沉积物中铁的化学相态分析进展

元素铁因其在地球早期环境演化和在海洋初级生产力中的重要角色, 是目前全球变化与地球化学研究的热点.铁元素的相态分析, 对于深入了解其在环境中迁移、转化及生物的吸收利用, 都具有重要意义.回顾沉积物中铁的化学相态分析方法发展过程, 从早期的简单相态分析(degree of pyritization, DOP), 元素的顺序提取法(Tesser方法), 到Raiswell和Poulton等学者提出针对Fe元素特定的相态分析法等.重点介绍较为常用的三步提取法和其在表生地球化学研究中的应用; 结合目前国际上铁地球化学循环研究进展, 提出Fe的化学相态分析的改进建议.      

古海洋生产力地球化学指标的研究

寻求反映古海洋生产力变化的指标是古海洋学研究的重要内容.主量元素地球化学与微量元素地球化学以及相关的同位素指标已成为追溯古海洋生产力演化的有力工具.从古生产力替代指标的示踪原理和应用的角度,综述了主量元素(A1、Fe、P),微量元素(Ba、Cu、Zn、Ni、Cd、Sr/Ca、Mo),同位素(碳、氮同位素)等在古生产力研...     

海洋环境Fe同位素地球化学研究进展

Fe是海洋“生物泵”中限制浮游生物生长和控制海洋初级生产力的主要因素之一,也可间接影响大气中CO2含量,反馈于全球的气候变化。近年来基于多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC ICP MS)分析方法的改进及测试精度的提高,应用Fe同位素组成、变化及其分馏机制,为研究海水中Fe的主要来源以及示踪海洋环境中Fe的循环过程等,提供了一个有效地球化学指标,也对示踪地球不同演化阶段的海洋沉积环境变化具有指示意义。较为详细地介绍了海洋环境中不同储库的Fe同位素组成,洋中脊热液流体—玄武岩、海水—大洋玄武岩等水—岩反应影响Fe同位素分馏效应的主要因素及地球不同演化阶段古海洋沉积环境中的Fe同位素变化。认为海洋环境下Fe同位素可以产生较为明显的分馏作用,轻铁同位素具有更易活动、易迁移的特征,并进一步提出不同相态、不同矿物间Fe同位素分馏系数的确定等相关问题仍是今后Fe同位素研究的主要方向。     

磷的生物地球化学循环研究进展

磷是生命体的必需元素,也是粮食生产的重要限制因素。磷的生物地球化学循环不仅调控着海洋的初级生产力,而且影响着全球气候系统,并决定着磷矿资源的形成和分布,与地球上生命的生存繁衍息息相关。当前“地球系统科学”理论将大气圈、水圈、岩石圈（地壳和上地幔）和生物圈等子系统有机整合,为研究磷的生物地球化学循环提供了更加广阔的视野。基于已有研究,结合“地球系统科学”理论观点,针对磷的生物化学循环获得了以下重要认识： 磷在地质历史时期的演化决定了现今磷在全球范围内（陆地生态系统与海洋生态系统）的循环模式;人类的工业和农业活动作为重要的地质营力,改变了磷的生物地球化学循环过程,造成了磷矿枯竭的资源危机及水体富营养化的环境问题;解决磷短缺的资源危机问题和磷过剩的环境污染问题的关键在于调控引起这些问题的生物地球化学循环过程。     

1991年度国家自然科学基金项目指南(地球科学和专门领域部分)

本指南所涉及的地球科学的范围,包括地理学、土壤学、地质科学、地球化学、地球物理学、空间物理学、大气科学、海洋科学、环境地学。 近三十年来人类的地球观发生了深刻的变化。突出的代表是以“活动论”为特征的板块构造学说的出现,引起了固体地球科学的革命性变化。当前,国际岩石圈计划正在组织实施全球地球科学断面计划、大陆深钻计划和大洋钻探计划。国际科学联盟理事会已决定开展统观地圈、生物圈、水圈和大气圈的国际地圈—生物圈计划(IGBP),即全球变化研究计划。     

一九九零年度国家自然科学基金项目指南(地球科学和专门领域部分)

本指南所涉及的地球科学的范围,包括地理学和土壤学,地质科学,地球化学,地球物理学,空间物理学,大气科学,海洋科学,环境地学。 近三十年来人类的地球观发生了深刻的变化。突出的代表是以“活动论”为特征的板块构造学说的出现,引起了固体地球科学的革命性变化。当前,国际岩石圈计划正在组织实施全球地球科学断面计划、大陆深钻计划和大洋钻探计划。国际科学联盟理事会已决定开展统观地圈、生物圈,水圈和大气圈的国际地圈、生物圈计划(IGBP),即全球变化研究计划。     

正在发展的全球海洋生态系统动态研究计划（GLOBEC）

人类赖以生存的地球环境正在以前所未有的速度发生变化。预计在今后的年代里,人类活动的影响幅度将大于自然界的影响幅度。因此,80年代以来,研究全球变化就成为国际科学活动的重要内容之一。由于海洋作为地球水圈的主体,在地球气圈、水圈、岩石圈和生物圈的相互作用中,起着控制地球表面环境和生命特征的作用,因而产生了许多与海洋科学有关的大型国际合作研究计划,如国际地圈生物圈计划(IGBP)中的全球海洋通量联合研究(JGOFS)、海岸带海陆相互作用(LOICZ)、全球海洋真光层研究(GOEZS)、热带海洋与全球大气计划(TOGA),全球海洋环流实验(WOCE),海洋科学与生物资源(ISLR)和全球海洋     

地球系统科学中海洋研究：未来10年海洋全球变化研究前景 ———IGBP与 SCOR提出建立新的“海洋计划”

覆盖地球表面积72％的海洋是我们赖以生存的全球生态系统的重要组成部分,也是地球系统的关键功能环节。叙述了以"地球系统科学"思想为指导,针对"全球可持续性"需求的目标,研究与地球系统和全球变化紧密联系的海洋生物地球化学循环和海洋食物网的相互作用,探索候和人文驱动的海洋生物地球化学过程,是新世纪海洋生态系统深入研究的重要方向,是认识可持续生态系统服务与产出的重要途径。     

英国自然环境研究委员会（NERC）地球系统科学研究计划———QUEST计划介绍

覆盖地球表面积72％的海洋是我们赖以生存的全球生态系统的重要组成部分,也是地球系统的关键功能环节。叙述了以"地球系统科学"思想为指导,针对"全球可持续性"需求的目标,研究与地球系统和全球变化紧密联系的海洋生物地球化学循环和海洋食物网的相互作用,探索候和人文驱动的海洋生物地球化学过程,是新世纪海洋生态系统深入研究的重要方向,是认识可持续生态系统服务与产出的重要途径。     

海洋地质学的新动向

和1972年加拿大蒙特利尔24届国际地质大会以来的历次大会一样,海洋地质学在28届国际地质大会上也占有显要的地位,展示了它自27届国际地质大会后四年,在世界各大海洋取得的许多重要成果.从本届大会有关海洋地质的内容与展览来看,海洋地质学向着两个方向发展,一是提高其资料的精度与可靠度,大量引进新技术,改善海洋调查与实验室的设备:另一是与其它学科交叉渗透、互相配合解决全球地球科学中的某些关键问题.一、技术的发展海洋地质学的最大待点是透过水层来研究海底地壳,它的发展取决于技术的进步.有关报告的中心主题是世界资源与环境,其中法国著名的全球板块构造学家勒皮勒教授的报告“海洋:新技术试验的新领域”,十分强调了“海洋地球科学的发展依赖于新技术的发展与应     

大洋钻探与大洋地壳研究

近代地球科学有两大发展趋势：一是向地球深部延伸，目的于探查地球深部的物质组成与作用过程，其代表性学科即地球动力学；二是向全球性扩展，把区域性的地学问题同全球变化联系起来，研究大气圈，生物圈，水圈和冰冻圈的变化及其复杂的相互作用，代表性学科即广义的环境科学。由于海洋占地球表面的７１％以上，洋壳只有５～６ＫＭ，海底又有丰富的矿产资源，因此人类目前比以往任何时候都更加重视海洋科学的研究。多国合作、学科光     

The Key Layout of UK Marine Science and Technology Plans and Some Implications for China

In this paper, we have analysed the major marine research strategies, programs and projects and the overall layout on marine research of the United Kingdom in recent years and found several characteristics: The United Kingdom increased emphasis on the national top-level design of marine research; The marine research infrastructures of the United Kingdom will be given long-term support in the future; Priority areas on marine research in the future will be determine and identified according to the national science and technology status and national needs of national economy; The United Kingdom will focus on ocean acidification, marine renewable energy development and coastal hazards research in the future. Then we gave out some recommendations on our courtry’ development on marine science and technology: Establishing a long-term national marine science and technology strategic plan; strengthening the investment in the important marine research infrastructure; setting several reasonable research priorities according to China’s national strategic needs.     

Analysis on Marine Science and Technology Strategy and Key Layout of Japan and the Inspirations to China

The Basic Ocean Law (BOL) and Basic Ocean Plan (BLP) are important guarantee for the maritime strategy of Japan, which has established a complete policy system for the development of marine science and technology. On the other hand, the Japanese Government has started some major marine strategies and plans to promote the BLP. In this paper, the marine science and technology plans launched by the Japanese Government and its participation in the international cooperative research projects were introduced. The research of Japan Marine Science and Technology Center and the University of Tokyo Institute of Oceanography in the long-term planning and focus on the layout features, deep sea research technology layout, contents and advanced equipment were analyzed. At last, some recommendations for China’s development on marine science and technology were proposed, such as strengthening the legislation work and process, carrying out research and development of marine infrastructure with independent intellectual property rights, actively participating in international large-scale ocean plan, improving the discourse right and enhancing national maritime awareness and suggestions and so on.     

海洋环境中铁的来源、微生物作用过程及生态效应

铁在地壳中的含量位列第四,在海洋中常以微量元素的身份出现。铁拥有多变的价态和多样的功能,是调节海洋初级生产力和驱动海洋生物地球化学循环的重要力量。以往的研究表明,铁在维持初级生产力、耦合物质循环以及调节生源要素转化中具有重要作用。近年来微生物生态学的发展将铁的研究推向了新的高度,包括微生物驱动的铁氧化-还原行为、代谢过程以及与主要元素(C/N/P)的交互关系等。以近15年发表的文献为重点,尝试综述铁的最新进展。首先梳理了海洋中铁的来源和赋存状态(溶解态、胶体态、颗粒态和有机态);其次阐释了微生物介导的铁氧化还原类型和过程机制(如硝酸盐氧化、生物还原等);最后总结了铁与C/N/P循环的耦合关系以及在特定生态事件中的生态效应。此外,对海洋铁研究的“化学-生物-物理”理论框架也进行了展望,旨在为更好地认识铁循环及其在海洋微生态过程的作用提供资料借鉴。     

海底岩石地球化学研究中的“大数据”——PetDB及其应用

PetDB是目前海洋科学及地学领域最重要的基础数据库资源之一,是海底岩石地球化学数据库的旗舰,它为海洋地质和岩石地球化学专业人员提供了最好的"大数据"支持。PetDB综合了全球海底岩石、矿物和包裹体等的元素化学数据、同位素数据和矿物学数据,数据收录全面、完整、更新快,数据格式规范、统一,数据组织结构清晰,数据查询、输出方便快捷,用户体验感强。将面向国内同行详细介绍海底岩石地球化学"大数据"工具———PetDB数据库,包括PetDB的设计理念、使用方法和应用特色,旨在抛砖引玉,倡导基础数据的及时积累和整理,为建立自主的研究型数据库奠定基础,为迎接"大数据"时代的到来做好充分的准备。     

The State of Arts: Sources,Microbial Processes and Ecological Effects of Iron in the Marine Environment

Iron is the fourth most abundant element in the earth's crust, and it often appears as a trace element in the ocean. Iron has a variable valence and diverse functions, and is an important force to regulate marine primary productivity and drive the geochemical cycle in the ocean. Previous studies have shown that iron plays an important role in maintaining primary productivity, coupling matter cycles, and regulating the transformation of biogenic factors. In recent years, with the development of microbial ecology, iron research has enter more in-depth levels, including microbial-driven iron oxidation-reduction behavior, metabolic processes, and interactions with other major elements(C/N/P). This paper attempts to review the latest progress of iron, focusing on the published literatures of the past fifteen years. Firstly, we explained the sources and occurrence states of iron in the ocean (such as dissolved, colloidal, granular and organic state); Secondly, we reviewed the types and process mechanisms of microbial-mediated iron redoxbehavior (for example nitrate oxidation, and biological reduction, etc.); Finally, we summarized the coupling relationship between iron and C/N/P cycle. Additionally, the ecological roles of iron in specific ecological event (for instance algal bloom) has also been described. Furthermore, the "chemical-biological-physical" theoretical framework for marine iron research is also discussed. The purpose of this paper is to provide more information for marine microecological research and their effects on iron cycle under changing environment, such as global change.     

我国海洋科学发展现状与未来展望

海洋是生命的摇篮、资源的宝库和国家安全的屏障,是未来人类可持续发展的重要战略空间。到目前为止,广袤深邃的海洋只有5%的区域被人类探索,加快海洋科技创新、提高海洋资源开发能力、保护海洋生态环境是实现“关心海洋、认识海洋、经略海洋”的根本,事关国家发展的命脉。海洋问题的复杂性使其无法通过单一学科的研究得以解决。目前,我国海洋科学的研究已逐步从过去的跟跑阶段进入并跑阶段,但原始创新能力明显不足。本文回顾分析了我国海洋科学领域的研究进展与发展态势,对标找出与世界先进国家的差距,展望了今后的发展方向,指出围绕海洋多尺度相互作用与气候变化、健康海洋、海洋生命过程、跨圈层流固耦合、快速变化的极地系统、海岸带可持续发展等重大科学前沿,加强顶层设计和战略布局,开展跨尺度、跨圈层的多学科交叉研究,组织并发起我国主导的国际大科学计划,从而显著提升我国在海洋科学研究领域的国际影响力,切实提高保障国家安全和服务社会经济发展需求的能力,为建设海洋强国、构建人类命运共同体提供重要科技支撑。     

热液羽状流研究进展

热液羽状流是全球洋中脊热泉场的重要组成部分,在深海热量和物质循环中有重要地位,是探测热泉场和热液喷口位置最直接有效的手段。介绍了热液羽状流的主要研究内容、探测技术方法、在不同海域洋脊的研究进展和21世纪的新成果,从地球系统科学和热泉场资源探测的角度归纳了主要科学问题和发展趋势。热液羽状流对全球海洋循环及大洋化学有重要影响,其位置探测在近期将经历一次“小型革命”,正在成为大洋研究前沿热点。     

数据同化在海洋生态模型中的应用和研究进展

将数据同化方法引入海洋生态系统动力学模型研究,利用现有的观测数据,获得最佳的模式参数、初始场或提高状态模拟,是当前多学科交叉研究的热门领域。本文依据国内外研究进展,主要就海洋生态模型研究中所采用的变分伴随、卡尔曼滤波、模拟退火法方法进行了介绍,总结了数据同化在我国的海洋生态系统研究中的现状和发展趋势。