光照强度对隐藻吸收铁和磷的影响

在模拟条件下,通过深入研究光照强度对隐藻生长率的影响,以及不同光照强度下藻细胞对Fe和P的吸收差异,提出了光照强度控制藻细胞对营养元素的吸收,最终限制赤潮藻爆发性增殖的作用途径.研究表明,藻细胞的生长率与光照强度之间呈指数相关关系;隐藻生长的光饱和值与光半饱和值分别为150 μmol/(m2·s)和47 μmol/(m2·s);在低光照强度下藻细胞的生长率较低,但是藻细胞却需要吸收更多的Fe和P,以及Zn、Mn、Co和Mo等微量元素,在光照强度为10 μmol/(m2·s)时,藻细胞生长率仅为光照强度150 μmol/(m2·s)时的十分之一,而藻细胞对Fe和P的吸收量分别提高了1.5倍和1倍.这些研究结果为揭示导致赤潮常在光照良好天气后发生的根本原因提供了全新的认识.     

南黄海西部日照至连云港海域表层沉积物粒度特征及其指示意义

基于南黄海西部日照至连云港海域200件表层沉积物样品的粒度分析结果,划分了沉积分区,探讨各分区的沉积物来源、长期运移趋势、沉积分区的成因和可能的搬运机制。结果表明,日照至连云港海域可划分为4个沉积分区,分别为中部海侵沉积区、西北部的日照近海现代沉积区以及南部的苏北废黄河水下三角洲和连云港沿海侵蚀再沉积区,特点为：1）海侵沉积区表层沉积物几乎全部为粉砂质砂,砂含量平均可达64%（剔除砾组分）。钙质结核砾石分布广泛,尤其富集在20m以深海域。该层砂质碎屑是全新世早期海侵作用的产物,应归为海侵沉积,其物源来自于原地出露的晚更新世古湖沼相或古河流相沉积物,因而具有继承性特征。2）日照近海沉积区为全新世现代沉积,沿日照海岸呈狭长带状分布,主要是砂质粉砂和粉砂。3）苏北废黄河水下三角洲的北界位于连云港埒子口外,水下三角洲前缘陡坡在120°E附近大约位于水深23m处。水下三角洲废弃后夷平作用较为显著。地势较高的水下台地剥蚀强烈,表现为硬质底的出露;而在水深相对较大或水动力较弱的局部区域,侵蚀物质再次沉积。剥蚀亚区沉积物为具有单峰态粒度曲线的粉砂质砂,而侵蚀再沉积亚区则为具有双峰态粒度曲线的砂质泥、砂质粉砂和粉砂质砂,两者差异明显,在沉积物组成和粒度参数分布图上呈现条块分割的现象,这实际上反映了夷平过程中剥蚀亚区和再沉积亚区的伴生关系。4）连云港沿海沉积区以具有双峰态粒度曲线的砂质泥和砂质粉砂为主,是淤泥质海岸侵蚀物质离岸搬运后与砂质沉积物混合改造的结果,实质上应为变余沉积。

     

渤海东部晚第四纪沉积环境变化的稀土元素地球化学记录

对渤海东部DLC70-1孔157个沉积物样品进行了稀土元素(REE)测定,结合有孔虫丰度和粒度参数研究,探讨了该孔稀土元素地球化学特征与晚第四纪环境变化关系。DLC70-1孔沉积物物源分析表明,该孔沉积物物质来源比较稳定,其沉积物主要来源于黄河。渤海东部DLC70-1孔REE的分布特征与晚第四纪沉积环境变化密切相关,约100 ka BP以前,研究区发育浅海环境,ΣREE含量较高,且HREE相对富集。100~75 ka BP期间,ΣREE含量受沉积物粒度的影响,明显低于前一阶段,LREE相对富集,稀土元素分布表现为河口半咸水环境特征。75~60 ka BP期间,研究区发育以细颗粒沉积物为主,ΣREE含量达到高值。60~35 ka BP期间为晚更新世玉木冰期中间冰阶(暖期)沉积,研究区发育滨海沉积环境,其ΣREE含量总体较低,并显示LREE相对富集;随着水体深度和盐度条件发生多次波动,稀土元素分布特征也表现出小幅度变化。35~30 ka BP期间,研究区发育滨岸和滨海沉积环境,其ΣREE含量总体较高。30~10 ka BP期间,研究区表现为河流环境,受矿物组成和沉积物粒度的影响,ΣREE含量总体较低,显示向上HREE相对富集。10 ka BP以来为全新世海侵期,研究区持续发育滨海-浅海沉积环境,其ΣREE含量总体较高,显示LREE富集。     

海洋沉积磷的减少与冰期大气CO2降低的联系

从南海北部陆坡沉积物中提取的有关磷的环境与生物地球化学信息显示, 陆源磷对海洋的供应量是基本恒定的, 不同深度磷含量的变化是受气候和环境变化影响的结果. 根据沉积物中磷与碳酸钙、Cd含量随深度变化的趋势相反, 以及通过化学平衡计算得到的海水中CO₂与PO₄^3−的消长关系, 表明了海洋沉积磷的积累与大气CO₂的变化相关联, 沉积磷的积累量减少和碳酸钙含量增加, 可能是导致冰期大气CO₂浓度降低的一个关键性因素.     

连云港海域废黄河水下三角洲北翼的沉积特征与空间分布

基于连云港海域浅地层剖面资料解释和16个站位柱状岩心的剖面观察、粒度分析、微体化石鉴定、有孔虫和腹足类纹沼螺的AMS 14C年龄,分析废黄河水下三角洲北翼的沉积结构、厚度和沉积物组成,划分沉积单元及其分布范围;识别海侵沉积区的沉积相,认识其沉积环境特征。结果表明,水下三角洲沉积体可分为三角洲前缘和前三角洲两个沉积单元,两者沿连云港海岸线呈并置关系。三角洲前缘位于埒子口至新淮河口外,为一NNE向进积、NW向倾斜的扇形楔状体,可识别出灌河叶瓣及其以东的叶瓣两个沉积中心。该沉积单元以砂质沉积为主,两个叶瓣之间的分流间湾分布有泥和砂质泥。前三角洲位于三角洲前缘西北侧,大致从埒子口外侧沿海岸带向海州湾展布。该单元为泥质沉积,厚度较薄,其北部的两个柱状岩心所揭示的沉积厚度分别为1.8 m和1.5 m。水下三角洲以北,海侵沙席分布广泛,厚度通常在20 cm左右。其分布在本区具有普遍性,只是在连云港海域被黄河泥沙所覆盖,由此也构成了废黄河水下三角洲的底界面。该界面具有侵蚀残留地貌特征。海侵沙席之下为晚更新世MIS 3阶段中早期的海陆过渡相沉积。沉积物多由黄色粉砂或砂质粉砂组成,含有较丰富的有孔虫、介形虫等,可见淡水纹沼螺。     

苏北LYK钻孔千年以来的沉积记录及古环境演化

对废黄河水下三角洲北翼LYK钻孔微体生物群的分布特征及属种组合进行研究,共鉴定底栖有孔虫50属67种,介形类30属46种,运用Q型聚类分析,将钻孔内底栖有孔虫划分为5个组合,并结合AMS14C测年结果和沉积物粒度特征,恢复了研究区域千年以来的沉积环境演化：在黄河流入前,研究区发育粒度较细、分选较好的陆架沉积,微体生物群组合接近正常海相;在黄河夺淮入海后,研究区开始接受巨量的粗颗粒沉积物,分选变差,出现了大量近岸半咸水属种的有孔虫和介形虫,沉积环境从典型的浅海向三角洲前缘演变;直到黄河北归后,大量泥沙供给断绝,在波浪和潮流的共同作用下,研究区经历了侵蚀和再沉积过程,沉积物砂泥比升高,微体生物群丰度和分异度急剧下降,广盐类微体生物群增加;随着侵蚀中心逐渐南移,研究区动力条件趋于稳定,前期形成的侵蚀洼地逐渐接受径流和潮流的双向沉积,出现大量浮游有孔虫等异地分子;近年来,伴随波浪和潮汐的改造加工,研究区逐渐形成了趋于平缓的夷平面,由动荡的滨岸逐渐过渡到现今稳定的浅海相沉积环境。     

东海南部陆架水体2011年夏季温盐结构及其对台湾暖流和黑潮入侵的指示

利用2011年7月5个断面共30个站位的温盐深（CTD）测量资料,分析东海南部陆架水体的温盐结构和温跃层特征,探讨黑潮和台湾暖流对东海陆架水文状况的影响。结果显示,本区广泛存在着浅部温跃层和深部温跃层。浅部温跃层分布于20 m水深以内,跃层强度普遍较弱,具有明显的日内生消变化。深部温跃层分布于中、外陆架和台湾海峡。在中、外陆架的深水区,跃层底界深度约80 m,跃层厚度约10 m;跃层强度大,约为0.8 ℃/m,且较为稳定。在台湾海峡北部,温跃层分布于水深14～30 m,跃层厚度6～10 m,跃层强度偏弱,为0.2～0.5 ℃/m。在温跃层附近,由于上、下层水团温度、盐度的差异,其混合过程常出现盐指现象。在东海陆架90～110 m等深线之间,深部温跃层之下盘踞着一个深层冷水团,水温为16.8～17.6 ℃。黑潮水的入侵,使得外陆架温跃层强度减弱至0.2～0.5 ℃/m;同时,跃层层位上升,厚度加大。温跃层强度可以作为指示黑潮入侵的灵敏指标。当夏季深部温跃层强度低于0.6 ℃/m,同时伴随跃层厚度加大时,可判别为黑潮入侵。本区夏季黑潮锋可以到达110 m等深线附近。在中陆架50～80 m等深线之间,深部温跃层的消失,说明台湾暖流的强烈影响遍及整个水柱;而从南向北,台湾暖流的影响逐渐减弱。台湾海峡北部深层水温度较低,平均值为22.52 ℃,要比东海南部中陆架深层水低3 ℃,这可能意味着台湾暖流深层水主要源于黑潮分支的加入。     

东海中南部海域表层沉积物碎屑重矿物组合分区及其物源分析

对东海中南部海域表层沉积物进行了重矿物鉴定,探讨了其物质来源,并对沉积环境及其主控因素进行了分析。研究区碎屑重矿物共有40余种,还有少量岩屑和风化碎屑。暗色重矿物含量高值出现在100 m以深的东海外陆架,浙闽近海一带暗色重矿物含量低。稳定重矿物含量与离岸距离有一定的相关性,从内陆架到外陆架,含量有逐步增加的趋势。云母类矿物高值集中于浙闽近海内陆架一带;自生黄铁矿也集中浙闽近海水深50 m以浅的内陆架,说明该区水动力偏弱, 主要为还原环境。聚类分析表明,研究区划为2个分区。Ⅰ区包括浙闽近海海域和台湾海峡中西部海域,水深在60 m以浅,主要是长江物质在沿岸流作用下向南搬运沉积。Ⅱ区包括东海中外陆架、陆坡以及冲绳海槽的部分海域,水深多在80 m以深,其物源来自东亚大陆,形成于晚更新世低海平面时期。     

黄海中北部和渤海东部表层沉积物轻矿物特征及其指示意义

对采自黄海中北部和渤海东部的233个表层沉积物样品的轻矿物含量、分布特征和矿物组合等进行了分析,对其指示意义进行了讨论。结果表明,轻矿物组成主要是现代黄河物质与海区周边近源物质相互叠加的结果,黄、渤海潮流系统对轻矿物的分布具有重要影响。现代黄河物质主要分布于渤海南部、环山东半岛泥质区、北黄海西部泥质区和南黄海中部泥质区,以高含量的云母为典型特征。辽东半岛东南侧近海一带的高成熟度细砂质沉积则可能为全新世海侵所形成的残留沉积。钾长石是近源花岗岩等酸性岩浆岩的敏感指标。云母分异指数可用来指示云母类矿物的搬运路径,表征云母类矿物之间的水动力分异程度。以云母为示踪剂,本文揭示了两条黄河悬浮物质的运移路径：大多数云母主要沿山东半岛北侧,绕经成山角,向南黄海输送;另有少部分在北黄海西部冷涡环流的驱动下,从山东半岛北侧近海向北黄海西部泥质区搬运,然后再沿黄海暖流的路径向渤海东部输送。     

珠江口沉积铁-磷的富集对赤潮频发的潜在作用

在模拟实验观测赤潮藻对铁、磷吸收的基础上, 通过系统分析珠江口沉积柱样中铁-磷的积累和表层沉积物中铁、磷的释放实验, 讨论了珠江口赤潮频繁发生的原因. 研究结果表明, 藻类生长时铁缺乏, 会导致生长速度减慢, 细胞数量的峰值降低, 藻细胞中铁与磷之间存在显著的相关性, 摩尔比P:Fe = 356:1, 表明了铁和磷对赤潮藻生长的协同限制作用; 珠江口沉积物中总铁和总磷之间存在正相关关系, 无机沉积磷主要以铁-磷(Fe-P)结合的形态存在, 经过不同时间的连续振动淋溶, 表层沉积物中34.26%~80.21%的可交换态磷和4.04%~22.52%的可交换态铁被释放, 意味差珠江口沉积铁-磷的富集, 可以随时为藻类的暴发性增殖同时提供丰富的营养物质和必需的铁元素, 这可能是导致珠江口赤潮发生频率高于其他海区的关键因素.