城市地下水硝酸盐污染及其成因分析——以珠海香洲区为例

为判断华南地区典型城市地下水硝酸盐污染源,采集珠海市香洲城区及周边地区地下水样,并测定NO3-、NH4+、NO2-、PO43-、1δ5N-NO3-以及EC、pH值等。结果显示:在城市区地下水大多数样品中,NO3-是主要的无机氮形态。近40%的水样超过世界卫生组织饮用水标准(NO3--N≤10mg/l),部分井水有NO2-检出,整体污染较为严重。地下水硝酸盐1δ5N落在6.879‰~26.144‰范围内,而生活污水及化粪池泄漏是地下水NO3--N主要污染源。反硝化作用可能是导致雨季地下水1δ5N值升高的重要因素。另外,稀释、混合等作用可能是导致地下水NO3-浓度季节变化复杂的原因。     

黄海、东海颗粒有机碳的分布特征及其影响因子分析

分析研究了2001年春季黄海、东海颗粒有机碳(POC),结果表明POC的浓度为2~3815μg/dm3,其平面分布呈现近岸高、远岸低的特点.海水表层POC浓度与三磷酸腺苷(ATP)呈显著的正相关,这表明2001年真光层POC主要是海洋生物源.对不同海区POC垂直分布的影响因素做了探讨:长江口附近受总悬浮颗粒物浓度的影响,POC呈现表层低、底层高的特征;陆架区POC的垂直分布是生物活动与水文条件(海水混合、层化)等因素共同作用的结果;在离岸较远的深水区,影响POC垂直分布的主要因素是大洋海水的性质.由海区4个周日连续站的观测结果得知黄海区POC的周日变化主要受生物周日活动的影响,而在东海区POC周日变化除了受生物周日活动影响外,还分别受到潮汐作用以及海水水团周日变化等因素的影响.     

古赤潮与古营养状况的沉积记录研究进展

大量的研究证实，赤潮与海水的富营养化有密切的关系。近年来，国内外一些学者通过分子地层学记录来探讨赤潮演变历史及其与富营养化的关系，希望找到赤潮演化与发展的科学依据。本文综述了甾醇、生物硅、色素、孢囊、同位素等指标在古赤潮及其相关古营养研究中的应用及研究动态与进展。甾醇是重要的藻类生物标志化合物，4-甲基甾醇及其衍生物可指示沟鞭藻的输入。孢囊可用来反映生物种群、表层海水营养和生产力水平。生物硅被用来指示硅藻生产力。色素可以很好地反映水体中富营养水平及生产力高低，颤藻黄素的升高被认为是湖泊人为富营养化的重要依据。利用C、N同位素组成的变化指示水体中营养状况的变化。     

特约主编致读者

海洋覆盖地球表面的71%,其中,水深超过2 000 m的深海覆盖地球表面达60%,记录了约2亿年以来的地球演变历史。因此,深海沉积包含了地球气候系统长期变化的过程、机制和影响的最完整记录。现今的地球环境正在经历由人类活动引发的诸如气候变暖、海洋酸化、淡水短缺、土壤侵蚀、生态退化等全球变化的影响,而海洋变暖和酸化就是全球变化影响海洋的最直观表现。深海沉积能够为未来全球变化多种场景提供相应的类似情形,为预测未来变化提供依据。基于此,《深海沉积与全球变化》专辑从深海沉积记录的视角,共收录了19篇文章,包括全球变化综述论文和具体研究案例论文。这些文章的研究区域遍及太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋和南大洋等全部世界五大洋,研究主题从深海沉积过程到快速气候变化,时间跨度从中新世到人类世多时间尺度,以列举案例的形式,向读者呈现深海沉积与现今/过去全球变化的研究进展。本专辑文章分为以下4个栏目： “深海沉积与全球变化综述”栏目收录2篇论文,综述了运用深海沉积研究全球气候和海平面变化的最新进展。介绍了该领域的突出进展,是针对社会选择的未来排放轨迹,在深海记录中都能够找到相应的类似情形,用于评估未来地球系统各种变化的过程和后果,提出面临的重大挑战是重新认识其关键过程的理论机制。汇总了国际大洋钻探计划执行的23个与海平面变化相关的航次研究进展,包括重建100 Ma以来的全球海平面变化历史,检验Exxon层序地层模型和海平面变化假说,以及建立南极冰盖演化与海平面变化关系等。 “深海沉积过程演化”栏目收录5篇论文,研究了北印度洋和西太平洋边缘海中新世/上新世以来深海沉积作用与环境的长期演化。通过国际大洋钻探航次资料和三维地震数据,揭示孟加拉湾晚中新世以来孟加拉尼科巴扇经历了此消彼长的“跷跷板”式沉积转换事件,是受到印度欧亚大陆碰撞的源汇格局影响。同样是通过国际大洋钻探航次岩心的研究,揭示出南海晚中新世红褐色绿灰色韵律层的成因,认为红层对应了间冰期时期深层水通风良好、水体偏氧化的沉积环境,而绿层则指示了冰期时期层化加强、水体偏还原的环境。西太平洋菲律宾海、南海和东海的案例研究还呈现上新世和第四纪的深海沉积过程及古环境与古气候的响应。 “深海生物地球化学过程”栏目收录6篇论文,研究了西太平洋、北印度洋和南大洋末次冰期至全新世沉积与生物地球化学过程,以及北冰洋和西太平洋生物地球化学的现代过程与气候变化。揭示日本海末次冰期以来的有机碳氮来源与表层生产力和沉积物氧化还原条件相关,受到海平面和全球气候变化制约;发现孟加拉湾东南部末次冰期以来的硅质生产力一直处于相对较高的水平。现代过程的航次调查发现,楚科奇海陆架中心区在融冰期的硅浓度极低,是太平洋入流水所携带硅酸盐年通量的一半;热带西太平洋沉积物中的磷脂脂肪酸总量在有氧呼吸过程中最高,而硝酸盐还原过程中最低,指出其对沉积物矿化的指示作用。 “深海沉积与快速气候变化”栏目收录6篇论文,研究了大西洋、西太平洋和南大洋全新世至现代过程的气候变化及其对沉积过程影响。通过对地中海全新世陆源碎屑的地球化学分析,揭示副热带高压与西风带在全新世地中海的交互界限,识别出北非利比亚突尼斯地区的古河道在非洲湿润期被重新疏浚、激活的历史。通过西太平洋暖池核心区的沉积岩心研究,揭示晚更新世以来暖池冰期旋回中类厄尔尼诺南方涛动（ENSO）状态的演化规律及其与东亚季风的关系。通过对西南极阿蒙森海的沉积记录研究,提出中全新世以来西南极海域的气候变化受到日照强度变化和大气环流变化所控制。案例研究还显示：现代暖期（1850年至今）影响南海海底天然气水合物稳定性,释放的甲烷可能会加重海水酸化;海底泥火山活动泄漏的烃类流体,可能是南海东沙海区深水珊瑚食物的主要来源。 最后,需要特别说明的是,深海沉积与全球变化主题的内容非常多,本专辑论文涉及到的科学内容仅是冰山一角,但希望以此推动全球变化的深入研究。衷心感谢所有作者、审稿专家和编辑部同仁为本专辑出版付出的辛勤劳动！     

柴北缘阿日特克山铜钼矿床成矿岩体中黑云母和角闪石矿物学特征及其指示意义

阿日特克山铜钼矿床位于青海柴北缘成矿带中北部,为宗务隆构造带新发现的矽卡岩型-斑岩型矿床,矿床隐伏斑岩体中广泛发育黑云母,部分地段还发育角闪石。文章在野外地质工作的基础上,对花岗闪长（斑）岩进行了详细的岩相学研究和黑云母、角闪石成分的电子探针原位分析,初步探讨了成岩过程中的物理化学条件、成岩物质来源及其对成岩成矿的指示作用。电子探针结果显示,花岗闪长（斑）岩中黑云母主要为镁质黑云母,具有高Mg、Ti、K、Fe,低Ca、Na的特点;角闪石为镁质普通角闪石,表现为富Si、Mg、Ca,低Ti、Na、K的特征。黑云母和角闪石温度计算结果显示,花岗闪长（斑）岩中黑云母结晶温度为632～736℃（平均696℃）,角闪石结晶温度为737～764℃（平均749℃）;在黑云母和角闪石同时存在的花岗闪长岩中计算的岩体侵位压力为81～180 MPa,深度为3.07～6.82 km,为中深成斑岩体。黑云母和角闪石矿物化学特征指示花岗闪长（斑）岩属于钙碱性岩系I型花岗岩,具有壳幔混源的特征。岩体中黑云母、角闪石具有较高的结晶温度,其结晶的岩浆具有高的氧逸度及水含量,显示良好的成矿性,指示该地区具有寻找大型斑岩矿...     

深圳茅洲河口营养盐的时空分布特征

以茅洲河口为研究对象,通过2014年1月对茅洲河口3个站位进行的全潮观测,并测定其各站的无机营养盐质量浓度水平,分析了各站位营养盐的时空变化及成因,并估算了营养盐的入海通量。结果表明：茅洲河口NH₄⁺-N、DTN、PO₄^3--P、SiO₃^2--Si等营养盐污染较严重,A1、A2、A3站位的NH₄⁺-N、DTN、PO₄^3--P、SiO₃^2--Si质量浓度范围相应地分别为15.8~19.8、18.0～29.0、0.25~2.15、6.16~9.03 mg/L;11.5~23.4、25.9~53.6、1.70~2.70、5.04~6.28 mg/L;0.74~7.39、3.06~24.9、0.01~0.98、2.77~4.17 mg/L。A2站位的NH4+-N、DTN与潮汐的变化一致,表现出涨潮时升高、落潮时降低的变化特征;而各形态的磷、硅营养盐与潮汐的变化则不明显。在形态分布上,氨氮是溶解态总氮的主要存在形态,溶解态总磷则以磷酸盐为主。除硝态氮外,其余各营养盐之间均存在显著相关性,说明流域内氮、磷等营养盐的来源大致相同,而高质量浓度的氨氮表明生活污水等点源污染是流域内营养盐的重要影响因素。N/P比值表明茅洲河口水域磷是浮游植物的限制性因子。通量计算表明,茅洲河口A1、A2站位的NH₄⁺-N的入海通量均较大,分别高达48.0和71.8 g/s。     

粤港澳大湾区红树林时空分布演变及现存林龄遥感分析

红树林作为热带、亚热带以红树植物为主体的海岸带生态系统,是重要的海岸湿地类型之一。本文使用多源、多时相遥感数据,形成了1969-2020年粤港澳大湾区岸线、围填海、养殖区、红树林分布数据图集,并利用联合红树林识别指数(CMRI)对大湾区现存红树林进行时序分析得到红树林林龄数据集。结果表明,通过多源遥感数据解译得到现存红树林数据集,结合CMRI时序数据可以建立现存红树林变迁历史,进而有效估算红树林林龄。粤港澳大湾区红树林的时空分布发生了明显变迁,现存红树林面积约为3 316 hm²,大湾区内部各地区存量林龄差异较大,整体林龄均值为20 a。近50年间,岸线整体向海移动,岸线变迁、围填海和养殖区变化显著影响红树林面积、空间分布及林龄大小,人工种植是近20年红树林恢复的主因。     

长江口外缺氧区生消过程和机制的再认知

通过对2006~2007年长江口外缺氧区多学科历史资料和相关模拟、遥感资料的分析,深入研究了该缺氧区的生消过程和分布形态及其结构,从水文环流动力学、浮游植物繁殖(导致有机物耗氧分解)以及其他因素等角度综合系统探讨了缺氧区生消及其位置季节性变化的机制,阐释了缺氧区生消过程中多因素的协同作用,揭示了缺氧区分布形态和结构的受控机制.研究表明:冬、春季长江口外的水文环境提供了较低溶解氧(DO)含量的水体,是缺氧区形成的前期背景条件;入夏后,缺氧区逐渐向北发育成熟,受地形、有机物局地分解和黑潮次表层水涌升的影响,7~8月份长江口外缺氧区在空间上呈现出不连续的分布特征,其在内陆架具有南、北"双核"结构,并于东部外陆架亦发现一个低氧核心,各部分的缺氧程度也不相同,北部的整体上最强,南部的次之,外陆架上的最弱;夏季北部缺氧区不仅与南部缺氧区的北向分化有关,也是在局地得以发展和加剧的结果,8月达到鼎盛期,9月以后由于层化削弱很快向南退缩并消失;秋季,于南部浙江沿岸存在缺氧区,并在济州岛西南部也形成一DO低值区,但均很快消亡,同时由于所处动力环境的改变还导致外陆架DO低值区外移.跃层强度的变化及其对DO垂向输送阻隔作用的长时间累积效应对缺氧区缺氧程度具有重要影响;长江口外海域层化区域面积、各流系/水团强度和上升流、锋面、浮游植物生物量高值区的季节性变化共同制约着内陆架缺氧区的扩展及其位置的纬向(南北向)移动;黑潮次表层水等动力因素的综合作用是导致外陆架存在一个DO低值核心的原因所在;东海北部底层冷水是济州岛西南部海域DO低值区在秋季得以形成的动力学基础.长江口外特殊的海底地形以及泥质区分布对缺氧区的发育亦具有一定影响.长江口外缺氧区的生消过程、分布形态以及其结构和位置的季节变化是多种因素协同叠加综合作用的结果.     

现代气候条件下降水变化的“西风模态”空间范围及其影响因子初探

全新世轨道-千年-百年-年代际尺度上中纬度亚洲内陆干旱区的湿度/降水变化与东亚季风区呈现出错/反位相的变化,简称为中纬度内陆干旱区气候变化的"西风模态",但至今对气候变化"西风模态"的适用空间范围及其影响因子缺乏深入研究.针对整个中纬度欧亚大陆(30°~60°N,0°~130°E),使用1960~2010年GPCC,CRU和CPC三个降水数据集的逐月降水资料,分别对冬、夏季降水的年际、年代际信号进行EOF分析,发现现代气候背景下的降水变化"西风模态"在夏季年代际尺度表现最为显著,亚洲中部内陆干旱区部分区域的年代际夏季降水与其东部的中纬度东亚季风区和西部的地中海周边地区均呈现出相反变化的空间格局,在中纬度欧亚大陆表现出"-+-"的空间变化模态.据此划分出气候变化"西风模态"核心区域,即西部以里海(约50°E)为界,东部到河西走廊西界(约90°E),南北界限与亚洲中部干旱区南北界线吻合(约36°~54°N),整体相当于中亚和中国新疆干旱区,本文将其命名为"西风模态核心区".依据逐月NCEP/NCAR再分析数据,探讨了亚洲中部干旱区气候变化"西风模态"的成因,发现其不但与中纬度大气环流的纬向波动传播及印度夏季风降水异常之间的共同作用有直接联系,而且与大西洋多年代际振荡(AMO)也密切相关.     

楚科奇海附近表层沉积物中类脂生物标志物的分布特征和意义

多参数生物标记物法已被广泛用于重建浮游植物生产力和种群结构,研究了2003年夏季我国二次北极考察时采集的楚科奇海表层沉积物样品中浮游植物生物标志物的比例变化及其作为浮游植物种群结构替代指标的潜力。观测海区表层沉积物中菜子甾醇、甲藻甾醇、长链烯酮的总含量为20~3149 ng/g,平均值为1 010 ng/g,生物标志物总量分布表明南部的楚科奇陆架海域生产力明显高于北部海台区,不同站位的菜子甾醇和甲藻甾醇相对比例有明显变化,但都显示菜子甾醇占优势,楚科奇海陆架的站位中都是硅藻为主,菜子甾醇占生物标志物总量的比例为42%~74%,甲藻甾醇占生物标志物总量的比例为17%~37%,在海台区仍然是硅藻占优势,但是甲藻和颗石藻的比例有了很大的提高,加拿大海盆的4个站位中以甲藻和颗石藻为主,硅藻并非加拿大海盆的优势种群。这与用显微镜下鉴定得到的硅藻和甲藻分布趋势相似。研究结果为生物标志物作为浮游植物种群结果替代指标并为利用柱状样中的生物标志物研究古生态提供现代依据。