北极加拿大海盆2003年和2008年上层海洋热含量的差异分析

主要利用2003年和2008年两次夏季北极科学考察的CTD数据处理了加拿大海盆上层海洋的热含量(这里上层海洋指的是200m以上的海洋),定量分析了热含量随深度的变化,并比较分析了这两年在夏季海冰融化期间热含量的垂向差异变化,以及影响热含量变化的因素,给出了上层海洋热含量在加拿大海盆的空间分布。2008年与2003年相比最显著的变化是在加拿大海盆开阔水域的增加,这将导致太阳辐射能进入海洋中的能量增加,同时海冰的大量融化带来了大量淡水,这些变化改变了上层海洋的温盐性质。海冰大量融化主要产生两个效应：一是上层海洋的普遍增暖,二是太平洋入流水体的下移。文中还分析了近年来在加拿大海盆中变化显著的次表层暖水现象,由于次表层暖水蕴含着不小的热含量,其在上层海洋热量平衡中的作用不容忽视。     

加拿大海盆与楚科奇海沉积物岩芯中好气异养细菌的分布

本文用MPN法测定了两种培养温度下加拿大海盆与楚科奇海10根沉积物岩芯中182份样品的好气异养细菌(GAB)的检出率和含量。结果发现沉积物中GAB检出率高,GAB平均值为4.46×107个·g-1(4℃)和5.47×107个·g-1(25℃)。最高GAB含量出现于20-22cm层,GAB含量在沉积物各层位间波动,总体上呈现中下层沉积物GAB含量低于表层之势。25℃培养时能提高GAB检出率和含量。温度的提高将可能改变测区沉积物GAB的生存环境和生存状况。纬度区间的差异似显出测区中部GAB检出率和含量高于高、低纬度区间之状(4℃培养明显于25℃)。浅水区沉积物中的GAB含量较低,而水越深则GAB含量似越高,以25℃为明显。     

2012 年夏季水团输送对挪威-格陵兰海营养盐及浮游植物群落结构的影响

依托2012 年第五次北极科学考察分析了夏季挪威-格陵兰海域营养盐和光合色素的分布情况, 探讨 水团输送对该海域营养盐分布及对该海域浮游植物群落结构分布的影响。结果显示挪威海和格陵兰海域调 查站位上层(200 m)水体中AT 断面的硝酸盐、磷酸盐及硅酸盐平均浓度分别为9.0(±5.0)、0.65(±0.29)和 1.8(±1.6) μmol·L^–1, BB 断面的硝酸盐、磷酸盐及硅酸盐平均浓度分别为8.9(±3.8)、0.71(±0.22)和1.8(± 1.6) μmol·L^–1。挪威海和格陵兰海域上层水体中硅酸盐相对于硝酸盐远远不足, 且呈显著硅限制, 该限制随 纬度的升高有所减轻, 表现为北冰洋入流水的硅酸盐输送。光合色素与温度和营养盐的关系表现为: 与温度 呈正相关, 与营养盐呈负相关。光合色素的分布结果表明, 挪威-格陵兰海域浮游植物群落表层以硅藻或硅 藻和定鞭金藻为主, 次表层(叶绿素最大层)则以硅藻为优势种, 并且硅藻更易聚集于混合层下方温跃层上 方, 定鞭金藻在表层水体低营养盐的条件下更具竞争力。此外, 由于受大西洋入流分支的影响, 浮游植物向挪 威-大西洋流流经区域聚集(温度更高且营养盐充分), 形成区域浮游植物分布差异。     

1999年夏季中国首次北极考察区水团特征

依据 1 999年 7月至 9月中国首次北极考察队在白令海、楚科奇海和南加拿大海盆的现场调查资料 ,本文分析了三个海区的水团特征 :( 1 )白令海水团主要由季节变化显著的白令海上层水团和中层水团以及深层水团组成 ;( 2 )楚科奇海水文特征受融结冰过程影响较大 ,1 999年7月和 8月差异较大 ,其水团主要为浅海变性水团 ,包括两个次级水团 ,楚科奇海夏季水和来自北太平洋以及北冰洋变性的外海入侵水 ;( 3)南加拿大海盆的水团主要由受融结冰过程影响的表层水团、源于太平洋水的次表层水、源自北大西洋的中层水团和深层水团组成     

楚科奇海和加拿大海盆表层沉积物中好气异养细菌的地理分布

本文用MPN法测定楚科奇海和加拿大海盆表层沉积物中好气异养细菌(GAB)的含量,并对其地理学分布进行分析。结果表明,研究区GAB的检出率高达100%。4℃时GAB的含量范围、平均含量为4.00×102-2.40×106个.g-1、1.71×106个.g-1。25℃时GAB的含量范围、平均含量为2.40×105-2.40×107个.g-1、1.10×107个.g-1。无论是含量范围,还是平均含量,均是25℃时的培养结果大于4℃时的培养结果。GAB含量的地理分布趋势是随纬度增高,含量呈降低趋势。在经度变化上则为由东向西,含量呈降低趋势。对沉积物所处水深的分析,表明其在4℃培养得出来的GAB含量随水深增加有下降的趋势,25℃培养出来的GAB含量受环境影响较小,与水深变化关系不明显。     

太平洋入流及其与北冰洋异常变化的联系

太平洋水通过白令海峡进入北冰洋 ,对北冰洋的海冰、水团和环流产生重要影响。在过去的十几年中 ,北冰洋的海冰和海洋系统发生了前所未有的异常变化 ;与此同时 ,白令海峡太平洋入流水的流量和性质发生了改变 ,太平洋水在北冰洋中的运移路径和影响范围也有所不同 ,这些变化之间的关系有待于进一步的研究。本文综述了有关的研究进展 ,探讨了北冰洋异常变化与太平洋入流变化之间的可能联系。     

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。     

基于锚系观测的北冰洋加拿大海盆中层水变化研究

20世纪90年代以来,北极进入了以海冰快速减少为显著特征的快速变化时期。通过分析“波弗特流涡观测计划”在北冰洋加拿大海盆的4个站点上布放剖面观测系统所获得的2003—2011年的温度、盐度剖面观测数据,研究了加拿大海盆北极中层水的变化特征。在观测期间,加拿大海盆中央区中层水核心温度变化较小,楚科奇海台地区有明显下降特征,海盆中央区以北以及加拿大群岛陆坡边缘区核心温度呈持续升高趋势。北极中层水核心深度在4个站点都有不同程度的加深趋势,加深的程度和参与分析的表层淡水含量以及因海冰消失导致的风应力变化有一定的对应特征。4个站点表层(75—200 m)的热含量在无冰海域有明显的增长,在有冰海域热含量较稳定;加拿大海盆200—400 m和400—800 m深度范围内的热含量变化情况与中层水核心深度的变化情况一致,伴随着中层水核心深度加深至400 m乃至更深处,中层水的能量也逐渐下移,造成200—400 m水层能量普遍降低而400—800 m水层能量普遍增加。加拿大海盆4个观测站点因背景环境条件和所受影响的不同,造成了中层水的变化和响应趋势的差异。     

北冰洋加拿大海盆南缘的管水母类及其分布

本文分析了 1 999年夏季我国首次北极科学考察楚科奇海及邻近的北冰洋加拿大海盆南缘海域管水母类的种类组成、丰度和垂直分布。仅在加拿大海盆南缘出现 2种管水母 ,而楚科奇海未发现管水母类。对柔弱五角水母和北极单板水母多营养体期 (无性 )和单营养体期 (有性 )的主要形态特征作了较完整的记述和作图 ,并讨论了它们的形态类型及生态习性。加拿大海盆南缘海域北极单板水母的丰度 (平均 42× 1 0 - 3 个 m3 )大于柔弱五角水母 (2 4× 1 0 - 3 个 m3 )。这 2种管水母均仅出现在水深 1 0 0～ 80 0m ,而且最大丰度也都在 3 0 0— 2 0 0m层 ,即刚好聚集于强盐度跃层中和跃层下面     

加拿大海盆氟氯烃的分布及其示踪研究

中国第二次北极科学考察期间(2003年7-9月)于加拿大海盆采集了9个站位的水样,用于氟氯烃(CFCs)的分析。结果表明加拿大海盆表层水中的CFC-11浓度最高为6.70pmol/kg,CCl4浓度最高为9.62pmol/kg,但均未达到饱和状态。二者在表层水中的饱和度分别在70.54%-84.70%和76.54%-91.53%之间,这可能与海冰覆盖和低CFCs浓度的太平洋水的入侵有关。在2000m深度仍存在相当浓度的氟氯烃,这表明加拿大海盆深层水与外界水体存在交换更新。氟氯烃的垂直分布进一步证实了加拿大海盆水团呈层状的垂直分布结构。同时采用pCFC-11、pCCl4测年法对各水团年龄进行了估算。     

1999年7月白令海海盆营养盐和溶解氧的垂直特征

1999年 7月下旬 ,雪龙号科学考察船在中国首次北极科学考察航次中在白令海海盆北部与中部完成了 2 2个深水站的采样作业。营养盐和溶解氧采样分 1 2层 ,共获得 2 71个样品。分析结果表明 :硅酸盐浓度 [Si]、磷酸盐浓度 [P]和无机氮浓度 [N](硝酸盐 [NO3- ]加亚硝酸盐[NO2 - ]加氨 [NH4 + ],主要成分为 [NO3 - ])垂直结构的相似之处在于 :在≤ 2 5m是第一层 ;随后为一个明显的跃层 ;第二层位于 5 0— 2 0 0m之间 ;然后有一个宽的跃层 ;从 5 0 0m至底部 (约3 90 0m)为第三层。其差别在于 :在第三层中 ,[Si]继续缓慢增加 ,而 [N]和 [P]略有减少。溶解氧[O2 ]与 [Si]、[P]、[N]的垂直分布表明在潜温 (θ)极小层以上 (0 .5— 2 .7°C ,盐度 3 3 .0 1— 3 3 .1 7,深度 81— 1 5 7m)的海水是海气充分交换层与生物主要活动层。在≥ 1 5 0m以下 ,[P]、[NO3 - ]两者和 [O2 ]有 >0 .9的正相关性。从表层至底部 ,在整个盐度范围内 ,[NO]∶[PO](其中 [NO]=9[NO3 - ]+[O2 ],[PO]=1 3 5 [P]+[O2 ])在 0 .786 - 1 .0 2 9之间大致均匀分布 ;这表明白令海海盆北部与中部海水的营养特性具有较强的保守性。     

北极海冰快速减少期间加拿大海盆上层海洋夏季淡水含量变化

北极海冰近年来快速减少,北冰洋淡水含量也出现了急剧变化。加拿大海盆作为北冰洋淡水的主要存储区域,研究其淡水含量变化对于认识北冰洋淡水收支有重要意义。本文根据2003年、2008年中国北极考察以及2004年至2007年的加拿大考察数据进行计算,发现除2006年以外,夏季加拿大海盆淡水含量在此期间每年增加1m以上厚度。增加主要发生在冬季白令海水以上的上层海水中,而在此之下,淡水含量维持在3m左右,没有显著年际差异。在2006年,加拿大海盆西部上层淡水含量略微减少,但东部和北部海域淡水含量仍略有增加。与2003年相比,2008年加拿大海盆中心海区淡水含量增加量最高可达7m。分析表明,近年来的海冰减退对加拿大海盆上层淡水含量的增加起着重要作用,北极涛动(AO)正负相位变化也是控制其淡水含量变化的一个重要因素。而降水、径流以及白令海峡入流水的变化对加拿大海盆淡水含量变化影响较小。     

白令海浮游植物添加营养盐培养实验

本文报道 1 999年 7月～ 9月中国首次北极考察期间 ,在白令海进行的一组浮游植物添加营养盐培养实验。实验从 7月 2 3日开始 ,8月 5日结束。培养瓶为两个对照 ,硝酸盐添加为海水浓度的2、4和 8倍 ,磷酸盐添加为海水浓度的 2、4和 8倍。培养瓶在“雪龙”号甲板上的流水控温槽中培养。在培养的第 5天 ,对照、硝酸盐组和磷酸盐组浮游植物增长的趋势一致 ,叶绿素 a增长为初始浓度( 0 .55mg/m3 )的 3.5～ 4.5倍。在培养的第 1 0天 ,硝酸盐组叶绿素 a浓度达到 1 7.6～ 2 4 .0 mg/m3 ,大大高于对照 ( 7.6～ 9mg/m3 )。磷酸盐组叶绿素 a浓度为 9.3～ 1 1 .4mg/m3 ,比对照有所增加 ,但不如硝酸盐组明显。实验结束时各瓶的叶绿素 a浓度都降低。添加较大浓度营养盐的培养瓶中浮游植物的增长要大一些 ,但是并不明显。本实验说明 ,虽然从营养盐的绝对浓度和比例上看 ,都没有明显的 N或 P限制 ,但是白令海潜在着硝酸盐的限制。虽然营养盐的浓度对浮游植物的吸收有一定的影响 ,但是浮游植物吸收的营养盐的绝对数量才是影响浮游植物生长的关键因素     

加拿大海盆莫霍面分布特征及其构造意义

利用北极加拿大海盆及其周边最新的重力数据,经过水深、沉积层厚度以及平均地壳厚度的重力效应改正,收集了该地区的声呐浮标数据,数字化得到57个控制点,基于Parker方法,使用带控制点的界面反演计算了研究区的莫霍面深度。结果表明,莫霍面深度由西向东逐渐加深。边缘地与海盆西侧交界处莫霍面深度最浅,在12 km左右,说明此处可能存在补偿不足;阿拉斯加处的莫霍面深度最深,至少30 km,推测该区域受到的挤压较为强烈或者沉积物供给充足使得地壳增厚。深度值变化与其洋壳-洋陆过渡带-陆壳的地壳结构变化也相吻合,支持了逆时针旋转模式。     

SOCIAL CONSTRUCTION OF HYDROPOLITICS: THE GEOGRAPHICAL SCALES OF WATER AND SECURITY IN THE INDUS BASIN*

ABSTRACT. The article identifies important themes and future research directions for analyzing water and conflict dynamics at the subnational scale in the Indus Basin. A historical overview of water development in the Indus Basin suggests that the water‐security nexus was always a salient theme in the minds of water developers, even in the nineteenth century. Conflicts over contemporary large‐scale water‐development projects in the Indian and Pakistani parts of the Indus Basin are reviewed. Engineers' single‐minded focus on megaprojects, to the neglect of the wider set of values that societies attach to water resources in the eastern and western Indus Basin are largely to blame for continuing low‐grade conflict in the basin. A review of local‐level conflicts over water supply and sanitation in Karachi and the distribution of irrigation water in Pakistani Punjab illustrates the critical role of governance and differential social power relations in accentuating conflict. The article argues against neo‐Malthusian assumptions about the inevitability of conflict over water because of its future absolute scarcity. Instead, the article seeks to demonstrate that, despite evidence suggesting that international armed conflict over water does not exist, the potential for political instability over domestic water distribution and development issues is real. The question of whether conflict at the subnational scale will culminate in violence will depend on how water‐resources institutions in the basin behave.     

吐鲁番盆地水资源利用与绿洲经济发展探讨*

吐鲁番盆地为我国一个独特的地理区域。其地形封闭,气候极为干旱,有限水资源的开发利用制约着绿洲的生存与发展。本文简要分析了盆地水资源特征及其开发利用过程及盆地经济发展进程,阐述了水资源与经济发展存在的问题,进而提出盆地今后水资源利用与经济发展的方向。