胶州湾浮游植物初级生产力粒级结构及固碳能力研究

根据2006年3月-2007年2月逐月对胶州湾浮游植物分粒级初级生产力的调查研究,分析了该海湾初级生产力的季节变化和空间分布、粒级结构特征以及碳流途径,计算了胶州湾浮游植物光合作用固碳量以及其对富营养化物质氮、磷的净化能力.结果表明:胶州湾的初级生产力平均为408.8 mgC*m-2d-1,存在明显的季节差异和空间分布的不均匀性;微微型浮游植物(Picophytoplankton)对总初级生产的贡献率最高(42.14%),小型浮游植物(Microphytoplankton)和微型浮游植物(Nanophytoplankton)贡献率相当(分别为27.81%和30.03%);浮游植物光合作用固定的碳超过50%通过微食物环再向高营养级传递并入经典食物链,微食物环在胶州湾生态系统碳循环中具有重要作用;胶州湾海域每年通过浮游植物光合作用固碳量为52 809.1 tC,按照Redfield比值(C∶N∶P=106∶16∶1)每年吸收N和P的量值分别为9 299.7 t和1 287.0 t,浮游植物对大气CO2的吸收及对富营养化物质的净化均具有重要作用.     

桑沟湾沉积碳库年汇入速率的长期变化及其区域性差异

对取自桑沟湾北西南三根柱样近200 a碳来源及埋藏通量的解析,分析了湾内不同站位各形态碳的差异性,进而对全湾碳埋藏进行了估算。湾内环流、贝藻养殖等造成湾内不同区域碳埋藏的差异;桑沟湾总碳（TC）平均量1.79%,有机碳（TOC）平均量0.54%,无机碳（TIC）平均量1.25%,TOC含量相对较小,为海陆混合来源,以陆源有机碳（C_t）为主,大规模人工养殖后,海源有机碳（C_a）有明显增加的趋势。桑沟湾碳埋藏通量平均为228.9 g/（m2·a）,以无机碳为主要埋藏形式（约占70%）,高的沉积速率及生物残骸沉降使桑沟湾养殖区碳的来源及埋藏区别于其他陆架海域。     

桑沟湾养殖海域沉积物中碳埋藏通量的长期记录

对取自桑沟湾北部和南部养殖海域2个站位柱状沉积物样品进行研究,测定了它们的总碳(TC)、有机碳(TOC)、无机碳(TIC)含量,估算了海源有机碳(Ca),结合沉积物年代序列测定,对碳的来源和埋藏通量(BF)进行分析。结果表明:从19世纪到20世纪初,桑沟湾碳埋藏基本处于平稳期;20世纪初开始,伴随着中国工业革命兴起,湾内营养水平提高,大量天然小型贝类繁殖及残骸埋藏使桑沟湾碳埋藏量有大幅度突跃;20世纪60年代以来人工养殖活动兴起及到90年代大规模养殖后,天然贝类繁殖受抑制且伴随养殖产品的不断收获,使此期间碳埋藏量又处于平稳期。20世纪60年代前BFCa/BFTOC和BFCa/BFTC的比值分别在20%和4%以下波动,其后随养殖活动增加呈显著增大趋势;但BFTOC/BFTC比值基本在40%以下范围内波动。并将该区与取自黄海中部一柱状沉积物的BFTIC/BFTC比值作对比,桑沟湾BFTIC/BFTC比值基本在60%~98%之间远高于黄海中部(约15%)的比值,桑沟湾TIC与TC含量高比值使仅应用TOC或Ca含量估算碳埋藏通量可能带来巨大误差。     

乳山湾外低氧海域沉积物中有机碳、氮、磷及其形态特征分析

根据2009年8月在乳山湾及其毗邻海域的综合调查,分析了该海域表层沉积物中有机碳、氮、磷含量及其组成形态的变化,初步探讨了影响底质理化参数变化的原因及对乳山湾外近岸底层低氧形成的影响.结果表明,乳山湾外近海为粉砂质岸滩,以细颗粒为主;底质中有机碳含量介于0.49％ ～0.93％,平均值为0.69％;总氮含量介于382～1020 mg/kg,平均值为671 mg/kg;可溶性总氮含量介于23.0 ～ 60.0 mg/kg,平均值为44.0mg/kg,其中可溶性有机氮和氨氮分别占可溶性总氮的58.8％和38.8％;总磷含量介于138～769 mg/kg,平均值为356 mg/kg,有机磷是占有绝对优势的磷形态(62.5％).研究区域沉积物中总氮和湾内相当,有机碳、总磷含量普遍低于乳山湾内,但均明显高于南黄海区域,且呈还原性状态.调查区域内沉积物中相对较高的有机碳、氮、磷可能是在潮流作用下乳山湾与外海的物质交换所致,其耗氧过程是导致底层溶解氧亏损的重要原因,值得进一步关注.     

胶州湾养殖菲律宾蛤仔的清滤率、摄食率、吸收效率的研究

2003年6月,利用模拟现场流水系统采用生物沉积法对胶州湾养殖的菲律宾蛤仔的清滤率、摄食率、吸收效率及其与蛤仔规格之间的关系进行了现场实验研究。结果表明,个体的清滤率在0.18—0.40L/h范围内,平均为0.31L/h(SD=0.068),个体清滤率和摄食率随壳长增加而增加,但吸收效率与个体大小无关。蛤仔对颗粒有机物(POM)、颗粒有机碳(POC)、颗粒有机氮(PON)及叶绿素的吸收效率不同,对叶绿素的吸收效率最高,平均为(81.8±7.9)%,对POM、POC和PON的吸收效率分别平均为(64.2±10.7)%(、55.7±9.8)%和(53.9±9.6)%。结合胶州湾蛤仔的生物量和野外调查数据,分析了春季养殖蛤仔对胶州湾初级生产力和颗粒有机碳的摄食压力及可能对整个湾的物质循环的影响。根据本文的结果估算,菲律宾蛤仔对本实验海区初级生产力和颗粒有机碳现存量的摄食压力分别为560%和90%。养殖的蛤仔通过滤食已经能够影响甚至控制养殖区的浮游植物的生长或初级生产力,甚至与整个胶州湾叶绿素a浓度的季节性变化趋势相吻合,因为胶州湾叶绿素浓度冬、夏季高,春、秋季节低,而蛤仔的生长旺季刚好在春、秋两季。     

楚科奇海陆架有机碳埋藏研究

分析了楚科奇海数个站位表层沉积物中有机碳含量、J8站位的沉积速率和有机碳含量的垂直分布.结果显示沉积物中有机碳含量为0.56%～2.00%,平均值为1.31%（m/m,下同）,J8站位有机碳含量随埋藏深度的增加呈略为降低的趋势,有机碳的埋藏速率约1.56mg/（cm2.a）,相对于楚科奇海和该站位的浮游植物光合作用合成的有机碳而言,进入沉积物的有机碳占初级生产力的比例很高.这说明楚科奇海沉积物有很高的接纳初级生产者产生的有机碳并将其固定、保存的能力.     

桑沟湾浮游动物生产力及其转换效率

桑沟湾食植性浮游桡足类生产力(C)的波动范围为0.42～11.8mg/(m2·d),平均生产力为3mg/(m2·d),年产量为1.1g/(m2·d),年P/B为28.全湾浮游崐桡足类生产量为145t,仅为浮游植物初级生产量的1%.生产效率如此低是由于该湾崐养殖了大约666.6hm2扇贝所致。     

厦门湾上屿附近海域初级生产力及相关要素的时间系列

1996年9－10月在厦门湾上屿附近近海域定点站连续6个航次测定了初级生产力和其它水文、化学和生物学要素,在较短的时间尺度内研究了初级生产力及相关要素的时间变异特征,初级生产力,叶绿素a,颗粒有机碳（POC）,总悬浮颗粒物（TSM）和营养盐等要素随时间的变化表明了沿岩水域海洋过程发生的短暂性和沿岸水体中颗粒物质来源的复杂性。     

东北季风期海南岛三亚湾初级生产力分布特征及其影响因素

根据2006年10月和2007年1月的监测资料,对三亚湾在东北季风初始期和盛行期初级生产力的分布特征及其受水体环境的影响因素进行了分析。三亚湾秋、冬季表层潜在初级生产力平均值分别为6.81mgC·m-3·h-1和7.47mgC·m-3·h-1;水柱初级生产力平均值分别为504.96mgC·m-2·d-1和495.33mgC·m-2·d-1。东北季风期间,三亚湾水体垂直混合作用加强,层化现象减弱,水动力过程和营养盐等环境因子是该海湾初级生产力分布特征和季节变化的重要调控因素;其中冬季较高的DIN分布对表层初级生产力有潜在促进作用,而水体扰动增强、真光层深度下降则导致水柱初级生产力低于秋季。三亚河口近岸水域秋、冬季均为营养盐、叶绿素a及初级生产力的高值区,其中表层潜在初级生产力在秋季和冬季分别达到了45.80mgC·m-3·h-1和39.27mgC·m-3·h-1,表明调查期间三亚河营养盐输入对近岸水体浮游植物初级生产过程的显著影响。     

Si在胶州湾沉积物-海水界面上的交换速率和通量研究

本文应用实验室培养法研究了 Si O3 - Si在胶州湾 1 6个站位沉积物 -海水界面上的交换速率。考虑培养时间、取样时间和间隔等因素 ,采用连续函数的方法计算了 Si O3 - Si交换速率。结果表明 ,Si O3 - Si在胶州湾沉积物 -海水界面上的交换表现为由沉积物向水体的释放 ,交换速率一般在因为 1～5mmol·m-2· d-1范围内 ,平均为 3.3mmol·m-2· d-1。高含量有机质沉积物 ,特别是生物扰动作用可以增大 Si O3 - Si交换速率。考虑胶州湾各种沉积物类型占胶州湾总面积的权重 ,Si O3 - Si在胶州湾沉积物 -海水界面上的交换通量为 1 .0 6× 1 0 9mmol·d-1 ,是河流输入量的 5.3倍 ,可提供浮游植物生长所需硅的 58%。     

植被演替对杭州湾南岸盐沼物质循环的影响

本研究选择杭州湾庵东浅滩作为研究区,选取盐沼区三个不同植被带进行柱状样的采集,通过测量沉积物的粒度、沉积速率、碳氮含量(有机碳、总碳、总氮、碳氮比)等参数,系统分析研究区盐沼湿地植被演替对盐沼物质循环产生的影响。研究结果发现,不同植被覆盖下沉积物粒径差异显著,沿海向陆逐渐变细;沉积速率从海三棱藨草滩、互花米草滩、植被交错区依次递减;总碳、总氮、有机碳含量特征为互花米草滩植被交错区海三棱藨草滩,碳氮比介于6～9,有机碳以海源物质为主;通过计算,发现有机碳埋藏速率为互花米草[159 g/(m2·a)]海三棱藨草[140 g/(m2·a)]植被交错区[119 g/(m2·a)]。从整体上来看,杭州湾南岸盐沼从海三棱藨草群落向互花米草群落演替时,沉积物颗粒发生细化,沉积速率有所变化,而总碳、有机碳、总氮含量增加,盐沼有机碳埋藏速率增加。     

Distribution of dissolved organic carbon in and near the Prydz Bay, Antarctica

INTRODUCTIONDissolvedorganiccarbon (DOC)makesupthesecondlargestofthebioactivepoolsofcar bonintheocean ,secondtothelargestpoolofdissolvedinorganiccarbon .Theglobaldissolvedorganiccarbonpoolisestimatedtobe 6 85Gt,avaluecomparabletothemassofCO2 intheat mosphere (Hedges,1 992 ) .Thesizeofthereservoir,aswellasitsdynamics ,indicatesthatDOCplaysacentralroleintheoceancarboncycle .AsitrelatestogreenhousegasessuchasCO2 andassociatesclimatecycle ,oceanicDOCbiogeochemicalcycleshavebeenoneoftheh…     

福建省兴化湾、九龙江河口和东山湾潮间带沉积物岩心碘研究

用碱熔法处理样品,水沥取,用分光光度法测量了采集自福建省兴化湾、九龙江河口和东山湾3个海湾潮间带沉积物岩心的碘分布。兴化湾、九龙江河口和东山湾3岩心中的碘含量分别为2.5~43.7,17.3~39.6和11.3~29.1 mg/kg。3个沉积物岩心中的碘含量稍高于福建省的土壤的碘含量,与我国海域的沉积物碘含量在同一水平,但明显低于文献报道的开阔海域沉积物的碘含量。兴化湾和东山湾沉积物中的碘与有机碳含量有较好的相关性;在九龙江河口采集的岩心中的碘与有机物碳含量的相关性较差。推测海洋源的沉积物碘与有机碳含量相关性较好,而陆源沉积物的碘与有机碳含量相关性较差。     

南极普里兹湾及其邻近海域溶解有机碳的分布

中国南极科学考察第16航次期间(1999年11月～2000年4月),在南极普里兹湾及邻近海域的不同站位与水深采集海水样品用于溶解有机碳测定,通过高温催化氧化法完成样品的分析.结果表明,在调查期间,南极普里兹湾及其邻近海域各测站上层水体(0～100m)溶解有机碳浓度的变化范围为14.3～181.1μmol/dm3,平均为52.5μmol/dm3,该变化幅度比Ross海、太平洋等海域的相应值略大.溶解有机碳垂直分布的特征是0大于25大于50大于100m,即随深度的增加溶解有机碳浓度逐渐减小,与生物活动在垂直方向上的强弱变化相关.根据200m以深水柱溶解有机碳的垂直分布,可确定研究海域难降解溶解有机碳的浓度为40.4μmol/dm3,与其他研究所报道的数值(～42μmol/dm3)相近.上层水体(0～100m)过剩溶解有机碳的空间分布显示,64°S以北海域溶解有机碳过剩较多,而64°S以南海域则过剩溶解有机碳较少.溶解有机碳浓度与分布特征显示,普里兹湾及其邻近海域溶解有机碳浓度与南大洋其他海域相当,具有低溶解有机碳的一般特征.溶解有机碳浓度的空间分布呈现由西南向东北方向逐渐增加的趋势,这可能与南极陆架夏季上层水的北向扩展有关.生物活动及水体运动是研究海域溶解有机碳分布的主要影响因素.     

Spatiotemporal variations in the organic carbon accumulation rate in mangrove sediments from the Yingluo Bay,China, since 1900

Mangroves can not only provide multiple ecosystem service functions, but are also efficient carbon producers,capturers, and sinks. The estimation of the organic carbon accumulation rate(OCAR) in mangrove sediments is fundamental for elucidating the role of mangroves in the global carbon budget. In particular, understanding the past changes in the OCAR in mangrove sediments is vital for predicting the future role of mangroves in the rapidly changing environment. In this study, three dated sediment cores from interior and fringe of mangroves in the Yingluo Bay, China, were used to reconstruct the spatiotemporal variations of the calculated OCAR since 1900 in this area. The increasing OCAR in the mangrove interior was attributed to mangrove flourishment induced by climate change characterized by the rising temperature. However, in the mangrove fringe, the strengthening hydrodynamic conditions under the sea level rise were responsible for the decreasing OCAR, particularly after the1940 s. Furthermore, the duration of inundation by seawater was the primary factors controlling the spatial variability of the OCAR from the mangrove fringe to interior, while the strengthened hydrodynamic conditions after the 1940 s broke this original pattern.     

胶州湾潮间带沉积物有机碳和叶绿素的埋藏特征

于2004年9月,在胶州湾潮间带河套和红石崖两个区域(分别代表近河和近海区域)分别采集沉积物柱状样品,并分析了样品中有机碳和叶绿素含量。结果表明:(1)胶州湾潮间带沉积物有机碳和总氮质量比分别为1.0～3.0g/kg和0.1～0.3g/kg,随沉积物埋藏深度表现为波动变化,但无明显规律性;(2)胶州湾潮间带沉积物从表层到底层叶绿素a质量比的总体趋势是逐渐降低最后趋于稳定,叶绿素a质量比变化为0.3～5.2g/kg;(3)胶州湾潮间带沉积物中的有机质应属于混源有机质。本实验结果对探讨胶州湾潮间带近河和近海区域沉积物中有机碳和叶绿素的埋藏和降解规律有重要意义。     

杭州湾表层沉积物有机碳分布、来源及近20年来的变化

根据2002年、2008年、2012年、2017年和2022年夏季采样分析结果,对杭州湾表层沉积物中有机碳（TOC）时空分布变化进行了研究。结果表明研究区TOC平均值分别为0.55%(n=16)、0.50%(n=112)、0.44%(n=38)、0.53%(n=38)和0.51%(n=38),总体上呈现南北高东西低的“X”形平面分布特征,高值区出现在北岸金山至南汇咀海域和南侧镇海至慈溪海域,相关性分析表明TOC分布受到沉积物类型的控制,主要赋存于细颗粒沉积物内。沉积物的氧化还原环境也对TOC分布有显著影响。分区进行5个年份TOC统计分析显示,20年来北部海域先减后增,变化较为明显,南部和东部海域2017年增大之后减小,西部海域变化不大。TOC随时间的变化受到自然条件和人为活动造成的长江入海泥沙和有机物质通量下降、海洋源增加等因素的影响。C/N、δ13C特征表明,研究区沉积物中有机碳陆源贡献比例大都在30%～70%,站点差异较大,北岸近岸海域和东南侧海域陆源有机碳比例较高,湾中部和东部海域有机碳的海洋源比例较高。     

Sources and distribution of organic matter in a river-dominated estuary (Winyah Bay, SC, USA)

The sources and distribution of organic matter (OM) in surface waters and sediments from Winyah Bay (South Carolina, USA) were investigated using a variety of analytical techniques, including elemental, stable isotope and organic biomarker analyses. Several locations along the estuary salinity gradient were sampled during four different periods of contrasting river discharge and tidal range. The dissolved organic carbon (DOC) concentrations of surface waters ranged from 7 mg l⁻¹ in the lower bay stations closest to the ocean to 20 mg l⁻¹ in the river and upper bay samples. There was a general linear relationship between DOC concentrations and salinity in three of the four sampling periods. In contrast, particulate organic carbon (POC) concentrations were significantly lower (0.1–3 mg l⁻¹) and showed no relationship with salinity. The high molecular weight dissolved OM (HMW DOM) isolated from selected water samples collected along the bay displayed atomic carbon:nitrogen ratios ([C/N]a) and stable carbon isotopic compositions of organic carbon (δ¹³C_OC) that ranged from 10 to 30 and from −28 to −25‰, respectively. Combined, such compositions indicate that in most HMW DOM samples, the majority of the OM originates from terrigenous sources, with smaller contributions from riverine and estuarine phytoplankton. In contrast, the [C/N]a ratios of particulate OM (POM) samples varied significantly among the collection periods, ranging from low values of 5 to high values of >20. Overall, the trends in [C/N]a ratios indicated that algal sources of POM were most important during the early and late summer, whereas terrigenous sources dominated in the winter and early spring.In Winyah Bay bottom sediments, the concentrations of the mineral-associated OM were positively correlated with sediment surface area. The [C/N]a ratios and δ¹³C_OC compositions of the bulk sedimentary OM ranged from 5 to 45 and from −28 to −23‰, respectively. These compositions were consistent with predominant contributions of terrigenous sources and lesser (but significant) inputs of freshwater, estuarine and marine phytoplankton. The highest terrigenous contents were found in sediments from the river and upper bay sites, with smaller contributions to the lower parts of the estuary. The yields of lignin-derived CuO oxidation products from Winyah Bay sediments indicated that the terrigenous OM in these samples was composed of variable mixtures of relatively fresh vascular plant detritus and moderately altered soil OM. Based on the lignin phenol compositions, most of this material appeared to be derived from angiosperm and gymnosperm vascular plant sources similar to those found in the upland coastal forests in this region. A few samples displayed lignin compositions that suggested a more significant contribution from marsh C₃ grasses. However, there was no evidence of inputs of Spartina alterniflora (a C₄ grass) remains from the salt marshes that surround the lower sections of Winyah Bay.