970s,the 1980s and the 1990s) are obtained by the spatial-temporal interpolation technique with the scrupulous data quality control in this study.Then,by combining the spatial-temporal interpolation technique with successive correction method,the annual distributions of salinity both in the BHS and in the NHS are obtained as well.The data analyses indicate that the overall salinity in the BHS and the NHS increases from the 1960s till the present,with the increase of annual mean salinity of 0.04 psu from the 1950s,and the maximum increase rate of salinity is about 0.14 psu/a in the Bohai Bay.The high salinity tongue extended significantly from the NHS into the BHS.The intensified eastern wind field is related to the western intrusion of the NHS warm current,which probably leads to the moving forward of the high salinity water mass into the BHS.However,it is rather different from the salinity distribution characteristics between the 1950s and the 1960s.The extensive precipitation in the 1960s could lead to an increase in the discharge of the Huanghe River,which might result in the decrease of salinity in the BHS.But the salinity isoline of 32 in the NHS still extended significantly into the BHS in the 1960s.Since the 1980s,the patterns of salinity distribution have changed thoroughly.The salinity in the central area of the BHS was low,while the salinity in the Bohai Bay and the Liaodong Bay was higher than the other regions with its horizontal salinity gradient decreasing in the 1980s.The Empirical Orthogonal Function Analysis (EOF) is also conducted to study the interannual salinity variability of the BHS and the NHS.The correlation coefficient between the time coefficient series of the main mode and the Huanghe River discharge can reach -64.57%.It can be concluded that salinity variation of the BHS and the NHS has strong negative correlation with the Huanghe River discharge.     

渤海、黄海热结构分析

在多年观测资料基础上,以月平均风应力和周平均海表水温(SST)作为外强迫,对黄海、渤海热结构进行了数值模拟.模拟结果显示渤海的热结构特征自10月至翌年3月为水温垂直均一的冬季型;5～8月为分层结构(由上混合层、跃层、潮混合层组成)的夏季型.4月和9月为两型的过渡期,最低水温出现在2月,最高水温表层出现在8月,底层则在9～10月.黄海沿岸浅水区与渤海有相似的热结构,黄海冷水团和黄海暖流对其中央槽深水区的热结构有重要影响.对底层水的影响而言,前者夏季显著而后者冬季显著,从而导致黄海(槽)的底层水与环境相比呈现夏季冷而冬季暖的特征,底层水温基本上与表面水温的年变化反相;深水区的热结构与渤海相比,均一型结构(1～3月)变短,分层型结构(5～11月)变长,底温年变幅(5℃以内)变小,跃层强度增强.模拟结果还表明,黄海暖流的动力仍然是季风环流,而对黄海冷水团的形成和发展有无动力影响提出质疑.     

渤海潮波系统的数值模拟

利用二维非线性潮波方程组,讨论了渤黄海主要分潮(全日潮、半日潮及浅水分潮) 数值模拟中的有关问题。数值模拟中同时考虑了4个主要分潮(M2,S2,K1,O1)和两个浅水分潮(M4,MS4)。分析表明,在渤黄海潮波系统数值模拟中,稳定后选取14 d的数值模拟结果进行调和分析能够取得最佳(最合理)的调和分析结果。计算出调和常数的模拟值与实测值之差的绝对平均值:M2分潮的振幅差为4cm,迟角差为3.3°,S2分潮的振幅差为2cm,迟角差为4.2°,K1 分潮的振幅差为1cm,迟角差为3.7°,O1分潮的振幅差为2 cm,迟角差为5.5°。实验结果较好地体现了渤黄海潮波系统的特征。     

渤、黄海冬季海冰对大气环流及气候变化的响应

受全球气候变暖影响,渤、黄海冬季气候呈明显的变暖趋势。在1951-2010年共60年中,后30年较前30年,气温升高了1.6℃,升幅异常显著。与此相对应,渤、黄海冬季海冰的冰级下降了0.6级。渤、黄海冰情持续偏轻与全球气候变暖趋势相当一致。冬季渤、黄海气温异常是对全球大气环流变化的响应,直接受同期东亚大气环流制约。研究表明,渤海海冰和大气环流的关系是清楚的,这对预测渤、黄海海冰具有重要意义。     

渤海、黄海沿岸几种经济贝类及其生存环境中的异养细菌

报道渤海、黄海6个重点沿岸海域(吕四、青岛、北戴河、盘锦、大连、庄河)海水和沉积物及经济贝类样品中的异养细菌总数检测结果.结果表明,整个渤海、黄海沿岸海域经济贝类体内异养细菌总数的变化范围为2.0×103～1.6×106cfu/g湿重,平均值为2.7×105cfu/g湿重,其中异养细菌总数最高的样品是在吕四沿岸3号站采集的四角蛤蜊(1.6×106cfu/g湿重),其次分别在北戴河沿岸2号站采集的杂色蛤(1.2×106cfu/g湿重)和毛蚶(1.1×106cfu/g湿重),而异养细菌总数最低样品是在青岛沿岸采集的镜蛤(2.0×103cfu/g湿重)和在大连沿岸采集的太平洋牡蛎、紫贻贝和皱纹盘鲍(≤5.0×103cfu/g湿重).该海区表层海水中异养细菌总数变化范围为2.5×105～1.0×108cfu/dm3,全海域平均值为1.2×107cfu/dm3.表层沉积物中异养细菌数量变化范围为2.8×103～7.5×105cfu/g干重,全海域平均值为1.3×105cfu/g干重.根据上述结果和欧共体委员会(93/51/EEC)指令要求,对各海区贝类卫生质量进行了初步评价.这在国内尚属首次.     

SST融合产品在渤黄海的质量评估与修正研究

为获取高空间分辨率与空间覆盖率的海表面温度(Sea Surface Temperature,SST)产品,基于最优插值方法,对微波辐射计Wind Sat、AMSR-E、ASMR2、HY-2 RM和红外辐射计MODIS、AVHRR的SST观测数据进行融合,生成了一种0.1°空间分辨率的每日SST融合产品,利用浮标数据在渤黄海区域进行了精度评估和修正,并分析了该区域的SST时空分布特征。结果表明:SST融合产品的在中国近海的精度为1.1℃,利用浮标数据修正后的精度略有改善;利用修正的SST产品对渤黄海区域SST分布特征进行了分析,分析结果显示,渤黄海海域冬季海温最为均匀,春季在海水升温过程中海温不均匀性明显。     

渤海颗粒有机碳与生物硅的分布及来源

海洋碳、硅循环及其相关联的生物地球化学过程是全球环境变化的热点问题,也是海洋科学关心的重要领域。利用2012年5月和11月份对渤海海域的调查结果,对该海域颗粒有机碳和生物硅的分布特征及来源进行了讨论。主要结论为:渤海有机碳以溶解有机碳为主,具有春季高和秋季低的特征;由陆地来源和海洋自生的有机碳组成,且以海洋来源的有机碳为主。渤海生物硅分布具有明显的梯度特征,河流输入同样对其含量的影响较为突出。渤海沉积物中生物硅含量较高,明显高于中国东部陆架海。渤海表层沉积物中生物硅主要是海源的,依次由浮游藻类、植硅体和海绵骨针所构成,其中浮游藻类占62.9%,陆源植硅体占31.1%。渤海沉积物发现了来自于草本植物的植硅体,这说明了陆地产生的植硅体对海洋生物硅的贡献。     

黄渤海海域污染状况及对生态的影响

本文评述了黄渤海海域污染状况和年变化趋势,以及对生态的影响。     

渤海、黄海沿岸主要港湾大振幅假潮成因的天气学分析

对渤海、黄海主要港湾发生的振幅大于50cm(龙口港湾取振幅大于80cm)的65次假潮过程与地面天气图进行对比分析,着重分析了伴随大振幅假潮过程的天气形势.分析结果表明:(1)龙口港湾22次大振幅假潮中有19次与雷暴天气(其中有3次伴随有飑线,1次还伴有龙卷)有关,2次与大风天气有关,1次由外海雷暴引起;因此得出雷暴、飑线是引起大振幅假潮的主要原因;雷暴强弱和持续时间长短变化,导致假潮振幅大小及持续时间长短变化;雷暴的季节变化引起大振幅假潮的季节变化;雷暴发生的局地性导致假潮出现的局地性;雷暴传播方向的不同引起大振幅假潮的周期不同.(2)北方气旋型和江淮气旋及西南倒槽型这两种天气类型有利于产生雷暴,并导致大振幅假潮的发生.这两类型分别占62个例的468%和177%.     

用自回归预报黄渤海的底层水温

用自回归模型,对覆盖渤海标准水文断面上的２９个站和北黄海的１０个站的底层海水温度进行了预报。均方误差为０．７５℃,结果较好,方法简便,能够满足渔业生产的需要。