细菌藿多醇的环境指示作用及其在海洋生态环境重建中的应用

细菌藿多醇（Bacteriohopanepolyols,BHPs）是细菌细胞膜中高度结构变异的五环三萜类化合物,易保存且受成岩作用影响较小,广泛分布于陆地和海洋环境中。BHPs作为一种新型微生物标志物,由于其细菌来源专属性和环境专属性,近年来已在示踪有机质来源、环境演变过程以及反演古环境方面表现出巨大的应用潜力。本文系统分析了近年来全球土壤、沉积物和海水中BHPs的组成、分布和来源,发现热带和温带区域中BHPs的多样性和含量通常高于寒带区域,且由土壤、河流、近海到外海海域逐渐降低。探讨了土壤标志物BHPs、细菌霍四醇同分异构体（BHT- Ⅱ）和35- 氨基霍多醇在有机质来源、缺氧环境、厌氧氨氧化和甲烷氧化活动方面的环境指示作用及在海洋生态环境重建中的应用,以期为示踪海洋生态环境变化提供新指标和新途径。     

南沙群岛珊瑚礁生态系中稀士元素的垂直转移过程研究

海洋沉积物中稀土元素的分布、转移行为已有许多报道。地球环境中稀土元素的行为是当今地学研究的热门课题,稀土元素的分布特性和转移行为研究与环境有极大的相关性,通过研究环境中稀土元素的转移行为就可了解环境演变的信息,所以海洋环境中稀土元素的研究具有重要的意义(Fleet,1984; Piper,1974; Schijf et al.1995;赵一阳等,1994;王中刚等,1989;张丽洁等,1995)。海洋中颗粒物质垂直转移过程研究对研究海洋在全球变化(特别是全球气候变化)中有重要意义,但目前的研究仅集中于以碳为核心的生源要素和某些微量元素(宋金明等,1996;宋金明,1997),至今稀土元素在海水中垂直转移过程研究尚未见报道。珊瑚礁生态系是最重要的海洋生态系之一,研究珊瑚礁生态系中稀土元素的垂直通量,即热带海域稀土元素在海水中垂直转移过程,继而椎测对全球气候变化的影响,为研究海洋在全球气候变化中的作用提供了新课题。 本文首次报道用沉积物捕捉器(ST)收集南沙珊瑚礁潟湖中颗粒物质,研究稀土元素的垂直通量和不同形态稀土的垂直通量,以及稀土元素垂直转移的控制因素。     

胶州湾现代沉积速率和沉积通量研究

对胶州湾沉积岩心J39、J37和J94进行了210Pb的测定,绘制了岩心中210Pb的垂直分布图,岩心J37和J94的210Pb呈两段分布模式,岩心J39的210Pb呈三段分布模式。胶州湾西北部大沽河口外海域近百年来沉积速率为0 768cm/a,沉积通量为0 7716g/(cm2·a)。胶州湾中部沉积速率为0 64cm/a,沉积通量为0 65g/(cm2·a)。胶州湾口外J94站沉积速率为0 54cm/a,沉积通量为0 81g/(cm2·a)。结果表明,胶州湾海域210Pb活度与悬浮体含量密切相关,悬浮体含量高的区域,210Pb活度高;反之,悬浮体含量低的区域,210Pb活度低。根据210Pb的垂直分布、活度和沉积速率及悬浮体含量,结合历史资料,对胶州湾近百年来的沉积环境和物质扩散进行了探讨。     

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。     

渤海湾百年来沉积物Li/Ba 和Rb/Sr 协同变化的地球化学特征与环境指示作用

通过对渤海湾两根柱状沉积物中Li、Rb、Sr、Ba以及Li/Ba和Rb/Sr的系统研究,阐明了百年来沉积物中Li、Rb、Sr、Ba的垂直变化特征,发现了在不同年代沉积物中Li/Ba和Rb/Sr具有的协同变化规律,揭示了沉积物Li/Ba和Rb/Sr作为近海区域性环境演变可能的指示作用。结果表明,在0~20 cm沉积层间,Li、Rb在A2和A6柱中均有随深度增加而增加的趋势,Sr和Ba随着深度的增加而降低;近百年来,渤海湾沉积物A2和A6柱中Li/Ba和Rb/Sr垂直变化表现出惊人的协同变化特征,Li/Ba和Rb/Sr在近河口的A2柱中,基本呈现随深度的增加而增加的趋势,而在远离河口区域的A6柱中,其结果是0~15 cm段(1963~2008年),Li/Ba和Rb/Sr随深度的增加而增加,15 cm以下(1900~1963年)则基本稳定,在海洋过程作用下该区域沉积物Li/Ba和Rb/Sr变化发生在45 a时间段内;沉积物中Li/Ba反映沉积物从河流进入海湾沉积过程中的变化,Rb/Sr反映来源沉积物的化学风化历史并指示来源区的气候环境变迁过程。A2沉积柱的20~22 cm(20世纪30年代)和10~12 cm(20世纪60年代),Li/Ba出现极小值,与1939年和1963年的海河流域大洪水相契合,在0~12 cm段,两柱样Rb/Sr随着深度的降低有明显减小的趋势,对应20世纪70年代初至2008年这一区域百年来气温升高并持续高温的时段。     

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...     

长江口邻近海域海水pH的季节变化及其影响因素

基于对2015—2016年长江口邻近海域现场调查数据的分析,探讨了其海水pH的季节变化和影响因素。结果表明:长江口邻近海域四季pH在7.76—8.32之间,其中夏季最高,秋季最低;夏季具有明显的分层现象,冬季水体pH垂直分布相对均一。长江冲淡水对长江口邻近海域水体pH的影响是局域性的。浮游植物光合作用是影响春、夏、秋季海水pH区域分布的重要过程。春、冬季节表层海水pH分布受海-气界面CO2交换的影响较大。温度、生物作用及长江冲淡水扩展是导致长江口邻近海域表层海水pH季节变化的主要因素。     

奠基海洋化学研究,助推海洋科学发展——中国科学院海洋研究所海洋化学研究70年

本文系统总结了中国科学院海洋研究所建所70年来,海洋化学研究的发展历程和主要科学贡献,在此基础上,提出了海洋化学的发展愿景。建国初期的中科院海洋研究所是我国海洋化学研究的主要奠基者和引领者,70年来一直是我国化学海洋学、海洋生物资源化学利用以及海洋腐蚀与防护等领域的中坚力量,为中国海洋化学的发展做出了不可替代的重大贡献。1950—1990年,系统获得了渤黄东海重要化学要素的分布特征,发现了黄东海溶解氧存在最大值系冬季保持而来;构建了大型海藻经济组分提取的系统化方案,奠定了世界最大规模海藻化学工业的基础;系统开拓了我国海洋腐蚀与防护领域的研究。1990—2020年,中科院海洋研究所的海洋化学研究全面与国际接轨,系统研究了中国近海化学要素特别是微痕量无机/有机组分的分布迁移转化特征及机制,提出了海洋生物地球化学研究的系统思路;研制成功褐藻多糖硫酸酯治疗肾衰新海洋药物,发现大量具有生物活性的海洋活性物质,在应用海洋化学领域也有重要进展。     

荣成湾14种海洋经济生物体中的重金属水平与食用风险初步评价

本文以荣成湾近岸海域14种经济生物体为研究对象,运用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和原子荧光光谱法(AFS)对其体内Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Hg和As等7种重金属的含量进行了测定,采用单因子污染指数法(SFI)和金属污染指数法(MPI)对重金属污染程度和食用安全质量进行了评价,在此基础上,以日摄食量(DI)和目标危害系数(THQ)为考量指标,评估了人体摄食可能存在的健康风险。结果表明,14种经济生物体重金属平均含量ZnCuCrAsPbCdHg,7种重金属含量在14种经济生物体中存在一定的差异。对比海洋生物质量国家标准,14种经济生物体中Pb与部分贝类生物体中Zn和Cr稍有超标,8种经济生物体中总As和1种生物体中Pb含量超出人体消费卫生标准。人体暴露风险评估表明,红螺、三疣梭子蟹、星鳗、高眼鲽和棒锥螺中Pb和As的THQ大于1,摄食其有潜在的非致癌健康风险。综合研究结果提示,在人体正常摄食海产品水平下,不存在大的食品安全风险。     

近百年来大亚湾沉积物有机质的沉积记录及对人为活动的响应

通过对沉积物中粒度组成、总有机碳（TOC）、总氮（TN）、碳氮比（TOC/TN）和碳、氮稳定同位素丰度（δ13C、δ15N）等的分析,结合沉积年代学信息与端元混合模型结果,解析了百年尺度下大亚湾沉积物中不同来源有机质的演变过程及控制因素。结果表明,大亚湾沉积物特性在20世纪70年代末至80年代初发生了显著改变:在此之前,TOC、TN、δ13C和δ15N表现稳定,陆源与海源有机碳的比例维持在3∶7,而自此之后,TOC与TN含量显著升高,TOC/TN持续下降,在1980—2000年和2010年至今都出现了陆源有机碳比例升高,海源有机碳比例降低的现象。上述显著变化表明大亚湾海洋环境自20世纪70年代末至80年代初已经发生了重大变化。近20年来GDP与沉积柱中TN和δ15N呈现出的显著正相关,与TOC/TN呈现出的显著负相关,表明沿岸经济的迅猛增长,水产养殖业的快速发展,周边人口的急速增加等人为活动,是造成大亚湾生态环境变化的重要原因。未来的研究应更密切关注人为活动对海湾生态环境的影响,通过法律法规约束行为,加强海湾生态环境保护与修复治理工作。