黄河下游-河口-邻近海域表层沉积物中木质素的特征及其示踪意义

河流输入的陆源有机碳在河口和陆架区的生物地球化学过程是全球碳循环的重要环节,对陆源有机质的输入量的估算是研究陆架区的生物地球化学过程的基础。黄河输沙量极大,为探究其携带的陆源有机质对陆架边缘海有机碳库的影响,以黄河河口及邻近渤海海域为研究对象,分析了表层沉积物中的木质素,结合总有机碳含量、总氮含量和有机碳稳定同位素评估了表层沉积物中有机碳的组成、来源和分布。8种木质素酚单体中,紫丁香基酚类(S)与香草基酚类(V)的含量比值S/V(0.63±0.31)和肉桂基酚类(C)与香草基酚类含量比值C/V(0.25±0.15),反映出研究区陆源有机碳主要来自草本被子植物。V系列中木质素酸(Ad)与木质素醛(Al)的比值(Ad/Al)V较高(0.53±0.14),表明陆源有机质的降解程度较高。利用稳定碳同位素比值δ13C和木质素含量Λ8相结合的土壤有机质-陆生维管植物-水生有机质三端元模型对陆源有机物的贡献的分析结果显示,土壤有机质、陆源维管植物和水生有机质的平均贡献分别为59.9%±15.0%、7.3%±7.0%、32.8%±11.8%。土壤在陆源有机质中的贡献占有绝对优势,可能与该区域沉积物的主要源区——黄土高原植被覆盖率低、土壤侵蚀严重有关。     

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。     

东海闽浙沿岸泥质区T08柱样的木质素特征

为了解古植被对气候变化的响应,本文对从闽浙沿岸泥质区采集的T08柱状沉积物的木质素特征进行了分析,结合TOC和δ13 C参数分析,探讨了2000多年以来沉积物中陆源有机碳的来源和降解变化规律。该柱样上半段木质素的含量(∑8、Λ8)显著高于下半段,表明现代陆源输入的增加。紫丁香基酚类/香草基酚类(S/V)、肉桂基酚类/香草基酚类(C/V)和木质素酚类植被指数(LPVI)三者变化趋势基本相同,显示该沉积柱中木质素主要来源于被子植物木本和草本组织,裸子植物草本组织也有一定的贡献。植被参数的变化一定程度上反映了陆源植被对气候变化的响应,但存在时间滞后现象。S、V系列的酸醛比((Ad/Al)s、(Ad/Al)v)和P/(V+S)(P:对羟基酚类)分析表明木质素经历了中等程度的氧化降解和去甲基/去甲氧基降解,且降解程度没有随着深度的增加而增加。木质素降解参数对气候变化的响应,基本不存在时间滞后现象。     

越南红河水下三角洲表层沉积物中有机物分布及来源分析

采用总有机碳(OC%)、总氮(TN%)、有机碳同位素组成(δ13C)以及木质素方法,对越南红河水下三角洲表层沉积物进行研究,结合粒度数据,分析其有机物分布以及来源。结果表明,红河口表层沉积物的(C/N)mol在2.7—18.7之间;有机碳(OC%)和总氮(TN%)在近岸粒径大的站位含量低,粒度小的站位含量高;δ13C(‰)在22.8—25.9之间;Λ8(mg/100mgOC)在0.2—4.9之间。使用简单二端元模型计算后发现陆源有机物在表层沉积物中占的比例在3.7%—89.5%,并且与粒径大小有关,粒径大陆源有机物比例低,粒径小陆源有机物比例高,说明水动力分选是控制陆源有机物分布的主要因素。C/V和S/V分别为0.29±0.13和0.87±0.18,表明该区域的陆源有机物来源于被子植物的草本和木本部分混合。V系列的酸醛比(Ad/Al)v在0.38—2.43之间,平均值为0.70,说明该区域陆源有机物经历了中等程度的降解。     

应用木质素示踪楚科奇海表层沉积物中有机碳的来源和降解程度

埋藏在海洋沉积物中的有机碳是大气二氧化碳的净汇,而埋藏过程主要发生在陆架区。北冰洋拥有全球最大的陆架,接收大量来自河流和沿岸侵蚀输运的陆源有机碳,楚科奇海作为北冰洋的边缘海,是有机碳埋藏的重要海区之一。本研究选用楚科奇海和海台的表层沉积物（陆架区33~82.69 m,陆坡区164.63~3 763 m）,通过木质素,结合粒度、比表面积、有机碳百分含量（OC%）、有机碳稳定同位素（δ13C）等指标来示踪楚科奇海沉积物有机碳的来源和降解程度。结果表明,有机碳载荷从陆架到陆坡有明显的降低趋势;δ13C的范围指示有机碳可能来自苔藓、草本裸子植被、浮游植物和冰藻等;木质素丁香基酚（S）与香草基酚（V）的比值（S/V）和肉桂基酚（C）与香草基酚（V）的比值（C/V）表明裸子植物的草本组织贡献了更多的陆源有机碳;此外,较高含量的C9DA二酸（干酪根氧化产物）表明干酪根也可能是楚科奇海表层沉积物中有机质来源的重要组成。指示降解的参数[（Ad/Al） s、（Ad/Al） v、（Ad/Al） p、3,5-Bd/V]在陆架和陆坡沉积物中的差异表明陆坡沉积物中有机质的降解过程受到水动力分选以及原位降解等因素的影响更为明显。     

台湾海峡南部夏季的颗粒有机碳

根据2004年夏季、2005年夏季和2006年夏季3个航次观测的颗粒有机碳(POC)数据,表层POC含量的分布表现出近岸高、远岸低的特点,表层和次表层POC含量的高值区出现在东山以东以及南澳附近上升流区。沿岸流较强的2005年和2006年航次具有相对丰富的总悬浮颗粒物(TSM)含量。浮游植物是该区POC的主要来源。各航次的POC含量与叶绿素a(Chl a)含量正相关,所有航次统计的Chl a/POC与Chl a呈正相关,上升流区Chl a/POC偏小,上升流较强的航次高Chl a区的Chl a/POC也偏小,反映了上升流与高营养转换效率浮游生物生态在空间和时间上的联系。根据Chl a/POC~Chl a关系图判断,台湾海峡南部海域1988年、1998年和2004年夏季航次的浮游生物营养转换效率受到相对抑制,而在上升流信号较强的2005年和2006年夏季航次,上升流区的浮游生物高营养转换效率状态得以强化。各航次的POC含量和Chl a/POC比值与TSM含量正相关,POC/TSM比值与TSM负相关,沿岸流带来的陆源悬浮颗粒物通量波动,并没明显干扰台湾海峡南部以海洋浮游生物生态主导的颗粒有机碳生物地球化学循环格局。     

红树林间隙水溶解态陆源有机质的光降解和生物降解行为分析

红树林输送的溶解态陆源有机质是海洋中陆源有机质的主要来源之一,对其光降解和生物降解过程的研究有助于进一步了解红树林生态系统输出的有机质在近岸的归宿以及对近岸水体生物地球化学过程的影响,因此于2010年4月在海南省清澜港红树林采集间隙水,并进行了光降解和生物降解培养实验。分析了光培养(光降解)和暗培养过程(生物降解)中溶解态有机碳(DOC)、细菌以及溶解态木质素等的变化。结果显示经历128 d的暗培养后,DOC由初始的2 216 μmol/L下降至718 μmol/L,表明红树林间隙水的生物可利用性约为70%左右;经历11 d的自然光照后,DOC下降至800 μmol/L。木质素在光降解过程中的移除速率(-0.132 d-1)远高于生物降解过程(-0.008 d-1)。光培养中,木质素的下降速率高于总体DOC。不同系列溶解态木质素的下降速率不同,随着培养的进行,紫丁香基酚类(S)与香草基酚类(V)的比值(S/V)呈下降趋势,而V系列的酸醛比值((Ad/Al)v)呈上升的趋势。对比光培养和暗培养过程中DOC和木质素的变化可以得出生物消耗是引起红树林间隙水DOC从水体中移除的主要因素;而光照则是陆源有机质从水体中移除的主要因素;光培养和暗培养过程中细菌变化的差异表明光照可以促进细菌对溶解态有机碳的利用。与其他地区比较发现,海南红树林间隙水的光降解速率与热带河流(刚果河)相近,高于温带密西西比河流,降解过程中各参数的变化[S/V和(Ad/Al)v]与其他区域接近。     

长江口表层沉积物中有机碳的来源、分布与成岩状态

在长江口及其邻近海域采集了表层沉积物样品,分析了粒级组成、有机碳(OC)含量及其稳定同位素丰度(δ13 C)、木质素和沉积色素含量和相关指标,并结合基于蒙特卡洛模拟的三端元混合模型,讨论了此区域沉积有机碳的来源、分布和成岩状态。结果表明,长江口表层沉积物中OC含量为0.21%~0.63%,长江口泥质区和浙闽沿岸OC含量较高,而河口外陆架上含量较低;δ13C为-23.1‰~-20.9‰,显示沉积有机碳是海洋和陆地来源的混合。木质素含量(Λ8)为0.16~1.41mg/100mg OC,其组成特点显示了木质素的草本和木本被子植物的混合来源。沉积色素以叶绿素的降解产物为主,主要分布在河口外陆架上;类胡萝卜素中以岩藻黄素为主,表明硅藻是此区域浮游植物的优势类群。以δ13 C和Λ8为来源指标的端元混合模型显示长江口沉积有机碳主要来自海洋浮游植物,其贡献为54.3%~88.1%(平均70.2%),从河口向陆架逐渐升高,其次是土壤(9.3%~32.1%,平均22.3%)和C3维管植物(2.7%~13.6%,平均7.5%),两者贡献均在长江口和浙闽沿岸附近较高。沉积物粒级组成、OC含量、δ13C丰度和生物标志物含量之间显著的相关性和分布一致性表明水动力分选过程在决定陆源OC(包括土壤和C3维管植物OC)在河口外的输运和分布中发挥了重要作用。富含木质素的新鲜植物碎屑主要与粗颗粒物相联系,并主要沉积在河口附近,而贫木质素的土壤有机碳则主要赋存在细颗粒物上,可输运到离河口较远的位置。木质素降解参数,如酸醛比、3,5-Bd/V和P/(S+V)在长江口外陆架上的砂质区域相对较高,显示此区域陆源有机碳降解程度较高,而叶绿素降解产物的比例在长江口泥质区较高,则可能与泥质沉积物中较强的有机碳再矿化作用有关。     

长江口水淘选分级颗粒物中有机碳的来源、分布与降解

对河流颗粒有机碳的来源和归宿的认识是全球碳循环研究的重要方面,而从分级的角度研究颗粒有机碳的输运过程,有助于深入了解其迁移转化过程。于2012年3月采集了长江口的表层悬浮颗粒物,采用水淘选法对其进行了分级分离,分析了这些颗粒物的有机碳含量、稳定碳同位素丰度及木质素等参数,结合颗粒物的质量百分组成,讨论了不同粒级颗粒物有机碳的分布、来源及降解情况。从质量分布上来说,长江口悬浮颗粒物的主要组成部分是32μm粒级的颗粒物。随粒径增大,颗粒有机碳的含量逐渐降低,但并不是最小粒级赋存最多的有机碳,大部分站位颗粒有机碳集中在16~32μm粒级颗粒物上(55%以上)。粗颗粒物(63μm)中有机碳含量低,N/C比较小,13 C较亏损,木质素含量较高,说明粗颗粒物中陆源有机碳的贡献较大,而在细颗粒物,尤其是8μm和8~16μm颗粒物中,除δ13 C外,其它参数的变化均与粗颗粒物的相反,其13 C则比粗颗粒物还要亏损,说明在这些粒级中,除了陆地高等植物外,土壤有机碳或淡水浮游植物的贡献可能也很重要。长江口不同粒级悬浮颗粒物的C/V值和S/V值均较小,表明颗粒物中木质素是被子植物组织与裸子植物组织的混合来源。随粒径增大,木质素降解参数,如(Ad/Al)v、P/(S+V)和3,5-Bd/V均逐渐降低,表明细颗粒物中木质素的降解程度最高。     

碳同位素质谱法探讨现代海洋有机沉积物来源

本文用NUCLIDE RMS 6-60质谱仪测定了长江口及邻近海区(北纬30°06′至31°15′,东经122°30′至124°30′)表层沉积物中有机碳稳定同位素组成(δ~(13)C为-23.6×10~(-3)—-21.3×10~(-3))、有机碳含量(0.4—0.1％),溶剂可提取有机物浓度及有机C/N比值。结果表明,从有机地球化学角度解释并证实了其他地学家在该区域的研完成果,即东海陆架泥质沉积物主要由陆源悬浮物和海洋浮游生物体混合组成,长江入海物质随着远离长江口而递减,大部分陆源悬浮物向东南运移,并沉积在东经123°以西的长江口区。     

我国海洋浮游动物染色体研究进展

海洋浮游动物是海洋生态系统中非常重要的一大生态类群 ,种类组成繁杂、数量大、分布广 ,有着极其重要的生态学研究意义[1]。过去 ,这类动物的生物多样性研究重点主要在物种多样性的丰度和数量表达及其与环境因子的关系方面 ,积累了大量资料 ,但是在遗传多样性研究方面的资料则十分匮乏。我国海洋南北地理跨度较大 ,各海域地理环境、生态条件不尽相同 ,不仅有着各自的浮游动物群落面貌和特征 ,其共有种在各自栖息的环境条件中经自然选择以及在遗传漂移过程中常出现遗传趋异 ,有的种群可能已完全适应其生态环境 ,产生了独特的基因型和遗传结…     

我国的鱼类细胞核移植??

鱼类作为水产养殖业的一大支柱品种 ,其良种培育对提高鱼类产量至关重要。我国是鱼类养殖历史最悠久的国家之一 ,向来重视应用生物技术对养殖品种进行改良 ,其中最好的例子之一就是利用细胞核移植技术来创造鱼类优良品种。即使在生物技术不断发展的今天 ,这一细胞核移植技术在鱼类新品种培育方面仍是一项很有潜在应用价值的技术。特别是把细胞核移植技术与现代生物技术相结合 ,有望创造出具有巨大经济价值的鱼类新品种。１我国鱼类细胞核移植的成果细胞核移植是一种应用精细的显微操作 ,将一种动物的细胞核移植到同种或异种动物的去核成熟卵…     

滨海湿地生物地貌学进展及在生态修复中的应用展望

生物地貌学研究生物过程和地貌过程之间的双向交互作用,是一门新兴的交叉学科。早期的生物地貌学关注陆地生态系统,近期海岸带成为生物地貌学研究的热点地区,尤其是滨海湿地(如盐沼、红树林)成为研究生物地貌学过程和机理的重要区域。本文回顾了生物地貌学研究的概念、历史发展和方法,选取滨海湿地作为生物地貌学的主要研究对象,并就其研究方向、重要因素以及核心机制展开综述。最后对生物地貌学在海岸带生态系统修复工作中的应用进行梳理,分析了生物地貌学在红树林修复、滨海盐沼湿地修复和互花米草入侵防控上的应用展望。     

近十年来我国海洋化学研究的若干进展

本文对近十年来海洋化学的若干新进展作了总结,主要包括下述7方面:(1)海洋调查,包括中国近海、太平洋和南极等;(2)海水中微量元素-固体粒子的相互作用和界面分级离子/配位子交换理论;(3)有机物对液-固界面交换的影响和S-型曲线左右移动规律;(4)海水化学模型发展的三个新趋势;(5)海水中金属的络合容量和金属-天然有机配位体络合物的条件稳定常数;(6)海洋有机化学和海洋生物化学;(7)结论,对海洋化学发展的四个特点作了分析和讨论。     

海岸带沉积物中脱氮作用的研究进展

脱氮作用是硝酸盐的反硝化过程之一 ,它是海岸带沉积物中氮循环的一个关键过程。在这个过程中 ,异氧菌在呼吸中利用硝酸盐作为电子接受者 ,将硝酸盐还原为气体。由于脱氮作用的气体产物 (Ｎ２ 或Ｎ２Ｏ)最终扩散进入大气层中 ,从而减小了海岸带水体中初级生产者可利用氮的数量。另一方面 ,脱氮作用也可转移人类活动向海岸带输送的过量氮 ,这有助于缓解这些环境中的富营养化趋势 ,对氮浓度升高起到重要的缓冲作用。自１９７６年Ｎｉｘｏｎ发现美国Ｎａｒｒａｇａｎｓｅｔｔ湾存在微生物脱氮作用以来 ,海岸带沉积物中活跃的脱氮作用已成为海洋…     

一次春季黄海海雾和东海层云关系的研究

结合多种观测数据和数值模拟结果对2011年3月12—13日的一次黄海海雾过程进行分析。观测数据分析表明:此次黄海海雾过程与东海层云之间存在密切的联系。地面高低压位置为水汽从层云区向北输送提供了有利的环流条件;黄海上空天气尺度下沉运动,加强了海洋大气边界层(MABL)层结的稳定性,MABL顶自南向北高度降低,有利于水汽在向北输送过程中不断向海面聚集;下沉导致的干层以及逆温层对海雾的发生发展起重要作用。模式结果进一步证明天气尺度下沉运动与MABL内的下沉在29°—30°N附近同位相叠加,使得该海区上空的下沉运动明显增强,边界层高度迅速下降。下沉可能会导致气块温度升高,云滴蒸发,来自层云区的水汽随流场向北向下输送逐渐接近冷海面凝结成雾,近海面水汽的平流输送使海雾进一步向北发展。本研究为海雾预报提供新的参考思路。     

舟山冬季暴雨的特征

文章分析了冬季暴雨发生时的环流形势和物理量场分布特征,揭示了冬季暴雨的发生与厄尔尼诺现象有着一定的相关。同时,分析了单站要素的变化,为以后的冬季暴雨预报提供参考。     

利用分光光度法间接测定海水中的羟胺

海洋生态系统中,羟胺作为多种微生物作用的中间产物,在氮的海洋生物地球化学循环中起着重要作用。目前,缺乏针对海洋中微量羟胺简便易行的测定方法。本研究借鉴海水中铁离子测定原理,首次应用硫酸铁铵-邻菲罗啉法间接测定海水中微量羟胺浓度,确定出该方法可在30—120min内稳定、快速地测定微量羟胺。通过对方法不确定度的系统评价得出,此方法灵敏度高、响应快、稳定性和重复性好,操作简便,适于羟胺检测浓度范围为0.020—0.800mg/L(R2=0.9996,P0.0001,n=32);天然海水中平均加标回收率达到106.9%(RSD=1.71%)。检测室内处于培养指数增长期的东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)藻液发现,羟胺主要被合成于藻细胞内部,其胞外含量低至检测下限附近。     

青岛滨海高速公路路面径流金属污染研究

滨海高速公路径流作为沿海城市金属污染源之一受到国内外关注。青岛市青银高速公路路面径流金属Cr、Cu、Zn、Hg及Pb分析表明,青岛高速公路路面径流水质较好,基本符合国家V类水质标准。初期径流水质中污染物浓度较高,随着降雨冲刷强度突然增大,出现"二次冲刷"现象。结合主成分分析推知径流中Cr、Cu、Zn及Cd主要来源于大气沉降,而Hg与Pb主要来源于大气的道路交通污染。     

山东小清河的浮游植物

对山东小清河全程１３个测点，在春、夏、秋、冬季分析进行了４次调查，共发现浮游植物１４５种，隶属于７门３２科６２属。