日本海末次冰期以来沉积作用和环境演化及其控制要素

基于对日本海南部、中部和西部3个沉积岩芯的综合研究,探讨了末次冰期以来日本海不同区域的沉积作用、环境演化特征及其控制因素。结果发现:在距今8ka以前,日本海南部、中部和西部陆源碎屑物质分别由河流物质、西风携带的风尘物质和海冰输运的物质组成;8ka以来日本海西部沉积物中存在连续分布的火山物质,推测与利曼寒流形成有关,标志着现代日本海表层环流格局的形成。在末次冰期,日本海中部和南部因为水体层化较强,导致底层水通风较弱,而日本海西部则由于盐析作用,通风较强。在冰消期早期,随着海平面上升,东海北部高盐水团再次入侵日本海,改善了日本海深层水体通风条件,但在日本海西部因受到常年海冰覆盖的影响,沉积物氧含量显著减小;在冰消期晚期和早全新世,日本海南部深层水体通风减弱,而在日本海中部和西部通风较好;但8ka以来日本海通风普遍增强。日本海的沉积作用和环境演化受海平面、东亚季风(西风环流)和对马暖流控制,但不同海域对上述3个因子的响应程度存在差异。海平面变化是控制日本海环境变化的首要因子,它直接制约着日本海与周围水体的交换程度;东亚夏季风影响日本海表层水体层化,而东亚冬季风则控制着日本海西部海冰的形成和深层水体垂向对流;8ka以来对马暖流成为控制日本海环境演化的重要因子,它的入侵增强了表层和底层水体交换,提高了日本海深层水体和沉积物溶解氧的更新速率。     

桑沟湾不同养殖区浮游植物群落时空变化特征

基于2009—2010年度6个双月航次的现场调查资料研究了桑沟湾海域不同养殖区浮游植物群落特征的空间差异和周年变化特征,与1983—1984,1989—1990,1999—2000和2003—2004年四个年度历史资料对比分析了桑沟湾浮游植物群落的长期变化趋势。研究表明,桑沟湾2009—2010年度网采浮游植物样品共鉴定93个种类,优势种主要为具槽帕拉藻(Paralia sulcata)、派格棍形藻(Bacillaria paxillifera)、纺锤三趾藻(Tripos fusus)、夜光藻(Noctiluca scintillans)等种类,且优势种组成和丰度随季节而变化。海带养殖区的浮游植物物种数(站位年度平均为21种)最高,贝藻混养区(18种)居中,贝类养殖区(15种)最低。浮游植物细胞丰度和物种多样性分别呈现2月份最高和8月份最高单峰变化的整体规律,但不同月份各养殖区的特征不同。年际比较发现,1983—1984和1989—1990两年度浮游植物细胞丰度峰值出现在夏秋两季,而1999年至今的3个年度(1999—2000,2003—2004和2009—2010年)则呈现冬季浮游植物高丰度的特征,而浮游植物多样性指数整体水平大致逐年降低,周年规律可能存在双峰向单峰变化的趋势。养殖活动可通过改变浮游植物的摄食压力、营养盐循环、营养竞争等方式影响桑沟湾浮游植物群落时空特征。     

孟加拉湾南部表层沉积物稀土元素组成及其物源指示意义

基于孟加拉湾南部98个表层沉积物的稀土元素组成及其空间分布特征,判别了研究区表层沉积物主要来源,并结合水动力环境等探讨了孟加拉湾南部区域沉积物输运方式。结果表明,研究区表层沉积物稀土元素总含量范围为67.62~180.67μg/g,其平均值为100.85μg/g,且具有轻稀土富集、重稀土均一、明显的Eu负异常的特征。基于稀土元素主要参数,可将研究区分为两个区域,Ι区位于研究区西部,Ⅱ区位于研究区东部。根据球粒陨石标准化后的La/Yb-Sm/Nd物源判别图解可知,研究区表层沉积物的最主要来源为恒河-布拉马普特拉河搬运的喜马拉雅山侵蚀物质,其对整个研究区均有重要影响;次要来源为戈达瓦里河-克里希纳河输送的印度半岛物质,其主要影响范围为研究区西侧的Ι区。不同源区沉积物在研究区的输运过程主要受控于季节性表层环流,其驱动力为印度季风系统。     

南黄海陆架沉积物颜色反射率的初步研究

利用Minolta CM-2002光谱光度计,对南黄海陆架136个短柱样20~25 cm段的沉积物进行了颜色反射率数据测量。描述了8个应用较广的光性参数在研究区的分布并进行聚类分区,给出了部分各区沉积物的颜色反射率数据。结合同一样品的粒度、化学元素、磁化率等资料的初步分析,结果表明,a*,a*/b*,反射率re555nm和re675nm的一阶导数对沉积物氧化还原的相对强度和物质来源相对敏感,地质意义较为明确,并可判明研究区的3种物质来源及方向,即长江口方向、现代黄河物质来源以及研究区东南方向的生物物质来源。     

热释光在南黄海、东海表层沉积物研究中的应用

提出了海洋沉积物热释光的测量方法。对南黄海和东海350个表层沉积物样品进行了热释光测量,研究了它们的热释光强度和发光曲线特征,探讨了沉积物热释光强度与其他指标之间的关系,讨论了热释光作为海洋沉积物的一个研究参数的原理和可行性。研究发现,沉积物热释光强度与砂、粘土和平均粒径有很好的相关关系;根据发光曲线的特征对研究海区进行了分区,发光曲线有明显的区域特征,这与各区的沉积环境有关。因此,热释光特征有可能成为研究海洋沉积物和沉积环境的一个替代指标。     

热带海区在千年尺度气候变化中的作用

全球气候变化研究最显著的成果之一,就是确定了气候可以在全球范围内突然发生变化,例如第四纪冰期旋回及全新世千年尺度的气候波动。了解和掌握这种快速气候变化的特征和驱动机制对于研究和预测人类生存环境的变化趋势和全球气候变化至关重要。研究发现,这种千年尺度的快速气候变动不仅见于冰心和北大西洋高纬区,而且在热带海区也有记录;现代热带大洋在全球气候系统中,尤其是千年尺度的快速气候变化中起着关键作用,类似现代厄尔尼诺—南方涛动的热带海洋—大气系统的变化,可能是冰期千年尺度古气候事件的根源所在。由于南海的特殊地理位置,快速气候变化事件在南海有大量的高分辨率沉积记录,是我国研究全球变化区域响应及其驱动力的天然试验场。     

应用PRIMER软件进行浮游植物群落结构的多元统计分析

根据青岛近海进行的一次添加营养盐的围隔实验数据,采用专业软件PRIMER中的多元统计分析方法,进行了浮游植物群落结构的变化研究。结果表明,虽然由于本实验中浮游植物的生长受到Si的限制,硅藻类群不占明显的优势,使得优势种随时间的变化不明显,没有出现明显的群落演替,但用PRIMER软件的聚类分析(Clustering)和多维尺度转换排序(MDS)分析表明,添加营养盐后浮游植物群落结构有较明显的变化,同时,PRIMER软件的相异系数(ANOSIM)分析也表明,在同时添加N、P的围隔内,浮游植物群落结构变化较只添加P的围隔中的变化显著。这显示了PRIMER软件在分析浮游植物群落结构变化和评价水域富营养化中的应用前景。     

盐度和氨氮对方斑东风螺存活和能量收支的影响

为了探究盐度和氨氮对方斑东风螺生理代谢的影响,本文采用实验生态学方法,研究了不同盐度和氨氮浓度条件下方斑东风螺(Babylonia areolata)的存活以及能量收支变化。结果显示,方斑东风螺的存活率随着盐度上升呈现先上升后下降的趋势,当盐度为25和30时,方斑东风螺的存活率为100%,低盐96hLC50为10.14,高盐为44.36;方斑东风螺存活率随氨氮浓度上升逐渐下降,当氨氮质量浓度为0～20 mg/L时,存活率均为100%;氨氮96 h LC50为253.83 mg/L。盐度和氨氮对方斑东风螺的摄食率、排粪率、耗氧率和排氨率均具有显著影响(P<0.05)。盐度实验中,方斑东风螺的摄食率、排粪率和排氨率在盐度30时达到最大值,分别为20.50、8.62和0.07 mg/(g·h),耗氧率在盐度35时达到最大值,为1.84 mg/(g·h)。氨氮实验中,摄食率和排粪率在10 mg/L时达到最大值,分别为23.58和10.42 mg/(g·h),耗氧率和排氨率在20 mg/L时达到最大值,分别为2.49和0.13 mg/(g·h)。通过能量收支方程发现,随着盐度和氨氮浓度的上...     

中印度洋海盆富稀土沉积地球化学特征及富集机制研究

本文对中印度洋海盆深海富稀土沉积区两根柱样GC02和GC06开展了沉积物涂片观察,X-射线衍射分析,主量、微量和稀土元素分析,以及单矿物原位微区地球化学分析等,探讨了其地球化学特征、物质来源及稀土元素(REY)的富集机制。结果表明,GC02柱状沉积物类型为钙质黏土和沸石黏土,GC06柱状沉积物类型为钙质黏土、含沸石黏土和沸石黏土。稀土元素主要在含沸石黏土和沸石黏土中富集。北美页岩标准化(NASC)配分模式指示沉积物的REY主要来源于海水,矿物学和地球化学等特征表明该地区沉积物陆源组分可能主要源于澳大利亚的风尘物质。元素相关性和CaO/P₂O₅比值等指示了深海富稀土沉积中REY的主要赋存矿物为生物磷灰石(鱼牙/骨等),其次为铁锰微结核。本文总结和探讨了深海富稀土沉积的形成机制,完善了深海富稀土沉积形成过程的概念模型。     

海水光衰减变化与颗粒有机碳估算——以菲律宾海为例

2004年夏季在菲律宾海进行了上层水体光衰减(660 nm)剖面测量和海水取样分析,提出了海区悬浮颗粒有机碳的光学统计模型。根据大量的现场观测资料,得到了菲律宾海上层水体高分辨率颗粒有机碳断面,对颗粒有机碳分布与变化特征进行了探讨。研究表明,菲律宾海上层水体颗粒有机碳和叶绿素a的比值约为400~2000,浮游植物现存量与颗粒有机碳现存量变化趋势一致。