南沙群岛海域深层海水碳垂直通量

生命物质在海洋中由一个深度向另一个深度传输的通量是决定海洋生态系统结构和机能的重要因素之一定量研究海水中碳的垂直通量是了解上述总通量过程中的重要一环.由于碳循环与人类生存密切相关,近年来这方面的研究工作已引起越来越多科学家的兴趣[1~5].定量研究深层海水中碳垂直通量是碳循环研究的一个方面.     

南沙群岛海域表层沉积物中磷的形态分布特征

根据2002年56月南沙群岛海域调查时采集的表层沉积物样品,分析了磷的含量并把磷分为总磷(PT)、无机磷(PIN)、有机磷(POR)、非磷灰石结合态磷(PNAI)、磷灰石结合态磷(PAI)5种赋存形态。利用EPM-810Q电子探针测试沉积物的化学成分,讨论了沉积物中磷的形态和分布以及沉积物的地球化学特征与环境的意义。结果表明,调查海区表层沉积物中磷灰石结合态磷与无机磷的含量变化主要受控于生物活动,它们具有同源关系,同属可被生物利用而再次进人生物地球化学循环的磷。沉积物中的总磷和有机磷与FeO显著相关。沉积物中磷灰石结合态磷与CaO显著相关,它的来源和输入方式受控于水体中碎屑颗粒沉积作用的影响。     

南沙群岛海域夏季沉降颗粒的垂直通量

根据1999年7月航次在南沙群岛海域现场投放沉积物捕获器所取得的样品及分析结果，计算了南沙群岛海域夏季沉降颗粒的垂直通量、沉降颗粒中有机碳、总磷、有机磷的垂直通量，以及沉降颗粒中有机碳的百分含量，通过与南海其它海区及南沙群岛海域不同季节的沉降颗粒垂直通量作比较，认为南沙群岛海域沉降颗粒的垂直通量具有区域性和季节性的特点。     

台湾海峡西部沉积物中碳的来源及埋藏

根据2005年夏季航次观测的沉积物中总有机碳(TOC)、无机碳(CaCO3)、总氮(TN)、悬浮体颗粒有机碳(POC)、沉积物粒度数据得出,台湾海峡西部表层沉积物TOC质量分数的范围为0.01～1.79,平均值为0.37±0.24,略高于20多年前台湾海峡南部海区,而低于台湾海峡中、北部海区;TOC的质量分数湾内比湾外...     

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。     

渤海南部海域柱状沉积物中氮的形态与有机碳的分解

海洋沉积物中氮形态的研究是研究其生物地球化学循环的重要前提,柱状沉积物中氮的形态分布在一定程度上反映了其早期成岩作用的进程及结果.利用分级浸取分离方法首次对渤海南部海域自然粒度下5个柱状沉积物样品进行了分析,依据是否可由试剂提取将其分为可转化态和非转化态,系统地研究了可转化态中各形态氮的分布特征及早期成岩作用.研究表明,渤海南部海域自然粒度下柱状沉积物中,OSF-N和IEF-N是可转化态氮的优势形态.各形态氮的含量随深度变化趋势不同,成岩作用亦不同.沉积物中有机氮的分解速率常数为15.51×10-3a,且对各生源要素的分解速率常数有N>P>C>Si;OC/TN比值远小于OC/ON,说明沉积物中保留了大量无机氮(IN)和非转化的有机氮,OC/ON值随深度增加而减小是由于沉积物中富集了ON;柱状沉积物中,表层比深层可转化态氮占其总量的比例高,在局部区域由于深层沉积物中氮的“再活化”导致二者几乎相同.     

长江口柱状沉积物中氮的形态特征研究

研究分析了长江口柱状沉积物中氮的赋存形态,并结合沉积速率和有机碳含量分析了氮的迁移转化特征和有机质来源.研究结果表明,有机物与硫化物结合态氮(OSF-N)是柱状样可转化形态氮中的主要赋存形态,碳酸盐结合态氮(CF-N)含量最低;位于长江口122°E附近测点的各形态氮的垂直分布与122.6°E附近测点的差异明显,受水动力...     

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δ13C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。     

南沙群岛海域溶解氧垂直分布最大值的季节特征

根据“八五”、“九五”国家科技专项南沙群岛海域综合科学考察的现场调查资料,对南沙群岛海域溶解氧垂直分布最大值现象的分布特征、季节变化规律作了较为全面的分析和研究,同时比较了东海、黄海海域春、夏季溶解氧垂直分布出现的最大值现象及其特征.研究结果表明南沙群岛海域溶解氧垂直分布的最大值现象与我国东海、黄海海域的溶解氧垂直分布最大值现象无论在地理分布、深度、强度、季节性变化还是存在条件的特征化方面,均有着较大的差别.反映影响南沙群岛海域溶解氧垂直分布最大值形成的原因,均与东海、黄海海域溶解氧垂直分布最大值形成的原因有所不同     

浙江近岸海域表层沉积物中氮的存在形态及其含量的分布特征

运用分相浸取法分析了浙江近岸海域60个站位的表层沉积物(0～2 cm)中各形态氮的含量和分布.研究结果表明,表层沉积物中总氮(TN)含量为214.66～861.44 mg/kg,均值为580.52mg/kg,位于浅水区的长江口、杭州湾和浙江沿岸的TN含量低于东部远岸海域;可转化态氮(TTN)含量只占总氮的3.06%～37.24%,有机态和硫化物结合态氮(OSF-N)是沉积物中可转化态氮的主要赋存形态,非转化态氮(NTN)是浙江近岸海域表层沉积物中的优势形态.各站位沉积物中氮在不同提取相中的含量差异较大,与沉积物的陆源输入、沉积物重金属含量、粒径分布及沉积海域的水动力条件等因素有关.     

南沙海域基于234Th-238U不平衡的颗粒态有机碳输出通量研究

利用234Th-238U不平衡方法研究南沙群岛海域春季真光层颗粒动力学性质,测定了4个站位水柱中颗粒态有机碳(POC)、溶解态及颗粒态234Th和238U的含量,讨论了各站位水柱中234Th/238U)A.R.的垂直分布.运用稳态箱式模型计算各站位不同水层中溶解态234Th相对于清除至颗粒物的平均停留时间和颗粒态234Th相对于迁出作用的平均停留时间.结合POC/234ThP比值,用两种方法估算出各站位的颗粒态有机碳输出通量分别为8.51-34.94和13.28-50.06mmol·(m2·d)-1.两种方法结果一致,说明234Th是表征POC循环的良好示踪剂.     

南沙群岛渚碧礁海域造礁石珊瑚群落特征

根据2007年5月的调查资料,对南沙群岛渚碧礁海域造礁石珊瑚的群落结构、种类组成、覆盖率和死亡率等进行了分析研究.鉴定出的造礁石珊瑚有74种,其中鹿角珊瑚科(Acroporidae)种类最多.渚碧礁海域造礁石珊瑚群落澙湖内外差别较大,澙湖内造礁石珊瑚覆盖率和健康状况明显优于澙湖外,但是两者的死亡率都较高.礁坪和澙湖的优势种不同且优势度较高(优势度>40%),其中细柱滨珊瑚(Porites cylindrica)在澙湖内占主导地位(优势度:47.20%),而澙湖外以疣状杯形珊瑚(Pocillopora verrucosa)为主导(优势度:54.88%).造礁石珊瑚大量死亡的原因可能是自然因素和人类活动共同造成的,必须加以关注.     

南沙海槽南部海区表层沉积物的碳酸盐沉积特征

南海的深海碳酸盐沉积及溶解作用包含极其丰富的信息,既由于陆源物质供应而关系到陆地风化作用速度及气候问题,又通过海水生产力和碱度涉及大气CO₂含量的变化[1～2].南沙海槽位于加里曼丹岛西北部大陆坡与南沙台阶之间,构造上处在南沙海槽北断裂和南沙海槽南断裂之间的断堑带,南沙台阶有众多的海山、礁盘与槽谷,东南坡直下南沙海槽,其坡度变化为5°47'-2°23'-1°57'[3].研究区为7°Ｎ以南至曾母暗沙浅滩、112°E以东至加里曼丹岛西北大陆坡的海区,本文称之为南沙海槽南部海区.     

大鹏澳养殖区柱状沉积物中氮、磷的分布特征及污染状况研究

为研究海水养殖对海湾沉积物的累积影响, 对大亚湾的大鹏澳养殖区沉积物柱状样中总氮、总磷和有机碳的含量及剖面分布特征进行了研究, 并探讨了海水养殖区沉积物中氮、磷的污染状况。结果表明, 网箱养殖区、贝类养殖区和对照区等3个区域柱状样中总氮的含量范围分别为638.2—3803.9mg.kg-1、740.9—2152.1mg.kg-1和343.2—471.9mg.kg-1, 总磷的含量范围分别为344.7—3233.9mg.kg-1、297.9—497.5mg.kg-1和650.2—1327.2 mg.kg-1, 有机碳的含量范围分别为0.96%—2.22%、0.87%—1.13%和0.69%—0.95%。该三个因子的含量均从底层至表层呈增加趋势, 但网箱养殖区上层增加幅度最为剧烈, 贝类区次之, 对照区变化幅度最小。所有柱状样中, 总氮含量均超标, 但网箱养殖区总氮污染最为严重, 贝类养殖区次之, 对照区最轻; 网箱养殖区的总磷在上层的不同深度超标, 而贝类养殖区及对照区柱状样的总磷含量均未超标。     

南沙海域深水区表层沉积物声速与孔隙度相关关系

采用同轴差距测量法对南沙海域海底沉积物取样进行甲板现场声学测量,并计算了声速,结合沉积物取样分析获得的孔隙度,研究了海底表层100 cm沉积物的声速和孔隙度之间的相互关系,分析获得了孔隙度与海底沉积物声速关系的经验公式,结果表明此海域沉积物声速的临界孔隙度为67.80%。将此公式与国内外其他学者建立的经验公式进行了对比,分析发现各预测方程之间存在着差异,说明不同海域的沉积物声学特性具有差异性,经验公式具有区域性,同时分析了其他影响声速的因素。此项工作对于建立和研究南海声场环境具有重要意义。     

南沙群岛海区NS97-13柱样沉积物磁化率各向异性研究

通过南海南沙群岛海区NS97-13柱样磁化率各向异性系统测试、统计计算和测年等分析,给出了沉积物的磁化率椭球几何形态,重建了研究海区的古水流方向、沉积物的沉积形式。研究结果表明:(1)压扁型椭球(E>1)的择优方向位于磁性线理-磁性叶理直线的上方,夹角β的范围为0°<β≤33.14°,拉长型椭球(E<1)的择优方向位于磁性线理-磁性叶理直线的下方,夹角α的范围为33.14°<α<56.86°,指示磁性颗粒沉降时受动力作用的大小及其受力方向不同;(2)由磁化率各向异性参数(磁性线理-各向异性度,磁性叶理-各向异性度)确定的沉积物有改造沉积、再沉积和稳定沉积三种形式,前两种形式掺杂在稳定沉积层中的不同部位,构成部分混合沉积;(3)最大磁化率和中间磁化率的轴向分布表征研究海区距今近62 ka以来古水流方向主要为南北和北东-南西向,总磁化率记录了Heinrich层中的冷事件H1—H6。     

北冰洋西部沉积物有机碳、氮同位素特征及其环境指示意义

通过对楚科奇海及邻近的北冰洋深水区表层沉积物中有机碳同位素含量(δ13C)、氮同位素含量(δ15N)及生物成因SiO₂(BSiO₂)含量分析,结果表明海源和陆源有机质的分布受海区环流结构和营养盐结构所制约.楚科奇海中西部和楚科奇海台受太平洋富营养盐海水的影响,海洋生产力高,沉积物中海源有机质和BSiO₂含量高;靠阿拉斯加一侧海域海水的营养盐含量和生产力都偏低,沉积物中陆源有机质比重增加;在研究区北部和东北部的楚科奇高地和加拿大海盆,冰封时间较长,营养盐供应少,海洋生产力低,但来自马更些河和阿拉斯加北部的陆源有机质增多,沉积物中BSiO₂含量小于5%,海源有机质百分含量小于40%.由于亚北极太平洋水通过楚科奇海向北冰洋海盆输送,研究区营养盐池表现为开放系统,营养盐的利用率与它的供应成反比,与海洋生产力成反比.     

Organic carbon and nitrogen isotopes in surface sediments from the western Arctic Ocean and their implications for sedimentary environments

1 IntroductionFor several reasons, the Arctic Ocean and itsmarginal seas are key areas for understanding ocean-ic circulation and global climate system ( Clark,1982; Hansen et al., 1983; Walsh et al., 1996;Overpeck et al., 1997). First, the Arctic Ocean i…