近130年来北黄海浮游植物生产力和群落结构变化的沉积物生物标志物记录

类脂生物标志物已被广泛用于重建海洋浮游植物生产力及群落结构变化,但是,在北黄海和渤海的应用还不多。在210Pb定年的基础上,对北黄海西南部箱式柱状样B25进行了生物标志物分析,利用其含量及相对比例变化重建了北黄海过去130年来浮游植物生产力及群落结构变化,并探讨了其变化规律对气候变化和人类活动的指示作用。结果表明:过去130年来,浮游植物生产力总体呈上升趋势,在1975年后显著增加。揭示了一种在我国边缘海群落结构变化的新特征,在1965-1990年间呈现硅藻比例下降和甲藻比例增加,而1990年之后则表现为硅藻比例增加和甲藻比例下降。北黄海近百年来浮游植物生产力的提高主要与东亚冬季风的增强和陆源输入增加有密切关系,而群落结构的改变可能是人类活动和气候变化共同作用的结果。     

二百年来黄海浮游植物群落结构变化的生物标志物记录

对位于南黄海的柱状样10694进行了生物标志物分析,利用其生物标志物含量及比例变化重建了黄海过去210 a来的浮游植物生产力及群落结构变化.结果表明10694站位在过去100 a来生产力有上升的趋势,而这种趋势在过去40 a来尤为明显,浮游植物群落结构在过去100 a中有硅藻比例上升-甲藻比例下降的趋势.通过与近期历史资料的对比,得出初步结论:黄海过去100 a生产力上升及硅藻比例增加主要是与东亚冬季风和ENSO增强有关.结果表明,可以用生物标志物法重建过去百年来中国近海生态变化,并可以初步区分自然气候变化和人类活动对近海生态系统演变的影响.     

近30年来东海长江口泥质区浮游植物生产力与群落结构变化的生物标志物记录

随着人类活动的增加和全球气候变化的加剧,东海生态环境受到了人类活动和自然环境变化的双重影响。本文选择位于东海长江口泥质区的柱状样DH3-1进行生物标志物分析,利用多种生物标志物含量及相对比例重建了东海近30年(1983-2010年)浮游植物生产力、群落结构和陆源输入相对贡献的变化,并探究人类活动与自然因素产生的综合影响。结果表明:近30年来,浮游植物生产力呈现上升趋势;约1992-2001年,硅藻比例下降、甲藻比例上升,约2001年后硅藻比例上升、甲藻比例下降。陆源有机质含量在约1992-2004年呈现增加趋势,约2004年后相对降低;海源有机质含量则呈现持续增加趋势。东海近30年来浮游植物生产力的升高主要是因为人类活动剧增与上升流引发东海营养盐输入量增加。群落结构与陆源有机质含量交替变化可能是由不同年份人类活动与自然因素的作用强度不同导致的。     

1976年夏季东海陆架区浮游植物生态的研究

关于东海浮游植物,虽然国内、外都有人进行过一些调査研究,取得一些成果,但因调查时间较短或调查范围較小所获资料不全,都未能代表东海浮游植物的全貌。中国科学院海洋研究所继全国海洋综合调査之后,自1976年夏季又在东海陆架区进行了综合调查。这次调查，分析了东海浮游植物的个体数量和种数的分布状况,讨论了其主要种类的生态性质、群落组成和它们与水文环境的关系,对东海浮游植物的生态状况有了进一步了解。 1976年夏季在东海陆架区进行了两次(6月25日至7月23日和8月27日至9月21日)调查,调查范围南到北纬26°30′,东到东经127°,在沿纬度安排的6个断面共44个测站上(第一航次还在黄海南部增加一斜断面),分別进行了水文观测,并用网目为64平方微米的小型浮游生物网(Juday phytoplankton net),从水底到表面垂直拖网进行浮游植物采样,以个体计数法计数分析。     

2009年冬季南海北部生物标志物对表层浮游植物生物量/群落结构的指示作用

生物标志物已被广泛应用于重建浮游植物生产力和群落结构变化.该方法假设之一是生标的含量可以反映表层海水的浮游植物生物量,但这个假设还缺乏现场观测的充分验证.对2009年冬季南海北部表层海水颗粒物中主要生标做了分析,利用其含量及比值研究浮游植物的生物量及群落结构的分布.生标含量表明硅藻、甲藻、颗石藻的高值区位于珠江口南部及广东沿岸,在陆坡区也有高值.生标比值显示硅藻在3个类群中的相对比例最高.其中,甲藻/硅藻比值高值区位于陆坡区,这与大洋水(黑潮)的入侵,带来大量暖水性甲藻有很大关系;颗石藻/硅藻比值总体趋势与生物量的分布相反,在近岸少数站位有高值,向外海逐渐增加,主要是因为颗石藻更适于寡营养盐的环境.生标结果所指示的生物量及群落结构的空间分布与前人的调查结果类似,为利用生标重建此区域的浮游植物生产力和群落结构变化提供了依据.     

东海沉积物中微生物标志物GDGTs年代际变化及来源

甘油双烷基甘油四醚(Glycerol Dialkyl Glycerol Tetraethers,GDGTs)是近几年来新发现的一类生物标志化合物,基于GDGTs的各种指标以其在指示物质来源以及海洋和陆地古温度重建等方面显示出的巨大应用潜力,逐渐成为古海洋学、古湖沼学和古气候学研究的重要工具。对采自东海陆架区的DH5-1站位(29°28.118′N、123°06.639′E,水深63.5m)的柱状沉积物样品进行了总有机质和GDGTs分析,研究了GDGTs化合物在东海陆架区柱状沉积物样品中的含量和沉积通量变化,并利用δ13 C、C/N以及基于GDGTs化合物的BIT指标讨论了该海区近150年来沉积有机质的来源变化。结果显示,近百年来东亚冬季风的增强,加强了冬季闽浙沿岸流对长江口沉积物的搬运,使得该海区陆源输入量呈增加趋势,但20世纪80年代以来,人类活动的加剧导致营养盐输入的增加,使得海洋生产力提高,沉积有机质中陆源有机质比例下降。     

2009—2011年东海陆架海域网采浮游植物群落的季节变化

根据2009年7、8月(夏季)、12月到翌年1月(冬季)、2010年11月(秋季)和2011年4、5月(春季)共4个航次在东海陆架区进行的现场多学科综合调查,报道了4个季节在整个东海海域的浮游植物的空间分布及群落结构特征,并探讨了影响其分布格局的环境因子效应。结果表明,东海浮游植物群落主要由硅藻、甲藻组成。共检出浮游植物5门88属299种(含未定种)。调查区夏季细胞丰度达最高,平均为(8 659.572±28 937.27)cell/L,其次是秋、冬季,春季最低,分别为(4 413.726±12 534.573)cell/L、(421.773±647.532)cell/L和(218.479±265.897)cell/L。硅藻细胞丰度在夏、秋、冬3个季节占总平均丰度的95%以上,甲藻细胞丰度在春季最高,占总浮游植物细胞丰度的69%。调查海区浮游植物丰度高值区主要集中在长江口海域,并向外海呈递减趋势。不同群落间存在季节更替和演替现象。物种丰富度自春夏秋冬逐渐升高。香农指数(Shannon-Wiener index)和均匀度指数(Pielou index)分布较为一致,物种丰富度指数(Margalef index)呈现时空分布差异。Pearson相关分析结果表明:不同季节的物种间更迭与海区特定的物理化学参数显著相关。     

夏季南海东北部和东海陆架浮游植物群落结构昼夜变化的比较研究

于2008年和2009年夏季分别对南海东北部和东海陆架区浮游植物生物量和群落结构的昼夜变化进行了24 h时间序列连续观测和研究。通过高效液相色谱法分析浮游植物特征光合色素可以看出3个测站的叶绿素a浓度均呈现出明显的昼夜变化,最高值出现在夜间,而在中午至午后达到最低值,而这种昼夜变化主要是由于光照和潮汐作用所导致。各站均以硅藻为最主要的优势类群,受上升流影响的S702站硅藻生物量超过80%,S305和DH04站硅藻也占据了35%~50%,且3个测站硅藻生物量昼夜变化与叶绿素a一致,但所占生物量百分比却在叶绿素a高值的时间段较低,表明高生物量对应着更为丰富的浮游植物类群组成多样性。除硅藻外,S305站青绿藻也表现出与叶绿素a同步的昼夜变化规律。而在东海DH04站,由于存在明显层化特征,聚球藻是上混合层的主要优势类群,且表现出与叶绿素a一致的变化。黎明前后,甲藻出现了暴发式的生物量升高,所占生物量超过30%,由于其昼夜变化并不明显,分析可能由于水团的侧向输送所致。     

东海和黄海表层沉积物生物标志物的分布特征及古生态重建潜力

多参数生物标志物法已被广泛用于重建浮游植物生产力和种群结构.但目前还缺乏这一应用的现代证据,尤其是西太平洋边缘海地区.文中作者对东/黄海的表层沉积物中的浮游植物生物标志物的分布进行研究,发现东海表层沉积物中菜子甾醇、甲藻甾醇、长链烯酮的总含量变化范围为357～3 115 ng/g,黄海的总含量变化范围为2 898 ～6 714 ng/g,硅藻、甲藻和颗石藻生物标志物总量基本具有近岸高、离岸低的趋势,与现场调查资料所得到的趋势基本一致.生物标志物比例结果显示在东海的长江口方向离岸越远硅藻相对比例下降,而在长江口以南则是离岸越远硅藻比例升高.在东海和黄海颗石藻所占比例都很低,但是有离岸越远比例升高的趋势.用生物标志物所重建的种群结构的变化趋势与现场调查资料相符,但其绝对值却与现场资料存在差异.本研究为生物标志物重建种群结构提供了现代数据,但是此方法的定量应用还需做进一步的研究.     

生物标志物重建全新世以来黄海浮游植物群落结构时空变化

现有研究对全新世以来浮游植物群落结构在黄海的时空变化还缺乏深入认识,针对这一问题,本研究分析了C02和N05岩心中的生物标志物,并结合已发表岩心生物标志物数据,重建黄海全新世以来浮游植物群落结构的时空变化。在早全新世,长链烯酮相对比例（A/∑PB）和菜子甾醇相对比例（B/∑PB）低,甲藻甾醇相对比例（D/∑PB）高。较高的陆源有机质指标（TMBR'）值说明黄海浮游植物群落结构主要受陆源营养盐输入控制。在中全新世,A/∑PB升高,B/∑PB和D/∑PB减小,是由于高温高盐的黄海暖流入侵有利于颗石藻生长。在空间分布上,以ZY3、ZY2、ZY1和YE-2 4个站位组成的35.5°N断面区域烯酮相对比例大幅升高,西部站位C02与东部N05烯酮比例小幅上升,这是由于黄海暖流主轴流经35.5°N断面,该区域主要受黄海暖流控制,而其他区域仍受陆源营养盐输入控制。从早全新世到中全新世,B/∑PB（D/∑PB）高值相继出现在N05（C02）和C02（N05）区域,这是由于2个站位的控制因素不同,可能与黄海暖流主轴摆动和陆源物质的搬运有关。在晚全新世,A/∑PB继续升高,B/∑PB和D/∑PB减小。晚全新世东亚冬季季风增强使黄海环流体系加强,黄海暖流对颗石藻的影响进一步扩大。甲藻甾醇与菜子甾醇的相对比例（D/B）升高,可能是由于东亚冬季季风增强,使含有更多氮元素的大气物质沉降到黄海,有利于甲藻对硅藻的竞争。     

近50年东中国海潜热通量的变化

利用1958—2006年OAFlux热通量资料,分析了东中国海海域潜热通量的长期变化特征,并探讨了与局地和太平洋海域影响因素的关系。结果表明:近50 a东中国海潜热通量显著增加,沿黑潮主轴增幅最大。通过分析阿留申低压区(30°N～60°N,160°E～140°W)风场的变化,发现其风应力旋度与东中国海潜热通量变化的主要影响因素海气比湿差存在显著的正相关,表明可能是北太平洋风应力旋度的变化而不是东中国海域风场的变化导致了潜热的长期增加。超前和滞后相关分析表明,东中国潜热通量的变化比北太平洋风应力旋度的变化存在4 a左右的延迟,可能是副热带环流对风场变化调整所需的时间。     

晚更新世末期东海陆架沙海之形成

距今18000a前的海面比现在低约130m。那时东海的大部分、台湾海峡都出露成陆，构成亚洲东部最大的南北向低平原。该低平原在寒冷而又干燥的冬季风作用之下，出现了大面积的沙海环境，或者称为陆架沙海，并构成北半球沙漠带的最东缘。     

末次盛冰期以来东海陆架南部EA05岩心地层划分及其古环境意义

通过综合分析东海陆架南部EA05岩心上部30 m的岩性、有孔虫丰度和一些特征的地球化学参数,探讨了该段岩心的气候地层划分。该段岩心可依次划分为末次盛冰期(30~11.85 m)、冰消期(11.85~5 m)和冰后期(5~0 m)地层。末次盛冰期时气温低,研究区水深浅,沉积物中有孔虫丰度很低,且大多数热带浮游有孔虫种属消失,此时陆源物质输入量较大,沉积物中有机质含量高,黑潮对东海陆架南部影响小。随着冰消期以来气温回升,海面上升,研究区水深增大,岩心中有孔虫丰度急剧增加;陆源物质输入量减少,沉积速率降低。大约在16 ka B.P.左右,黑潮重新开始对东海南部陆架产生影响。在EA05岩心的6~5 m,3.4~3.0 m和1.4~1.2 m处分辨出了3个冷事件,可能分别对应于YD事件、8.2 ka B.P.冷事件和3.8 ka B.P.新冰期Ⅲ,反映出该地区冰消期和冰后期气候波动较大。     

黄、东海陆架海域温度垂直结构类型划分与温跃层分析

基于黄、东海陆架海域1997—1999年4个季节调查的CTD资料,采用拟阶梯函数逼近法对温度垂直剖面拟合逼近,然后按拟合均方差和跃层强度对黄、东海陆架区的温度垂直结构进行类型划分,共划分为6个类型:三层结构型(T型)、主跃层上位型(U型)、主跃层下位型(L型)、多阶梯状结构型(M型)、异常结构型(A型)和垂直均匀型(H型)。分析结果表明:温度垂直结构类型在黄海区域为:春季呈L型;夏季呈U型;秋季呈T型;冬季呈H型。东海北部春季基本呈T型;夏季西部呈T型,东部呈U型;秋、冬季演变为H型;东海南部春、夏季主要呈L型;秋、冬季除近岸出现逆温类型外,大部分区域呈H型。利用风和潮的混合卷挟模式阐述了各种温度垂直结构的形成机制,最后给出了黄、东海陆架海域的主温跃层特征值的区域分布和季节变化。     

东海陆架冰后期潮流沙脊地貌与内部结构特征

东海陆架以宽平的地形、充分的陆源沉积物供应、快速沉降和强动力场为特征，中外陆架发育大规模潮流沙脊地貌。潮流沙脊走向大致为NW—SE向分布，与区域潮流主方向一致或成较小交角。东海陆架冰后期潮流沙脊以不对称横剖面为特征，陡坡倾向SW。沙脊内部发育典型的高角度前积斜层理，倾向与沙脊横剖面陡坡方向一致。这些斜层理可以划分为高达4组不同特征的组合，分别代表潮流沙脊发育的不同阶段，对应于冰后期海平面上升的不同时期。东海陆架潮流沙脊主体形成于冰后期海侵阶段，目前仍然受到陆架潮流场的影响，沙脊顶部为再沉积活动层。     

夏秋季东海陆架区二甲亚砜的分布特征及影响因素

于2013年10～11月和2014年5～6月调查测定了东海陆架区海水中二甲亚砜(DMSO)的浓度,探讨了溶解态二甲亚砜(DMSOd)和颗粒态二甲亚砜(DMSOp)的水平和垂直分布、季节变化及其影响因素;此外,对沉积物间隙水中DMSOd的浓度以及表层海水中不同粒径的DMSOp和叶绿素a(Chl a)进行了分析.结果显示,...     

东海北部外陆架EY02-1孔磁性地层研究

对长达70.20m的东海浅钻EY02-1进行了岩石磁学和古地磁分析,证明沉积物的载磁矿物主要为低矫顽力的磁铁矿,磁性地层揭示了发生于9.62~8.58m的磁极性事件,结合钻孔上部的AMS14C测年证明它为全新世初期的哥德堡磁极性漂移,线性外推的时间是距今12681~10206Ma,为全新世开始时地磁场是否发生过短期的磁极性漂移提供了新证据;与东海高分辨率的浅地层地震剖面以及典型钻孔(中法联合东海地震调查和DZQ4钻孔)对比还揭示,在中更新世地层中也出现过两次磁倾角变化。在钻孔中下部54.00~50.94m(2271—2151号样品)出现一段磁倾角变小甚至变成负值,但是由于该段沉积物以粗颗粒的砂为主并且负向样品并不连续,依据研究的标准不作为反磁极性事件。第二个比较连续的负向样品段出现在最底部70.20~64.31m。虽然研究区域内不乏揭示中更新统地层的地震剖面,但至今没有足够长的钻孔在时间上予以佐证。根据东海地震相对比和沉积物中海侵和海退旋回的不同特征以及布容期以来报道的反磁极性事件发生的时间来推测下部地层的时代归属。由于钻孔最底部的沉积主要是粗颗粒的粉砂质砂和细砂,同时钻孔也穿透了倒数第二冰期的杂乱地震相地层和其下的平行透明海相层,所以推测下部的倒转可能为发生在MIS8晚期的CR0反磁极性事件(距今265~255ka)。     

Phylogenetic diversity of ribulose-1, 5-bisphosphate carboxylase/oxygenase large subunit genes of bacterioplankton in the East China Sea

Phylogenetic diversity of Form Ⅰ and Form Ⅱ ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RubisCO) large subunit (rbcL) genes in the inshore and offshore areas of the East China Sea were investigated. Two new primer sets were designed for amplifying partial sequences of rbcL genes from Proteobacteria. Four rbcL gene clone libraries were constructed by amplification and cloning of approximately 640-800 bp sequences of bacterioplankton populations. The method of screening library by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) was introduced. The results show that the diversity of Form I is higher in offshore waters with higher salinity and lower productivity, while that of Form II is higher at the inshore station where salinity is lower and productivity is higher. Several clusters of sequences obtained are deeply rooted and show low similarity (60%-78%) to the known rbcL in existing databases. The degree of diversity of rbcL genes is directly related to environmental variables, including temperature, salinity, pH, dissolved oxygen, etc. These results indicate that rbcL gene can be used as an effective indicator for genetic diversity and population variability of bacterioplankton with the ability of carbon dioxide fixation in the sea.