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。     

胶州湾表层海水中6类抗菌药物的分布、来源与生态风险

人畜大量使用的抗菌药物随入海径流和点源排放进入到海洋环境中,其分布迁移特征和生态环境风险备受关注,研究探讨抗菌药物的海洋生物地球化学行为对持续利用海洋资源环境意义重大。本文采用固相萃取-高效液相色谱-多反应监测扫描模式-质谱法（SPE-HPLC-MRM-MS）,研究了胶州湾2017年8月表层海水中6类20种典型抗菌药物的分布与组成特征,并在此基础上探讨了其来源和生态风险。结果表明,表层海水中6类抗菌药物总浓度为12.59~147.69 ng/L,平均浓度为54.82 ng/L,就6大类抗菌药物的平均浓度而言,胶州湾表层海水中四环素类浓度最高,均值达41.32 ng/L,其次是林可霉素类8.56 ng/L,喹诺酮类2.62 ng/L,磺胺类1.15 ng/L,大环内酯类0.82 ng/L,头孢类浓度水平最低为0.35 ng/L;头孢类和林可霉素类在我国海洋环境中被检测到系首次报道,其中林可霉素最高值为96.40 ng/L;表层水抗菌药物湾内高于湾外,湾内分布呈现近岸高于远岸,湾东高于湾西,湾东近岸海区（站点S5）有最高浓度。人用、兽用和人畜共用抗菌药物所占比例分别为52.0%、30.2%和17.8%,人用药物为其主要来源。生态风险评价结果显示,胶州湾表层水体中氧氟沙星和林可霉素对相应的敏感物种存在高生态风险,S5站邻近为高风险区域,应加强排放监控,减少其危害。     

大洋海山及其生态环境特征研究进展

海山作为深海大洋独特地貌,尽管其研究可追溯到100多年前,但对大洋海山的形成、地质特征、动力学特性、生态环境等方面了解甚少。随着人们认识海洋程度的提升,特别是回声探测、无人潜水器和卫星技术等技术的应用,对大洋海山的系统探索已取得了前所未有的进展,大洋海山研究已成为当代人们所渴求探索的领域之一。本文对大洋海山的研究历程、分类、生物群落特征、水文环境特征以及维持海山区高生物量的机制进行了总结。目前全球海山主要有两种分类方式,其分类一是基于构造特征,可将海山分为板块内海山、大洋中脊海山和岛弧海山;二是基于山顶到海表面的距离,可将海山分为浅海山、中等深度海山和深海山。海山为生物提供了独特的栖息地,形成了高生物量、高生物多样性和高生物独有性等三种主要的生物群落特征,使海山成为世界海洋渔业的重点海域和生态环境研究的热点区域之一。海山突出的地形对大洋环流造成阻隔,因而在海山周围形成了其独特的水文环境,其中海山环流和上升流是其两种典型代表,这些独特的水文环境特征对生物群落的组成和分布具有重要影响。海山区的高生物量主要通过上升流输送、地形诱捕和海流水平输送三种机制维持,三种机制对支撑海山生态系统的物质循环和能量流动至关重要。