珠江口沉积柱中厌氧氨氧化活动的梯烷脂记录

为了反演珠江口过去环境的厌氧氨氧化活动状况,本文分析了来自珠江口3个站位的柱状沉积物中梯烷脂的含量,在所有的样品中均检测到了梯烷脂,表明珠江口地区存在厌氧氨氧化活动。P03沉积柱的梯烷脂总含量为0.16~4.13μg/g,L1为0.15~1.3μg/g,C2T为0.07~2.19μg/g。梯烷脂的垂直分布特征表明3个沉积柱中厌氧氨氧化细菌的来源可能不同,P03沉积柱中梯烷脂可能主要来源于沉积物中的厌氧氨氧化细菌,而L1梯烷脂可能来自上层水体和沉积物,C2T的厌氧氨氧化活动可能主要发生在底层缺氧水体中。将梯烷脂与总有机碳(TOC)作相关性分析,结果显示在TOC含量高的柱状样中,两者相关性好,TOC校准后的梯烷脂与原梯烷脂的分布趋势的一致性,表明梯烷脂含量能够指示厌氧氨氧化活动。对珠江口过去的厌氧氨氧化活动的重建表明P03站位沉积物中厌氧氨氧化活动自1970—1990增强,L1站位的厌氧氨氧化活动近十年来亦逐年增强,C2T站位上覆水体的厌氧氨氧化活动则呈现近几年快速增强的趋势。虽然本研究仅初步探讨了近些年来珠江口厌氧氨氧化活动的变化规律,但为进一步研究珠江口氮循环过程提供了良好的基础。     

胶州湾沉积环境演变的分析

从剖析表征沉积环境演变的生物学、地质动力学以及地球化学指示因子入手,系统总结了近年来胶州湾沉积环境演变研究的进展,揭示了诸如有孔虫、沉积物粒度、生源要素、污染物及有机质等众多指示因子以及它们的相关组合与环境演变的关系。综合分析表明,胶州湾沉积速率较低,属于缓慢淤积的海湾,是一个典型的潮汐汊道系统。胶州湾的沉积环境演变分为4个阶段:陆相、三角洲沼泽相、海陆过渡相和海湾相。在过去的50 a中,特别是近20 a来,由于受人类活动与工业排污的影响,胶州湾的沉积环境发生了显著的变化,海域面积大大减少,陆源输入已经成为胶州湾沉积物的主要来源,沉积速率不断增加,局部海域特别是河口附近污染加重。这些变化都是通过各种生物、地质动力和地球化学因子来综合体现的。     

过去一百年济州岛西南泥质区有机质来源变化的多参数指标研究

C/N是一种传统的区分海洋沉积有机质来源的指标,基于总有机碳与总有机氮的比值。BIT(Branched andIsoprenoid Tetraether index)和TMBR(Terrestrial and Marine Biomarker Ratio)是近年提出的用于指示陆源有机质相对贡献的新指标,二者具有明确的陆源及海源端元值。BIT指标是基于陆地土壤厌氧细菌生标Branched GDGTs与泉古菌生标Crenarchaeol的比值,TMBR指标是基于陆源高等植物生标和海源藻类生标的比值。本文利用C/N、BIT和TMBR指标,对济州岛西南泥质区DH11站位过去一百年以来陆源有机质和海源有机质的相对贡献进行了定量评估。总有机碳(TOC)、陆源和海源生物标志物的分析结果显示:近50a来,该站位的总有机质、海源有机质和陆源有机质的沉积通量(Mass Accumulation Rates,MARs)一直在增加。C/N指标通过二元混合模型的计算结果显示陆源有机质占总沉积有机质的比例在0.22～0.30之间,BIT与TMBR指示的陆源有机质贡献分别在0.05～0.11,0.08～0.22之间,所得相对贡献的差异主要是由不同指标的指示意义不同造成的。3种指标的结果表明该研究海域海源有机质在沉积有机质中占据主导地位。另外,从1950s开始陆源有机质的相对贡献呈现下降趋势,这说明海源有机质沉积通量增加的比例大于陆源有机质,这可能是由东亚季风、黑潮、河流输入、大气沉降和人类活动等多重因素引起的。     

海洋环境中的厌氧氨氧化细菌与厌氧氨氧化作用

厌氧氨氧化是细菌在厌氧条件下将氨氮氧化成氮气的过程,主要应用在污水处理反应器中,最近几年发现在海洋环境中也广泛存在,并在海洋氮循环过程中发挥了重要作用,代表了海洋中一个巨大的氮汇,对碳循环和全球气候变化也有重要影响。梯烷膜脂结构独特,是厌氧氨氧化细菌的化学生物标志物,具有化学分类与古海洋学应用潜力。厌氧氨氧化作用及厌氧氨氧化细菌已成为海洋生物地球化学、微生物学、有机地球化学等研究领域的热点。     

海洋环境中的厌氧氨氧化细菌与厌氧氨氧化作用

厌氧氨氧化是细菌在厌氧条件下将氨氮氧化成氮气的过程,主要应用在污水处理反应器中,最近几年发现在海洋环境中也广泛存在,并在海洋氮循环过程中发挥了重要作用,代表了海洋中一个巨大的氮汇,对碳循环和全球气候变化也有重要影响.梯烷膜脂结构独特,是厌氧氨氧化细菌的化学生物标志物,具有化学分类与古海洋学应用潜力.厌氧氨氧化作用及厌氧...     

环雷州半岛近海表层沉积物有机碳分布及其控制因素分析

对环雷州半岛近海43个海底表层沉积物的总有机碳(TOC)、总氮(TN)、沉积介质条件(包括沉积物粒度)进行了分析,探讨了沉积物TOC、TN的区域分布特征以及影响有机碳分布的主要因素。结果表明,环雷州半岛近海海域海底表层沉积物有机碳含量在0~0.79%之间,平均值为0.26%。与中国其它近海海域相比,环雷州半岛大部分近海区域海底表层沉积物有机碳含量明显偏低,为有机质贫乏区,仅雷州半岛西南部流沙湾近海海域为TOC相对高值区。总氮含量也不高,在0.011%到0.100%之间,TOC与TN存在较强的正相关性,且平面上TOC与TN分布高度重合,显示氮元素主要以有机化合物形式存在。TOC/TN比值在5.1~14.3之间,表明沉积有机质具有陆源输入和海洋自生来源的混合特征,但以雷州半岛西侧北部及东侧中部海域受陆源有机质输入影响更大。大多数站位海底沉积物粒度构成以粉砂为主、粘土次之,少数站位以砂质沉积为主。沉积物有机碳含量与粘土及粉砂含量呈弱正相关性,与沉积物pH值、Eh值及砂含量呈弱负相关性,这表明海底沉积物有机质丰度受有机质来源输入、海底氧化还原状态和沉积水动力条件(沉积物粒度)等因素综合控制。     

鸭绿江河口西岸潮滩沉积物有机质对流域变化的响应

河流颗粒有机质提供了陆地碳循环的重要信息以及人类活动的记录,通过河口地区沉积物有机质组成,可反映流域变化及海陆间相互作用。2010-2011年分两次于鸭绿江河口西岸潮滩采集柱样4根及表层样23个。对样品进行有机质碳氮总量(TOC、TN)、碳氮同位素(δ13C、δ15 N)及沉积物粒度测试。分析结果表明,由河口向西,有机质受改造程度加深且来源逐渐复杂化,致TOC/TN与δ13C的相关性逐渐降低,δ15 N与沉积物粒度的相关性也随之降低。文中以δ13C为主线探讨沉积物有机质的来源及运移,TOC/TN作为辅助,δ15 N则用于指示生化条件的改变。柱样的δ13 C分布与河流入海输沙密切相关,水库对入海泥沙的拦截,致河口潮滩沉积速率减缓,从而增加了沉积物中海源有机质的含量,δ13C随之增加。潮滩西侧柱样的δ15 N增加指示了生活工业污水的大量排放。此外,表层样δ13C分布的方向性,指示了西水道门口处的快速堆积及潮下带物质的向岸运移,并在西岸潮滩向岸一侧富集。     

南黄海海底沉积物饱和烃类地球化学特征及其指示意义

南黄海海底沉积物正构烷烃分布具有3种类型：第1类以低碳数占优势,主要来源于以浮游生物和细菌为主的有机质;第2类以高碳数占优势,主要来源于以陆源高等植物蜡供应为主的有机质;第3类显示双峰特征,陆源高等植物蜡与浮游生物和细菌均具有一定的贡献。Pr／Ph比值的范围为0．174～0．753之间,显示植烷优势,代表还原环境,其中,一些Pr／Ph比值相对较高的站位也一定程度上反映了存在陆生高等植物的贡献。藿烷和甾烷组成指示,有机质主要来源于陆地植物,沉积物来源区所处的环境为大陆、港湾及河湾及其过渡环境。一些站位样品的藿烷和甾烷等相关参数显示,南黄海海底沉积物具有较高的成熟度,明显偏离现代生物所应有的藿烷和甾烷等相关参数范围,表明有石油源有机质混入的迹象,混入的石油源烃可能来自人类活动和海底油气渗漏。     

胶州湾沉积物中氨基酸对有机质降解及细菌源贡献的指示作用解析

基于对胶州湾表层沉积物中总可水解氨基酸（THAA）的含量、组成、构型及分布特征的系统研究,通过氨基酸碳氮归一化产率（THAA-C%,THAA-N%）、降解因子DI、反应活性指数RI以及D型氨基酸占比（D-AA%,摩尔百分比）等指标结合碳氮比（TOC/TN）、碳稳定同位素（δ13C）探析了胶州湾沉积物中有机质的来源与降解状态,利用细菌源有机质及胞外肽酶活性（EEA）探讨了微生物在有机质迁移转化过程中的作用与贡献。结果表明,胶州湾表层沉积物中氨基酸平均含量为（7.60±3.64）μmol/g,在陆源与海源混合影响下,其水平分布呈现湾内高于湾外、湾内东部高于西部的特点,表明湾内东部陆源输入对沉积物THAA具有较高贡献。THAA-C%、THAA-N%、DI、RI以及D-AA%等指示因子均显示胶州湾表层沉积物中有机质的降解程度呈现湾外高于湾内、湾内东部高于西部的变化趋势,有机质来源、微生物活性与上覆水水深共同影响了有机质的降解程度。胶州湾表层沉积物中细菌源有机碳的贡献率为（29.35±18.73）%,其水平分布显示出湾内西部与湾外相近且高于湾内东部的特点。细菌胞外肽酶活性（EEA）平均为（0.81±1.31）nmol/（g·h）（以MCA计）,整体分布趋势与细菌贡献率相反,呈现湾内东部高于湾内西部和湾外的特性。沉积物中有机质的不同海源、陆源占比决定了有机质的可降解性,而有机质的降解程度进一步影响了细菌源有机质的贡献与胞外肽酶活性。     

渤海和南黄海沉积物中氨氧化微生物对硝化潜势的相对贡献

硝化作用是海洋氮循环的核心过程。作为硝化过程关键步骤的氨氧化过程的主要参与者,氨氧化古菌和氨氧化细菌对硝化作用的相对贡献是海洋氮循环关注的热点问题之一。本文选取渤海和南黄海20个站位的表层沉积物,通过微宇宙培养实验研究了沉积物中氨氧化古菌和氨氧化细菌对硝化潜势的相对贡献。结果表明,渤海和南黄海海域表层沉积物中潜在硝化速率(以氮计,下同)为0.004 6～0.283 1μmol/(g·d),其中氨氧化古菌潜在硝化速率为0.004 3～0.274 3μmol/(g·d),氨氧化细菌潜在硝化速率为0.000 4～0.056 0μmol/(g·d)。氨氧化古菌是硝化潜势的主要贡献者,在渤海海域的贡献率为59.79%～97.95%,在南黄海海域的贡献率为18.47%～94.26%。渤海海域潜在硝化速率显著高于南黄海海域。此外,本研究海域中盐度是影响潜在硝化速率的关键环境因子,对渤海海域的分析则表明越高的NO₃^-浓度可能指示着越高的硝化潜势。在河口及近海沉积物中,氨氧化古菌在硝化过程中起着更加重要的作用;河口和近岸沉积物硝化潜势总体高于远海。本研究为进一...     

南极半岛东北海域表层沉积有机质来源及其沉积环境

采用气相色谱-质谱技术对南极半岛东北海域海底表层沉积物的总有机碳、有机质碳同位素(δ13 Corg)和生物标志化合物等进行了测试分析。研究区表层沉积物总有机碳TOC平均值高于现代深海沉积物中的平均含量。δ13 Corg的变化说明该海域有机碳来源呈海洋水生生物来源和陆源混合的特征。正构烷烃的峰型分布、主峰碳、饱和烃轻重比C-21/C+22和(C21+C22)/(C28+C29)、甾烷组合和藿烷组合证实研究区西部表层沉积物有机质来源以陆源高等植物为主,其陆源可能来自于附近的南极半岛和南舍得兰群岛;研究区东部表层沉积物有机质来源偏以海源为主,且以低等浮游生物、藻类及细菌生物等海源输入为主。碳优势指数(Carbon preference index,CPI)、奇偶优势指数(Odd-even Predominance,OEP)和甾烷C29ααα20S/(20S+20R)比值显示研究区D1-7站位和D5-9沉积物有机质演化程度较高,D5-2和D2-4站位的有机质演化程度低,其他站位介于中间状态。饱和烃中姥鲛烷、植烷及其比值(Pr/Ph)等组合显示研究区西部以氧化-弱还原的沉积环境为主,其可能是受高温低盐别林斯高晋海水流和附近火山喷发的影响所致;研究区东部以还原—强还原沉积环境为主,可能是受低温高盐的威德尔底层水(WSBW)和威德尔海深层水(WSDW)影响所致。     

胶州湾沉积物的时空分异特征及运移趋势

2006年6月在胶州湾采集柱状岩芯并对沉积物进行粒度分析,结果表明,胶州湾沉积物存在显著的空间和时间分异.从平面分布上看,由南往北表层沉积物颗粒逐渐变粗,分选变差;粉砂含量逐渐减少,砂含量逐渐增加.粒径趋势分析亦显示了胶州湾内沉积物输运的空间分异特征:内湾西北部浅水区的沉积物存在向南偏东方向的净输运,外湾浅水区沉积物则向黄岛前湾内运移,与10 a前的沉积物运移趋势基本一致;青岛近岸海域沉积物沿沧口水道向湾顶输运.从垂向上看,柱状岩芯的沉积层具有互层层理和多个粒级的环境敏感组分,并且早期(底部)的沉积物颗粒偏粗.根据本文柱状岩芯的210Pb测年结果并与10 a或数十年前的分析数据相比,胶州湾的平均沉积速率有所降低.胶州湾柱状岩芯呈现出的平面与垂向上的时空分异特征不但与局地的水动力变化、沉积物输运有关,还与物源供应、沉积环境的演化和人类活动的影响有关.     

近200年桑沟湾养殖海域柱状沉积剖面的污染有机质记录与评价

通过对取自桑沟湾南部和北部养殖海域2个站位的柱状沉积物样品进行TOC和TN测定,分析了桑沟湾沉积物中TOC和TN的分布情况,结合沉积物年代序列的测定,估算了工业革命之前、之中及规模化养殖之后桑沟湾海域沉积物中水生有机碳和总氮的含量,并对近200年来桑沟湾养殖海域有机质沉积情况进行了评价。结果显示:19世纪70年代以前,TOC含量较稳定,TN含量随深度增加而缓慢降低;19世纪70年代至20世纪70年代,TOC,TN含量波动均较大;20世纪70年代以后,TOC含量逐渐减小并趋于稳定,TN含量随养殖规模的扩大显著增加,且扇贝养殖区表层沉积物中TOC,TN的含量均低于海带养殖区。近200年桑沟湾沉积物中有机质来源变化趋势为混源-陆源-混源,近40年来的规模化养殖明显增加了水生有机碳及水生总氮在TOC和TN中所占比例。对桑沟湾沉积物中有机质污染评价结果显示,大规模的养殖活动增加了底质中沉积物TOC和TN的含量,海带筏式养殖对沉积物中的TN造成了一定的累积性自身污染。     

胶州湾沉积物地球化学特征的初步研究

关于胶州湾沉积物的地球化学研究,迄今未有报道,本文拟做一尝试.文中揭示了胶州湾表层沉积物的化学成分特征,对部分微量元素的地球化学特征进行了初步探讨,并对比分析了胶州湾同其它海湾沉积物在地球化学特征方面的异同点.     

胶州湾表层沉积物重金属元素分布特征及其影响因素

利用胶州湾高密度网格化的306个表层沉积物样品地球化学分析数据,研究了胶州湾表层沉积物重金属空间分布规律,探讨了影响其空间分布差异性的因素。研究结果表明:Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg和As重金属元素由近岸向湾内呈现出差异性的分布规律,值得注意的是,Cu、Pb、Zn、Hg和Cr5种重金属元素在黄岛北部也存在一个明显的高值区;20世纪80年代以来人类活动的加强使得胶州湾的物质来源发生了明显的改变,其成为影响胶州湾表层沉积物重金属空间分布的最主要因素,此外,胶州湾的底质类型、复杂海洋水动力环境、底质类型多样性及生物作用等因素也对重金属的空间分布起到了不同程度的影响。     

南极罗斯海柱样沉积物中有机碳和氮元素地球化学特征及其来源

南极周边海域沉积物中的有机碳和氮元素地球化学特征对于深入研究全球碳循环和海洋生态环境演变具有重要意义。本文对取自南极罗斯海的RBA08C柱状样沉积物进行了有机碳和氮元素地球化学特征分析。结果表明:RBA08C柱样中TOC含量在顶部0～12cm呈现随柱深增加而降低的趋势,自12cm以深含量总体相对稳定;TN总体具有与TOC相同的变化趋势,两者含量变化呈现较强正相关性,说明可能具有相同来源;沉积物TOC/TN比值和δ13 C值揭示RBA08C柱样有机质主要为海洋生源沉积,其含量变化应主要受控于上层水体生产力、沉积速率和氧化还原环境等因素的共同作用;RBA08C柱样的TOC埋藏率约为50%,与位于普里兹湾埃默里冰架边缘的IS-4站柱样相同,加之较为相近的TOC和TN含量及变化趋势,表明两者可能具有相近的沉积速率,其所在的海区是南极海域较重要的碳循环和碳储区。     

胶州湾潮间带沉积物主要污染来源及分布特征

系统地在胶州湾潮间带获取表层沉积物样品,对沉积物中有机污染物(有机质、石油类),重金属(Hg,Cu,Pb,Zn,Cd,Cr,As)及硫化物进行了定量测定;对潮间带中各物质的主要污染来源和空间分布特征进行了分析。结果表明:胶州湾潮间带沉积物中主要污染分别来源于工业排污和生活污水的排放,交通污染的降水、降尘等。调查区重金属对该海域的生态危害程度从大到小为HgAsCuCdPbCrZn,与其他海域相比较,胶州湾潮间带中Hg和Cu的污染尤为突出。     

长江口及邻近海域沉积物中四醚脂类的来源及其对底层溶解氧指示作用探究

甘油二烷基甘油四醚(glycerol dialkyl glycerol tetraethers,GDGTs)作为一种重要的膜脂化合物,广泛存在于海洋水体和沉积物中。基于GDGTs对温度的敏感性, TEX₈₆(Tetra Etherinde Xoftetraethers consisting of 86 carbons)指标被广泛用于海洋古温度重建。然而,研究表明GDGTs母源生物古菌也会受到环境中溶解氧(DO)变化的影响,进而影响其膜脂组成,但边缘海DO对GDGTs组成的影响仍不清楚。本文研究了夏季长江口及其邻近海域颗粒物与表层沉积物中GDGTs的含量与组成,探讨了表层沉积物中GDGTs的来源及其组成对底层DO的响应。结果表明,长江口及其邻近海域颗粒物GDGTs的含量随水深的增加而增加,同时表层沉积物中的GDGT-2/GDGT-3和GDGT-0/Cren比值均与底层颗粒物相近,表明沉积物中GDGTs主要来源于底层颗粒物的沉降输入。进一步对受陆源有机质输入影响较小的站位研究发现有机质来源BIT(Branched and Isoprenoid Tetractter)指...     

老黄河口海区表层沉积物有机质来源的BIT指标估算

识别边缘海沉积有机质的来源对碳循环的研究有重要意义.BIT(Branched and Isoprenoid Tetractter)指标作为一种新的指示陆源有机质输入的指标,近年来被广泛用于判断河口区及边缘海沉积有机质的来源.BIT指标对沉积有机质来源的指示,是基于土壤细菌生物标志物( Branched GDGTs)与水...     

胶州湾污染状况的航空遥感监测结果分析

胶州湾位于山东半岛南部,海湾内阔口窄,略呈葫芦形,水域面积约500平方公里。海湾南部为我国著名天然良港——青岛港,海湾北部滩涂广阔,为重要原盐产地。胶州湾及附近海域水产资源十分丰富,附近海滨风景幽美,气候宜人,是驰名中外的避暑胜地。可以说胶州湾兼有渔、盐、航运、旅游之利。