Physiological aspects of the production and conversion of DMSP in marine algae and higher plants

Dimethylsulphoniopropionate (DMSP) is a compound produced in several classes of algae and higher plants that live in the marine environment. Considering its generally high intracellular concentrations, DMSP has a function in the osmotic protection of algal cells. Due to the relatively slow adaptation of its intracellular concentrations upon salinity shifts, DMSP should, however, not be considered as an osmoticum in the strict sense of being responsible for osmotic balance, but rather as a constitutive compatible solute. Besides salinity, other factors also appear to affect cellular DMSP quotas, but the exact regulatory mechanisms are still unclear. In this review, a brief discussion is given of the three pathways of DMSP biosynthesis that are currently distinguished. This is followed by an overview of the factors that affect DMSP biosynthesis (light, salinity, temperature and nitrogen limitation) in relation to its physiological functions. A new hypothesis is presented in which DMSP production is described as an overflow mechanism for excess reduced compounds and for energy excess. Finally, the possible functionality of the enzymatic cleavage of DMSP is discussed in the context of an overflow mechanism.     

Temporal variations in the concentration and settling flux of carbon and phytoplankton pigments in a deep fjordlike estuary

The weekly mass flux of C and phytoplankton pigments at five depths in the main basin of Puget Sound, a deep (200 m) fjordlike estuary, was sampled for a year with moored sequentially-sampling sediment traps. Flux measurements were compared with weekly samples of suspended pigments in the euphotic zone and bi-monthly samples of total suspended matter and particulate C throughout the water column at the mooring site.Seasonal changes in the total mass flux at all depths were small; instead, physical (river runoff, bottom resuspension) and biological (phytoplankton blooms) events caused occasional sharp increases on a weekly scale. The dry weight concentration of pigments in the trap samples mirrored the concentration of pigments in the euphotic zone suspended matter, increasing from 0·01% in winter to a maximum of 0·65% in late summer. Bloom-induced changes in the pigment concentration were observed almost simultaneously in the euphotic zone and in the traps to a depth of 160 m, indicating a rapid vertical transfer of surface-originating particles by organic aggregates. In contrast to the strong seasonal signal in the pigment concentration, C concentration varied by only a factor of three during the year.The seasonal trend of C/pigment ratios in the C flux arises from at least two sources: (1) a balance between terrestrial sources of C during the high-runoff winter season and in-situ primary production in spring and summer, and (2) cycling of C through the zooplankton population. Budget calculations suggest that the loss of primary-produced C and pigment from the euphotic zone by settling is 5% regardless of season. On an annual basis, this C flux (16 g m⁻²) is sufficient to support previously measured values of benthic aerobic respiration at the mooring site. To account for other C sinks such as burial, predation and chemical oxidation, however, terrestrial C sources and alternate transport pathways, such as vertical advection and sediment movement down the steep basin walls, are necessary.     

南海中北部表层沉积物的矿物沉积

本文研究了南海中北部500多个样品的矿物学。认为,本区表层沉积物中矿物种类繁多,分布较为普遍,碎屑矿物(含火山物质)、粘土矿物、自生矿物常有出现。以前者为最显著(共60多种,其中重矿物50多种,轻矿物近10种),主要分布于陆架区及深海盆;粘土矿物次之,多分布于陆坡～深海盆;自生矿物较少,陆架～深海盆均有分布。文中根据矿物沉积特征和环境差异,把它划分为6个矿物区。     

Calculating the sediment flux of the small coastal watersheds: a modification of global equations

Two kinds of regression equations are used to reproduce the sediment flux of the 26 small coastal watersheds in southeastern China. The first kind is the global equations suggested by Milliman and Syvitski(1992), Mulder and Syvitski(1996), Syvitski et al.(2003), and Syvitski and Milliman(2007). The second kind is the modified equations revised by the characteristics of the coastal watersheds, including the drainage area, mean water discharge, and mean sediment discharge. Compared with the observ...     

渤海近岸海域石油类污染变化趋势

利用渤海海域多年来的环境监测数据,采用趋势变化图和Mann-Kendall统计检验法分析渤海近岸和各主要海湾河口海水、沉积物和贝类中石油类污染的变化趋势,并初步分析污染的来源。结果显示:沉积物和贝类中石油类的含量和超标率多年来呈现明显的上升趋势,海水变化则不够明显。由于石油类不易滞留于水相中,却倾向与沉积物结合或者富集于生物体内,因此沉积物和生物稳定地指示了海洋环境中石油类污染的变化情况。各主要海湾河口Mann-Kendall趋势统计结果显示:辽东湾、渤海湾、黄河口、莱州湾和大连近岸沉积物中石油类均呈现显著上升或者上升的变化趋势。渤海石油输入来源分析表明,陆源排污尤其是河流仍然是海洋中石油类最直接和最主要的来源,应该实现陆海统筹,实行总量控制。另外渔船排放石油类的量近年来增长较快,由于渔船属于线源排放,其污染面广,治理和清淤难度较大,因此也需要引起有关部门重视。     

Modelling of sediment movement in the surf and swash zones

Under the action of marine currents, non-cohesive sediments evolve by bed-load, by saltation or suspension depending on their granulometry. Several authors have considered that the movement of sediment...     

大亚湾表层沉积物性质及其对海水养殖的影响

根据文献和2001年4月19个站位的分析结果，研究了大亚湾表层沉积物颗粒、孔隙、有机质、通透性等性质对海水养殖的影响因素和机制，提出一些措施供养殖管理部门参考。     

溶解作用对南海北部沉积物捕获器碳、氮通量估算的影响

由于化学溶出、物理溶解以及胞外酶等作用,沉积物捕获器中颗粒物在锚系布放期间会发生一定程度的溶解,从而引起沉积物捕获器中碳、氮颗粒物通量的低估。本文对于1987—1988年南海北部中深层沉积物捕获器中碳、氮颗粒物的溶解作用进行了研究。溶解作用对于碳、氮通量估算的影响大致随着深度的增加而减小。总体而言,颗粒有机碳通量低估约3.8%~40.3%,平均值为26.6%。颗粒氮通量低估约4.2%~76.4%,平均值为43.7%。碳、氮颗粒物的溶出量与颗粒物通量大小关系不明显,但是样品储存时间对于碳、氮颗粒物溶解作用的影响较显著,储存时间较长的样品中颗粒物溶出量更大。     

茅尾海夏季海水与表层沉积物叶绿素a空间分布研究

根据2011年6月茅尾海生态环境调查资料,对该海域海水和表层沉积物中叶绿素a的空间分布进行了分析。结果表明,海水叶绿素a变化范围1.384~4.060 mg/m3,平均值为2.143 mg/m3,表层沉积物叶绿素a范围为0.006~0.740 mg/kg(湿重),均值为0.124 mg/kg;海水与表层沉积物叶绿素a均呈现自河口向南逐渐降低的空间分布特征。单位面积表层沉积物叶绿素a平均含量为上方水柱叶绿素a平均含量的129.44%,沉积物对该海域初级生产力有显著的潜在贡献。相关分析表明,海水和沉积物叶绿素a均与无机氮及底栖动物栖息密度呈显著或极显著的正相关关系(P0.05或P0.01)。     

长江口入海水沙通量变化及其影响分析

基于大通站1960—2020年长系列的径流量和输沙量资料,研究了长江口入海水、沙通量的季节变化、年际变化和趋势性,并讨论了其影响因素。研究结果显示：多年长江口入海平均径流量为8 906亿m3,各年的平均径流量值围绕着多年平均值上下摆动,没有明显的变化趋势;入海径流量的季节性变化明显,每年的5—10月的径流量占全年的70.3%;多年平均年输沙量为3.35亿t,输沙量过程总体呈现减小的趋势;长江口入海水沙通量变化受中上游的水土保持和水库建设等因素影响明显,其中三峡水库蓄水后,大通站输沙量与之前相比减少了62.8%;受长江流域来沙锐减的影响,长江口河势也发生了明显变化,出现了河口含沙量明显减小、河口总体上由淤积环境向冲刷环境转化、长江口水下三角洲前缘大面积冲刷河口拦门沙及水下三角洲泥沙补给出现“源汇转化”的结构性变化等现象。     

黄河不同粒径组入海泥沙通量的变化及其对三角洲造陆的影响

以黄河流域1955~1990年的资料为基础,研究了不同粒径组入海泥沙的变化趋势及其成因以及各粒径组泥沙对三角洲造陆过程的相对贡献率.研究表明,四个粒径组入海泥沙通量都呈减少的趋势,各粒径组入海泥沙通量减少趋势的显著性按由细到粗的顺序递减,即细颗粒泥沙入海通量的减少趋势要比粗泥沙明显.20世纪70年代以来,水土保持面积增大、人类引水增大和年降水量减少是黄河各粒径组入海泥沙通量减小的原因.大规模的水土保持措施实施以后,细泥沙入海通量的减少幅度要大于粗泥沙.多元回归分析结果表明,年降水量变化对小于0.010,0.010~0.025,0.025~0.050及大于0.050 mm四个粒径组泥沙入海通量变化的贡献率分别为58.52%,62.05%,71.16%,83.37%,随粒径的变粗而增大;水土保持措施变化对小于0.010,0.010~0.025,0.025~0.050和大于0.050 mm四个粒径组泥沙入海通量变化的贡献率分别为41.48%,37.95%,28.89%,16.63%,随粒径的变粗而减小.四个粒径组泥沙入海通量与人类净引水量之间的相关系数也按泥沙粒径由细到粗的顺序减小,即人类引水的变化对细泥沙入海通量的影响较大,对粗泥沙入海通量的影响较小.四个粒径组泥沙入海通量与年降水量之间的相关系数按泥沙粒径由细到粗的顺序增大,即年降水的变化对细泥沙入海通量的影响较小,对粗泥沙入海通量的影响较大.建立了黄河三角洲造陆速率与利津站年径流量和小于0.010,0.010~0.025,0.025~0.050及大于0.050 mm四个粒径组的泥沙量之间的多元回归方程.计算结果表明,入海泥沙量和径流量对三角洲造陆速率变化的贡献率接近相等.在四个粒径组中0.010~0.025 mm的泥沙对三角洲造陆速率变化的贡献率最大,0.025~0.050 mm粒径组次之,大于0.050 mm的粒径组再次之,小于0.010 mm的粒径组最小.中等粗细的粒径组对三角洲造陆的贡献率最大.     

Tripod measured residual currents and sediment flux: Impacts on the silting of the Deepwater Navigation Channel in the Changjiang Estuary

Four bottom-mounted instrument-equipped tripods were deployed at two sections spanning the region characterized by severe sedimentation rates in the Deepwater Navigation Channel (DNC) along the North Passage of Changjiang Estuary in order to observe currents, near-bed suspended sediment, and salinity. Seaward residual currents predominated in the up-estuary section. In contrast, a classical two-layered estuarine circulation pattern occurred in the down-estuary section. Flow moved seaward in the upper layer and a heavier inflow, driven by the salinity gradient, moved landward in the lower layer. The near-bed residual currents in the up-estuary section and the down-estuary section acted in opposing directions, which implies that the region is a convergence zone of near-bed residual currents that trap sediment at the bottom. The maximum salinity gradient at the maximum flood current indicates the presence of a strong front that induces sediment trapping and associated near-bottom convergence of sediment, which explains the high sedimentation rates in this section of the estuary.     

越南红河水下三角洲北区表层沉积物类型及分布特征初探

对2007年采自越南红河水下三角洲北区24个表层沉积物样品进行了粒度分析和粒度参数计算,初步探讨了该区沉积物的主要类型及分布特征。结果表明,越南红河水下三角洲北区的表层沉积物主要由粉砂组成(体积平均含量为54.35%),平均粒径为6φ。按Link沉积物命名法,该区沉积物主要类型有砂、砂质粉砂和黏土质粉砂。水平分布上,由西部的砂向东逐渐变为黏土质粉砂,呈现出由近岸三角洲前缘相的粗粒级沉积物逐渐向前三角洲-浅海相的细粒级沉积物变化的趋势。与前人研究成果对比发现,红河水下三角洲北区沉积物黏土的比例较1996年的比例明显增大,可能与海岸线近10a来总体上呈向陆迁移、水下三角洲沉积向岸蚀退以及纵向上水动力逐渐变弱有关。     

南海北部表层沉积物中黏土和碎屑矿物组成及其地质意义

以X-射线衍射仪和偏光显微镜为主要手段,对南海调查区表层底质沉积物中黏土和碎屑矿物组分进行分析和研究,结果表明黏土矿物主要有伊利石、蒙皂石、高岭石和绿泥石,其组合特征在不同区域表现出明显的差异。碎屑成分主要由生物壳(钙质和硅质)、轻矿物(石英、长石为主)和含量低但种类多的重矿物组成。一般认为物质来源是调查区沿岸风化岩石遭受进一步剥蚀后细小组分通过水动力搬运沉积而成的。钙质和硅质生物壳分布受南海碳酸盐补偿深度(CCD)的控制。     

南海北部外陆架表层沉积物粒度参数特征及物源分析

为研究南海北部外陆架沉积物来源及沉积特征, 对南海北部外陆架18 个站位进行了表层沉积物取样和分析, 通过对沉积物的分类和粒度参数的计算, 探讨了沉积物类型和粒度参数的分布特征及其指示意义。研究结果表明, 研究区表层沉积物类型包括砾、砂质砾、砾质砂、砾质泥质砂、含砾砂、含砾泥质砂和含砾泥7 种类型。沉积物输运方式在外陆...     

苏鲁交界海域表层沉积物类型和分布特征

对2002年采自苏鲁交界海域的466个表层沉积物样品作了粒度分析和粒度参数计算,并进行了沉积物分类和分布特征的研究,结果表明:(1)研究海域的表层沉积物类型主要为砂、粉砂质砂、砂质粉砂、粘土质粉砂和砂-粉砂-粘土5种。(2)研究海域的表层沉积物主体是砂,随着离岸距离的增大,砂含量将逐渐增加然后又逐渐减少。砂含量的经、纬向分带性不明显。粉砂与砂的平面分布特征正好相反,粘土含量的平面分布特征与粉砂相似。(3)研究海域表层沉积物的平均粒径为0.34~7.30,平均为4.09,沉积物颗粒的直径总体上为细砂粒径;分选系数为0.34~4.26,平均为2.10,分选差;偏态为-0.41~0.75,平均为0.29;峰态为0.66~3.69,平均为1.34。(4)根据沉积物中各组分含量、粒度参数、水深、沉积物类型的平面变化特征等,由西向东将研究区分成西部、中部和东部3个分区。由岸向海,西部分区沉积物由粗到细地变化,平均粒径等值线呈NE向与岸线平行分布;东部和中部分区,沉积物粒度变化的规律不明显。     

鸭绿江流域水沙输运的“源-汇”特征及其影响因素的集成分析

以鸭绿江流域为尺度,对鸭绿江流域上中下游水沙数据进行综合性分析。结果显示：鸭绿江流域径流量中游比上游年径流量增加一倍左右,下游比上游的年径流量增加倍数为一个数量级以上;大部分年份下游的年输沙量小于上游;随着中下游水利工程等人类活动的加剧,鸭绿江下游径流量和输沙量都有阶段性的减少,年际径流量和年际输沙量差异幅度逐渐增大,且输沙量减小的幅度和年际差异幅度比径流量更大,尤其是自20世纪60年代中期以来人类活动对输沙量影响比较显著。结合ENSO事件特征,指出气候变化引起的降雨量的减少是直接影响流域径流量减少的主要原因,也一定程度上造成了流域输沙量的减少。     

黄河三角洲埕北海域底质沉积物粒度特征及泥沙输运分析

通过黄河三角洲埕北海域表层沉积物的粒度资料、实测潮流数据以及50 a一遇的波浪要素,分析了埕北海域表层沉积物的分布类型以及粒度参数特征,并计算了表层沉积物的临界起动应力、日平均单宽输沙通量以及波流共同作用下的单宽推移质输沙率。结果表明:研究区表层沉积物主要是粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂和泥四种,分选中等偏差,近对称到正偏,中等尖锐到尖锐峰态;对大潮期间埕北海域潮流底应力和表层沉积物的临界起动应力的计算说明潮流在大部分区域具有起动和输运泥沙的作用;秋季潮流作用下的日平均单宽输沙通量均值为372.32 kg/（m·d）,方向为涨潮流向。利用贝克尔（Bijker）和经典的Van Rijn公式计算出的50 a一遇的波流共同作用下单宽推移质日平均净输沙率结果近似相等。     

兴化湾西岸潮间带沉积物岩心放射性核素分布与沉积速率

利用2007年8月31日采集于福建兴化湾西岸的潮间带沉积物岩心样品,用γ谱方法测量了其放射性核素含量,对岩心中核素的分布及其成因进行了讨论,估算了研究区沉积物的沉积速率,探讨了沉积物的物源,结果表明:(1) 238U、228Th、228Ra、226Ra、210Pb、137Cs和40K的含量分别为35.0～60.6、52.6～69.3、49.0～66.5、22.7～36.2、26.3～84.8、0.5～1.3和775～831 Bq/kg;(2) 用238U、226Ra、137Cs和40K作为示踪剂进行物源分析发现,兴化湾潮间带沉积物主要源于邻近的福州和莆田地区的土壤,所占比率分别为54%和46%;(3) 用210Pbex和137Cs方法估算得兴化湾西岸潮间带沉积物的平均沉积速率分别为0.38 cm/a和0.36 cm/a.岩心中210Pbex分布表明,自20世纪末,研究区潮间带沉积速率加快.     

近年来长江河口北支水沙特性与河槽稳定性分析

根据崇头、青龙港、三条港和连兴港1950～2001年潮汐潮流观测资料和2005年6～7月的大、中、小潮及2007年5月5～10日沿北支河槽进行的两个连续潮周期水、沙、盐的现场观测数据并结合参考2005年的实测地形图.通过对长时间序列(1950～2001年)的分流比、年均流量、潮位、潮历时等数据的整理分析并与近期(1998～2005年)的水文特征值比较,发现随着北支分流量逐渐减少,河槽内强烈的潮波已成为影响北支河槽不稳定的主要因素;青龙港近年来(1998～2005年)平均高、低潮位出现增高,比多年(1950～2001年)平均高、低潮位分别高出15和17cm,是北支河床近年来持续性淤浅的体现;大潮期间北支河槽涨潮含沙量无论量值还是扩散强度均大于落潮,明显表现出河口涨潮槽具有的泥沙运动规律.自2001年以来除少数年份的小潮汛外,均表现出明显的涨潮优势,其中2002年3月大潮的潮量优势流仅为9.42%,显示出涨潮优势十分明显,说明北支河槽近几年来正朝着衰退的过程发展;2005年北支河槽-2、-4和-6 m等深线均呈喇叭状,闭合端指向上游,符合涨潮槽的几何形态;再从河槽类型系数(λ)看,大潮期间λ值均大于1,最大值为31.1,涨潮槽特征显著;而洪季中、小潮各测站λ值均小于1,最小值为0.000 3,A、B两测站在大潮时λ值均大于1,而小潮时又都小于1,显示北支河槽虽主要表现为涨潮槽的特征,但洪季受径流和潮汛影响,其涨潮槽特性不稳定.总体而言,目前北支河槽为一条不稳定的废弃型涨潮槽.