胶州湾沉积物-海水界面硅的交换速率及其影响因素探讨

采用实验室培养法在原位温度和溶氧条件下测定了胶州湾沉积物-海水界面硅的交换速率,并探讨了相关环境因子对界面交换速率的影响机制。结果表明,胶州湾沉积物-海水界面硅的交换表现为从沉积物向水体释放,其交换速率在947~4 889 μmol/（m2·d）范围内,平均速率为1 819 μmol/（m2·d）。表层沉积物中叶绿素a（Chl a）和总有机碳（TOC）是影响胶州湾沉积物-海水界面硅交换速率的主要环境因子,同时表层沉积物的含水率（φ）、生源硅（BSi）和粘土含量以及间隙水中溶解硅酸盐（DSi）对沉积物-海水界面硅的交换也有重要影响。由此可推知,胶州湾沉积物-海水界面硅的交换速率主要受生物活动和溶解-扩散双重过程调控,而表层沉积物粒度与底层水体中DSi对胶州湾硅的释放影响较小。     

二异亚丙基甘露醇的合成及其抑菌和抑制葡萄糖苷酶活性

以海带中提取的活性物质D-甘露醇与丙酮为原料合成了二异亚丙基甘露醇，对其抑菌和抑制葡萄糖苷酶的生理活性进行了研究。结果表明，合成的产物结构经红外光谱、核磁共振氢谱和碳谱分析证实为二异亚丙基甘露醇，标题化合物对G^ 菌Staphylococcus akreus和Bacillus utilis都有一定的抑制作用，最小抑制浓度均为lOOmg／ml，对G^ Escherichia coli没有抑制作用；而且对α-葡萄糖苷酶也有抑制作用，其IC50值为3．13μmol／ml。     

中国近海沉积物-海水界面化学过程与生源物质循环研究

“中国近海沉积物 海水界面化学过程与生源物质循环”国家杰出青年科学基金项目（Ｎｏ．４９９２５６１４）目前已正式启动 ,这项研究是基于一个核心研究对象 ,即近海沉积物 海水界面附近的沉积物和一个新思想 ,即我们最近提出的“自然粒度下的形态研究（ＦＮＧ）” ,要解决以下３个关键科学问题 :（１）近海沉积物 海水界面化学过程在生源物质循环中的功能。（２）珊瑚礁生态系营养动力学过程。（３）人为影响性河口生源要素的迁移、输运规律。沉积物中的生源要素研究是本项目研究的核心研究对象 ,对沉积物的研究抛开传统上的全研磨细粒…     

南沙群岛海域泻湖及礁外沉积物间隙水中的-2价硫

于1993年5月和1994年3－4月通过调查，用硫离子选择电极法研究南沙群岛海域泻湖及礁外沉积物间隙水中的∑S（－Ⅱ）及SO~(2-)_4，探讨泻湖内及礁外间隙水中-2价硫的分布特征，沉积物-海水界面间硫的扩散转移通量和-2价硫的热力学平衡控制体系。结果表明，该海区∑S（－Ⅱ）含量，泻湖间隙水中远比礁外高，人为活动剧烈的礁内泻湖高于人为活动少的泻湖，离礁近的礁外间隙水中的高于远离礁的间隙水中的。在礁外沉积物间隙水中-2价硫含量呈垂向增加的趋势，沉积物-海水界面间HS-，S2-均是从沉积物向上覆海水扩散，SO反之。礁内泻湖的扩散量远高于礁外的，HS-扩散总平均为61．34μmol／（m2·d），SO为-0．41mmol／（m2·d）；礁外泻湖的HS-总平均为14．96μmol／（m2·d），SO为-0．35mmol／（m2·d）。该海区的-2价硫主要由S＋2e→S2-氧化还原电对控制，平衡时Eh计算值与实测值接近，单质疏作为亚稳态可存在于沉积物中，并可与溶解铁继续形成自生黄铁矿（FeS2）沉淀。     

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.     

Spatial distribution and diurnal variation of chemical oxygen demand at the beginning of the rainy season in the Changjiang （Yangtze） River Estuary

A field observation was carried out in the Changjiang （Yangtze） River Estuary from May 19 to 26, 2003. A total of 29 stations, including 2 anchored stations, were occupied through almost the whole salinity gradient. Based on the observation data, biogeochemistry of chemical oxygen demand （COD） was examined. Spatial distribution pattern of COD shows that it decreased downstream. The COD concentration varied generally within a narrow range of 1.24-1.60 mg/L in the zone around the river mouth, beyond which it decreased rapidly to 0.20 mg/L. In the mixed water zone, the fluctuation in COD was smaller at 2 m above the bottom layer than at the surface layer in 48 h. In the seawater zone, the 48-h fluctuation at the surface was the largest, followed by that of 5 m below the surface and 2 m above the bottom layers in a range of from 2.50 to 0.55 mg/L. Freshwater discharge was the dominant source of COD in the estuary. The average COD beyond the river mouth was 2.7 mg/L, which accorded with the Chinese seawater quality Grade I. Relationships between dissolved oxygen and biogeochemical parameters such as suspended particulate matter, dissolved organic matter and chlorophyll-a were also discussed.     

2001-2010年生物地球化学研究进展与展望

阐述了21世纪第一个十年生物地球化学领域的重要研究进展和未来可能的重点发展方向。在近代陆-海系统碳循环的库和通量上已经取得了重要进展,并发现了一些参与氮、硫循环新的微生物功能群。阐述了显生宙生物大灭绝期间碳循环异常的特点及其可能的原因,但对氮、硫循环的了解比较薄弱。地球早期的碳、硫循环与生命起源、大气和海洋水化学条件的关系已经取得重要认识。生物地球化学过程可以通过生态毒理,以及大气成分和海洋水化学条件的改变影响生命系统。微生物地球化学功能的微区、原位、痕量示踪等技术得到快速发展。未来将加强地质历史时期碳、氮、硫循环的定量分析以及空间变化的研究,各种元素循环之间的相互关系及其界面过程、极端环境的生物地球化学过程将进一步受到重视。生命科学领域重要技术的引入将提升生物地球化学过程的研究。     

胶州湾沉积物中氨基酸对有机质降解及细菌源贡献的指示作用解析

基于对胶州湾表层沉积物中总可水解氨基酸（THAA）的含量、组成、构型及分布特征的系统研究,通过氨基酸碳氮归一化产率（THAA-C%,THAA-N%）、降解因子DI、反应活性指数RI以及D型氨基酸占比（D-AA%,摩尔百分比）等指标结合碳氮比（TOC/TN）、碳稳定同位素（δ13C）探析了胶州湾沉积物中有机质的来源与降解状态,利用细菌源有机质及胞外肽酶活性（EEA）探讨了微生物在有机质迁移转化过程中的作用与贡献。结果表明,胶州湾表层沉积物中氨基酸平均含量为（7.60±3.64）μmol/g,在陆源与海源混合影响下,其水平分布呈现湾内高于湾外、湾内东部高于西部的特点,表明湾内东部陆源输入对沉积物THAA具有较高贡献。THAA-C%、THAA-N%、DI、RI以及D-AA%等指示因子均显示胶州湾表层沉积物中有机质的降解程度呈现湾外高于湾内、湾内东部高于西部的变化趋势,有机质来源、微生物活性与上覆水水深共同影响了有机质的降解程度。胶州湾表层沉积物中细菌源有机碳的贡献率为（29.35±18.73）%,其水平分布显示出湾内西部与湾外相近且高于湾内东部的特点。细菌胞外肽酶活性（EEA）平均为（0.81±1.31）nmol/（g·h）（以MCA计）,整体分布趋势与细菌贡献率相反,呈现湾内东部高于湾内西部和湾外的特性。沉积物中有机质的不同海源、陆源占比决定了有机质的可降解性,而有机质的降解程度进一步影响了细菌源有机质的贡献与胞外肽酶活性。     

黄河口北部海域硫的地球化学特征

硫作为海洋生物地球化学循环中的重要元素,在本学术领域内备受重视。研究表明,硫的化合物是许多海域海水、沉积物、间隙水中重金属、氧化还原环境等的控制性因素(宋金明,1990,1991,1992a,1992b,1993; Andreae,1990; Fossing et al,1992; Kiene,1992; Lerman,1979)。黄河口附近海域是我国著名的渔场,特别是近年来近海发现了油气田,使此区域成为近海河口区研究的典型场所,因而该海域的建港和油气田开发前期的评价等急需与之相关项目的调查研究。近年来,我所的研究人员对渤海的辽东湾、南黄海、忡绳海槽以及东海等海区硫的体系做了较为系统的调查研究(宋金明,1990,1991,1992a,1992b,1993;李延等,1991),其中重点研究了间隙水中的硫酸盐和-2价硫化物,结果发现,硫酸盐是海洋沉积物中重要的氧化剂,硫化物是控制间隙水中重金属的重要体系。 本文通过对黄河口北部海域的海水、沉积物中间隙水的调查取样分析,讨论了海水和间隙水中SO42- 、 ΣS(-Ⅱ)和S2-在该海域的分布特征,估算了沉积物一海水界面附近硫的扩散转移通量,对该海域元素的地球化学过程和腐蚀环境研究均具有重要的意义。     

东海海—气界面二氧化碳通量的季节变化与控制因素研究进展

通过对东海海—气界面二氧化碳(CO2)交换有关研究的总结,剖析了东海表层海水CO2分压(pCO2)的区域分布特征,探讨了海—气界面CO2通量(FCO2)的季节变化规律,诠释了影响海—气界面CO2转移的主要因素.结果表明,东海表层海水pCO2的区域分布具有明显的季节变化,可将其分为冬季、夏季、过渡季节(春季、秋季)3个时段.冬季西部近岸海域由于水体垂直交换强烈,造成表层水体pCO2较高,而中、东部陆架海域由于浮游生物的光合作用使得pCO2较低.夏季近岸河口海域由于陆源输入的影响导致pCO2较高,中、东部陆架海域受温跃层、长江冲淡水、浮游植物的综合作用pCO2较低.春季、秋季为过渡时段,表层海水pCO2分布变化剧烈,受控因素较为复杂.东海全年表现为大气CO2的净汇,其中冬、春、夏为碳汇,其海—气界面FCO2分别为(-6.68±6.93),(-4.94±0.80),(-3.67±1.09)mmol/(m2·d).秋季表现为碳源,通量约为(1.50±8.37)mmoL/(m2·d).东海全年平均通量约为-3.16 mmol/(m2·d),共可吸收CO2约为6.92×106 t C/a.不同季节海—气界面FCO2的年际变化凸显了人为因素的影响,近海富营养化加剧,三峡工程的运行都可能是造成东海冬季碳汇量减少、秋季碳源/汇格局转变的原因.