长江口及邻近陆架区沉积物和间隙水中铁及其与细菌的关系探讨

本文通过对长江口及邻近陆架区12个站位的柱状沉积物、间隙水和细菌资料分析,指出了研究区沉积物和间隙水中铁的分布特征,并与细菌、地质资料对比研究、从生物地球化学角度对间隙水中铁的来源及其控制因素作了初步探讨。资料研究表明,沉积物中铁主要赋存于细粒沉积物中,腐植酸中铁由河口向陆架减少。间隙水中铁主要来自沉积物中高价铁,在弧菌科(Vibrionaceae)和假单孢菌属(Pseudomonas)细菌的媒介下,参加了沉积物中某些有机物的降解反应,接收了有机物的电子后被还原,其含量和分布主要受控于参加媒介作用的细菌。     

长江口邻近海域沉积物和间隙水中硅的研究

以2011年6月和8月在长江口邻近海域采集的沉积物和间隙水样品为研究对象,讨论了沉积物中生物硅（BSi）和间隙水中溶解硅（DSi）的分布情况和影响因素,并初步探讨了生物硅的循环和保存。结果表明,表层沉积物中BSi的含量较低,且均小于1%。柱状沉积物中BSi的含量范围为0.34%~0.52%。C3、D1站位柱状沉积物中BSi的记录主要是由早期成岩过程控制,33#站位的分布特征主要是由水动力等变化控制。沉积物间隙水中DSi的浓度范围为101.6~263.9 μmol/L,低于纯BSi的溶解度;间隙水的pH值越大,沉积物的含水率越低,还原性越强,间隙水中DSi的含量越高。3站位生物硅的埋藏效率均较高,表明长江口邻近海域是潜在的硅的汇。沉积通量的分布与沉积速率和埋藏效率的分布一致,均有近岸高于远海的趋势。     

长江口邻近陆架区表层沉积物的木质素分布和有机物来源分析

对长江口邻近陆架区表层沉积物的有机物进行碳、氮元素、碳稳定同位素和木质素测定,以分析其物质来源,特别是陆源有机物的迁移埋藏。结果表明,碳与氮含量的比值为6.2~7.7,δ13C为-19.9×10-3~-22.4×10-3。8种木质素酚单位的总含量(相对于总有机碳)为0.15×10-2~1.56×10-2mg/mg,显著低于长江口门处的2.50×10-2mg/mg。香草基酚类的酸醛比平均值为0.90,表明该海区的陆源有机物是高度降解的;紫丁香级酚类与香草基酚类的含量之比为(0.78±0.35),肉桂基酚类与香草基酚类的含量之比为(0.13±0.08),表明这些陆源有机物源于草本和木本混合的被子植物。31.5°N以南站位木质素的降解程度比北部的高,草本植物源的贡献更大,被子植物的主导优势也更明显;长江输入的有机物以沿岸堆积为主,具有显著的离岸降低趋势。在31.5°N以北的陆架区,虽然近岸站位陆源有机物的贡献显著高于其他站位,但其他站位并没有离岸递减趋势。这种南北分布差别可能是由海流条件和水深梯度的差异引起的。计算结果显示,该海区表层沉积物中的陆源有机物占总有机物的5%~57%,且主要来自土壤有机质。     

长江口邻近陆架沉积物粒径变化趋势及动力成因

基于长江口外邻近陆架近20年实测数据,分析了邻近陆架区域表层沉积物中值粒径、砂-泥分界线和泥质区变化规律,并探讨了自然机制和人类活动等对其影响。结果表明:1近期(2006-2010年)长江口邻近陆架区域沉积物中值粒径和砂、粉砂和粘土等值线分布格局较2006年以前未发生明显变化;2伴随流域入海泥沙量和海滨区悬沙浓度的减小,陆架区域表层沉积物中值颗粒表现为粗化趋势发展;3陆架区域砂-泥分界线2004-2007年在北侧(31°30′以北)无明显趋势,南侧(31°30′以南)为向口内移动,2008-2010年无论南侧还是北侧均为向口内移动,主要受长江径流枯水期,引起潮流水动力相对增强、悬沙浓度减小及苏北沿岸流等影响;4泥质区域为长江口沉积速率最大区域,由于入海泥沙和海滨区域悬沙浓度降低,三角洲侵蚀等环境下表现为减小趋势,因北槽深水航道整治工程的实施改变了南北槽分流比,南槽下泄径流水动力增加,使得泥质区位置存在南偏趋势。     

南海东北部沉积物间隙水氮和硅的研究

测定了南海东北部沉积物间隙水中ＮＯ３－Ｎ，ＮＯ２－Ｎ和ＳｉＯ３－Ｓｉ的含量。６个站位的５－１０ｃｍ层的ＮＯ３－Ｎ，ＮＯ２－Ｎ和ＳｉＯ３－Ｓｉ的含量分别为０．４７－１．７０，０．８４－２．６０和１０．１７－１１．６９μｍｏｌ／Ｌ。研究了上术物质含量在５０号站的深度分布。估算了ＮＯ３－Ｎ和ＳｉＯ３－Ｓｉ从间隙水向覆水扩散的通量分别为通量分别为０．０３３和０．０１９ｍ ｍｏｌ／ｍ＾２．ｄ。     

春季长江口崇明东滩沉积物-水界面营养盐交换过程研究

2005年3-5月,选取位于长江口崇明东滩的3个典型站点,对沉积物间隙水中营养盐剖面进行了观测;同时,通过模拟现场环境培养的方法测定了营养盐在沉积物-上覆水界面的交换通量.结果表明,间隙水中NH4+和SiO32-浓度比PO43-和NO2-+NO3-一般要高2-3个数量级.沉积物-水界面交换过程在春季表现为对NO3-和SiO32-的吸收,吸收的量在很大程度上取决于上覆水中这两种营养盐的浓度;由上覆水和表层间隙水浓度梯度所决定的分子扩散通量对实际交换通量的控制有限.对NO3-,分子扩散通量占交换通量的比例为到21%;对SiO32-,前者和后者的方向相反;对NH3+,较大的浓度梯度支持显著的释放通量,而在培养过程中并没有发现上覆水中NH4+浓度持续的增长.以上结果都说明其它因素,如浮游植物吸收、颗粒物吸附以及底栖动物扰动在更大程度上决定着崇明东滩沉积物-水界面营养盐的交换过程.     

长江口-东海内陆架早期成岩过程及影响因素

边缘海沉积物中的早期成岩作用是影响碳循环和埋藏的重要过程,目前对早期成岩过程及其影响因素的了解还不够深入。于2018年8月在长江口-东海内陆架采集了短柱状沉积物,对间隙水中溶解无机碳(DIC)、溶解无机氮(DIN)、二价铁(Fe ²⁺)、二价锰(Mn²⁺)和硫酸根(SO₄^2-)离子等参数进行了分析,并结合表层沉积物中粒度、比表面积、有机碳及稳定碳同位素组成和底层水环境参数,研究了不同沉积环境下沉积物中的早期成岩过程及其影响因素。结果表明,长江口-东海内陆架泥质区沉积物间隙水中DIC和NH₄⁺的浓度随着深度的增加逐渐增大,且在其中心站位有较高的DIC、NH₄⁺产生通量(分别为4.03 mmol/(m²·d)和0.57 mmol/(m²·d))和SO ₄^2-消耗通量(-4.56 mmol/(m²·d)),沉积...     

太平洋北部铁锰结核富集区沉积物和间隙水中Fe,Mn,Ca,Mg的地球化学

本文利用太平洋北部铁锰结核富集区(富集度1.1—22.0kg/m~2)7个柱状样的沉积物和间隙水资料,详细探讨了其Fe,Mn,Ca,Mg的地球化学特征。结果表明:(1)沉积物中Mn明显的比河口、陆架及贫结核洋区富集,而Fe则与河口沉积物相接近;(2)沉积环境不同,沉积物和间隙水中元素的垂直分布和进入间隙水的途径不同;(3)沉积物中Fe,Mg主要来自粘土吸附,Ca来自生物化学作用沉积,而Mn则可能通过河口、陆架及半深海沉积物次表层Mn的迁移、生物化学及附近海底火山作用而富集;(4)由于钙、硅软泥区生物作用强烈,使间隙水中Mn~(2+)/Fe~(2+)比值明显的比钙质软泥和褐色粘土区大,这在某种程度上支持了结核中Mn组元素的沉积物来源。     

长江口及其邻近海域表层沉积物粒径及生源要素分布特征

针对2015年长江口及其邻近海域所采集的43个表层沉积物样品,通过粒径分析以及生物硅(BSi)、总有机碳(TOC)和总氮(TN)等生源要素参数的测定,系统探讨了长江口表层沉积物粒径及生源要素的时空分布特征以及各要素的相互关系。结果表明:(1)长江口及其邻近海域表层沉积物组成以黏土质粉砂、粉砂质砂和砂为主。研究区域内,粒径组成呈现明显的"南细、北粗,近岸细、离岸粗"的分布特征,长江口及浙江近岸泥质区的表层沉积物粒度最细,中值粒径(Φ)在5以上;(2)调查海域表层沉积物中BSi含量在0.22%~1.82%之间,沉积物中粉砂、黏土含量及平均粒径(Φ)均与BSi含量呈显著正相关(P0.01),黏土矿物和粉砂较多的细颗粒沉积物更易累计和保存BSi;(3)TOC和TN的含量分别在0.04%~1.17%和0.01%~0.26%之间,其分布特征与沉积物中值粒径(Φ)和BSi的分布也有明显的正相关性,说明细颗粒沉积物更有利于有机质保存,表层沉积物中的硅藻可能是有机物的来源之一。     

长江口及邻近陆架区表层沉积物和间隙水中锰的地球化学

本文通过对长江口及邻近陆架区10个站位表层沉积物和间隙水中锰、有机碳、硫化物和细菌的资料研究表明:沉积物中锰的变化范围为0.062—0.123％,平均含量为0.091％。间隙水中Mn~(2+)的变化在0.03—8.00ppm之间,平均含量为1.27ppm。沉积物中锰由河口向海洋减少,表层高于深层;间隙水中锰由表层向下递增。间隙水中Mn~(2+)主要来自沉积物中Mn~(4+)的还原,这种还原作用并不是沉积物中硫化物引起的,而是在细菌的媒介下,Mn~(4+)参与沉积物中某些有机物的降解反应时获得电子后被还原的,故它的含量和分布主要受细菌控制。     

基于水淘选分级的长江口及邻近海域表层沉积物中磷的形态分布和迁移转化

磷是一种重要的生源要素,在河口、边缘海的初级生产中发挥重要作用,了解沉积物中磷的形态分布和迁移转化有助于深入了解该区域生态系统动力学。于2013年3月在长江口及邻近海域采集了表层沉积物样品,利用水淘选方法对沉积物进行了分级,并采用化学连续提取法分析了未分级和分级沉积物样品中的6种磷形态含量:可交换态磷、活性有机磷、铁结合态磷、自生磷灰石磷、碎屑磷和难分解有机磷,讨论了该区域沉积物中磷的形态分布、选择性输运过程和迁移转化。沉积物中总磷含量在14.0~18.4 μmol/g,其中碎屑磷是其主要成分,占54.5%,其次是有机磷和难分解有机磷,分别占到15.1%和13.1%。不同粒级沉积物中磷形态含量不同,可交换态磷、活性有机磷、铁结合态磷、自生磷灰石磷和难分解有机磷随粒级增加含量逐渐降低,而碎屑磷主要集中在粗粒级（大于32 μm）沉积物中。基于各粒级磷形态的质量分布,发现小于32 μm粒级的沉积物中各磷形态含量从长江口向浙闽沿岸逐渐增加,向外海方向逐渐减小,而大于32 μm沉积物的变化趋势与此相反,体现了不同形态磷的选择性输运。随粒径增大,总有机碳对有机磷比值（TOC/Or-P）先降低后升高,在大粒级沉积物中,TOC/Or-P比值较高主要是因为陆源有机碳贡献较高,而在小粒级沉积物中,主要是由于有机磷的迁移和转化更为活跃,体现了细颗粒物中有机磷相对有机碳的优先分解。本研究表明,从分级的角度可以对河口、边缘海的磷循环有一个更全面的认识。     

长江口及其邻近海域表层沉积物粒度划分及变化规律研究

对长江口及其邻近海域30个站位的表层沉积物粒度进行了粒级划分,在此基础上探讨了各粒级的变化规律。结果表明研究区表层沉积物最高含量粒级——粉砂(粒径4-63μm,含量大于50%)并非组成沉积物的主体粒级,<16μm的细粉砂及黏土粒级才是研究区的主体粒级,含量在50%-80%之间,能代表粒径频率分布的中心趋向和平均搬运动能情况。16μm是研究区沉积物粒度性质的一个分界点。通过对表层沉积物粒级的研究还发现研究区沉积物粒度粒级含量变化具有明显的规律性:4-8μm,8-16μm细粉砂粒级百分含量的变化规律与<1μm,1-2μm,2-4μm粒级(细分的黏土粒级)完全一致,与>16μm的各粒级之间不相关或呈强的负相关关系;16-32μm、32-63μm粗粉砂粒级含量的变化规律与63-125μm,125-250μm,>250μm粒级(细分的砂粒级)的变化规律呈弱相关或弱负相关关系,与<16μm的各粒级的变化规律不相关。对沉积物粒度的不同组分研究有助于对沉积动力环境和元素的“粒度效应”等问题进行深入探讨。     

长江口及其邻近陆架区夏季网采浮游植物及其影响因素

2009年6、8月长江口及其邻近陆架区的网采样品中检出浮游植物9门395种(含223种硅藻与125种甲藻)。浮游植物丰度8月(3 077.15×104 cells/m3)显著高于6月(107.80×104 cells/m3)。随长江冲淡水势力增强,位于长江口的丰度高值区8月较6月更偏外侧。种类丰富度8月高于6月,但多样性和均匀度指数略低于6月。6月尖刺伪菱形藻和三角角藻占绝对优势,8月优势种主要有尖刺伪菱形藻、笔尖形根管藻和铁氏束毛藻。骨条藻虽非优势种,但在长江冲淡水区丰度较高。相似性分析和多维尺度分析表明,浮游植物群落组成时空差异显著。典范对应分析表明,温度和盐度是分别影响6、8月群落分布的首要因子。根据水动力和化学参数,该区浮游植物群落分布与环流变化和水团消长密切相关。     

长江口及其邻近海域表层沉积物中重金属分布和潜在生态危害评价

对长江口及其邻近海域表层沉积物中重金属Cu、Mn、Pb、Zn、Cr、Fe、Hg、Cd的含量分布以及富集状况进行分析,并采用Hakanson潜在生态危害指数法评价该海域中Cu、Pb、Zn、Cr、Hg、Cd污染的程度及其潜在的生态危害,结果表明:长江口及其邻近海域表层沉积物中Cu、Mn、Pb、Zn、Cr、Fe的分布特征表现为由近岸向远岸递减的趋势,整体上象山县和舟山群岛近岸海域的含量高于研究区北部含量;Hg在长江口南端含量较高,呈由西向东递减的趋势;Cd在长江口南端以及象山县东含量较高,在研究区中部含量较低。潜在生态危害评价结果表明,长江口及其邻近海域表层沉积物只有部分站点处于生态危害的中等级别,大多站点生态危害轻微,污染程度顺序为Cd > Hg > Cu > Pb > Cr > Zn;对长江口及其邻近海域生态环境具有潜在影响的重金属元素首先是Cd,其次是Hg。对底质环境质量进行系统聚类分析结果显示,象山县和长江口外以及济州岛西南近海海域的底质环境较差,应予以重视。     

临洪河口海域间隙水和沉积物中重金属分布研究

为了研究近岸海域中重金属的分布情况及其潜在迁移趋势,以连云港临洪河口为研究对象,分析了间隙水和沉积物中Cu,Zn,Pb,Cd,Cr,As,Fe,Mn的含量。结果表明,沉积物中金属浓度的分布顺序为:Pb>Zn>As>Cr>Cu>Cd。同种重金属在沉积物中的含量高于间隙水中,表明了该水体中的重金属有从沉积物向上覆水扩散的可能趋势。统计分析结果表明,沉积物中的金属浓度之间发现存在明显的相关性;多数金属与Fe、Mn存在明显的浓度相关性,表明了Fe和Mn在河口系统的金属地球化学循环过程中起重要作用。     

长江口及邻近海域沉积物重金属潜在生态风险评价

利用2007年10月和2009年6月对长江口及邻近海域表层沉积物的监测数据,分析了其中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As和Hg等7种重金属元素和TOC的含量,并采用Hakanson生态风险指数法进行了潜在生态风险评价.结果表明:重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As和Hg元素的平均含量分别为:37.43×10-6,36.85×10-6,93.48 × 10-6,0.17×10-6,72.91×10-6,10.60 × 10-6和0.043×10-6.各重金属元素空间上呈现长江口及杭州湾高、外陆架海区低的分布趋势,且总体上调查海区南部海域高于北部海域.7种重金属元素的污染指数由大到小排序为:Cu＞Cr＞ Zn＞Pb＞As＞Cd＞ Hg,其中Cu和Cr元素是主要的污染因子;潜在生态风险系数由大到小依次为:Cd＞ Hg＞Cu＞As＞Pb＞Cr＞Zn,其中Cd、Hg和Cu元素是主要的潜在生态风险因子.研究区仅局部海域受到了重金属元素的污染,RI值均小于150,属低潜在生态危害的范畴.     

厦门港湾岩芯沉积物及其间隙水中BHC和DDT的垂直分布

本文报道了厦门港湾两个站位岩芯沉积物及其间隙水中BHC、DDT的垂直分布,给出了它们在间隙水中的主要存在形式及其含量,初步探讨了BHC在海水、间隙水和岩芯沉积物中的含量分布关系。     

长江口邻近海域浮游细菌分布与环境因子的关系

利用2003年9-10月"东海陆架水交换"调查航次期间获得的浮游异养细菌、寡营养细菌和光合细菌的分布资料和实测水环境数据,探讨了这三类细菌的分布特征及其与相关环境因子的关系。结果表明:在长江口邻近海域,以30等盐线为界,三类细菌的空间分布具有显著差异;调节制约这三类细菌类群生长和分布的环境因子不同;表层硝酸盐浓度1μmol/L可作为一个特征浓度,高于1μmol/L的海域,陆源输入的硝酸盐对于这三类细菌的生长和分布具有重要影响,低于1μmol/L的海域,硝酸盐的影响较小或无影响。同时,采用法国梅里埃API STAPH系统,结合电镜观察,对两株已获得纯培养的有色菌株进行了属种的鉴定,分别是变异微球菌(Micrococcus varians)和玫瑰微球菌(Micrococcus roseus),目前尚未发现这两种细菌在长江口及其邻近海域分布的报道。     

长江口及邻近海域表层海水细菌多样性及群落结构

从长江口及邻近海域10 个站点采集表层海水, 通过DAPI 染色计数和克隆文库构建的方法, 对细菌的多样性及群落结构进行初步研究。DAPI 染色计数结果显示长江口及邻近海域表层海水中 细菌丰度总体较高, 生物量变化较大, 从1.16×10⁵(A04 站点)到 1.48×10⁶ cells/mL (B03 站点); 总体 趋势从长江口向外海增加。细菌克隆文库的系统发育分析表明: 细菌序列以变形菌门为主(占总文库 的60.61%), 其中α-变形菌纲是绝对优势类群(50.62%); 其次是拟杆菌门(15.18%)、放线菌门(14.79%) 和蓝细菌门(4.61%), 还有少量厚壁菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、浮霉菌门、纤维杆菌门、疣微菌门 等; 另外柔膜菌门和SAR 类群也有发现。文库多样性分析结果显示长江口及邻近海域部分站点表层 海水中细菌多样性显著, 与研究区海域水产养殖活动有关, 并受到区域洋流和海洋化学环境(如低氧 带)的影响。