长江口外浮游植物死亡释放溶解有机质的降解及其溶氧消耗

浮游植物光合作用产生的溶解有机质(dissolved organic matter,DOM)是海洋中溶解有机质的重要来源,浮游植物死亡后释放的新鲜溶解有机质活性高、数量大、生物可利用性高,其降解过程中对溶解氧(dissolved oxygen,DO)的消耗显著。但到目前为止,对此类溶解有机质的降解过程以及其耗氧情况还鲜有研究。本文基于2013年8月东海航次,对浮游植物(硅藻为主)死亡后释放的新鲜有机质进行人工受控培养,研究其降解过程及对DO的消耗,并评估该降解过程对低氧现象形成的贡献。研究发现:培养体系中溶解有机碳(dissolved organic carbon,DOC)和DO浓度皆随时间呈指数下降,总溶解态碳水化合物(total carbohydrate,TCHO)也出现明显降解;体系的初始DOC浓度越高,降解速率常数k(DOC)、k(DO)越大,k(DOC)受DOC浓度、活性以及DO浓度的影响;培养过程中细菌丰度明显增加,添加Hg Cl2的对比实验表明细菌在降解过程中起到重要作用。本文的研究结果表明,浮游植物死亡后释放的溶解有机质的快速降解及其对溶解氧的消耗,对长江口低氧环境的促成具有重要意义。     

南极半岛东北海域表层沉积有机质来源及其沉积环境

采用气相色谱-质谱技术对南极半岛东北海域海底表层沉积物的总有机碳、有机质碳同位素(δ13 Corg)和生物标志化合物等进行了测试分析。研究区表层沉积物总有机碳TOC平均值高于现代深海沉积物中的平均含量。δ13 Corg的变化说明该海域有机碳来源呈海洋水生生物来源和陆源混合的特征。正构烷烃的峰型分布、主峰碳、饱和烃轻重比C-21/C+22和(C21+C22)/(C28+C29)、甾烷组合和藿烷组合证实研究区西部表层沉积物有机质来源以陆源高等植物为主,其陆源可能来自于附近的南极半岛和南舍得兰群岛;研究区东部表层沉积物有机质来源偏以海源为主,且以低等浮游生物、藻类及细菌生物等海源输入为主。碳优势指数(Carbon preference index,CPI)、奇偶优势指数(Odd-even Predominance,OEP)和甾烷C29ααα20S/(20S+20R)比值显示研究区D1-7站位和D5-9沉积物有机质演化程度较高,D5-2和D2-4站位的有机质演化程度低,其他站位介于中间状态。饱和烃中姥鲛烷、植烷及其比值(Pr/Ph)等组合显示研究区西部以氧化-弱还原的沉积环境为主,其可能是受高温低盐别林斯高晋海水流和附近火山喷发的影响所致;研究区东部以还原—强还原沉积环境为主,可能是受低温高盐的威德尔底层水(WSBW)和威德尔海深层水(WSDW)影响所致。     

基于傅里叶变换质谱的烃源岩成熟度评价方法及地质意义

<正>伴随非常规油气资源的勘探开发,油气资源开采的广度和深度进一步扩大,一定程度上缓解了我国油气供需矛盾、保障了我国能源安全,同时有力推动了能源结构战略转型。但同时也对能源地质研究工作提出了新的挑战。有机质成熟度是油气评价的重要参数之一,不同成熟阶段的有机质会对应产出不同成因、不同性质、不同质量的油气,如何准确评价沉积有机质成熟度是当前油气资源勘探开发工作的关键问题之一。前人在科研实践工作中从光学、化学、谱学等角度提出了适用条件各异的成熟度评价方法,在部分地质环境中获得了良好的应用效果,但已有的成熟度指标多受测定方法原理的制约导致其适用性不同程度受限(肖贤明等,2020),制约了油气资源的高质量勘探开发。     

四川赤普铅、锌矿床生物标志化合物特征研究

赤普铅、锌矿床的矿体中发育大量沥青,铅、锌矿化形成与沥青密切相关。应用族组分分离和定量及饱和烃色—质分析等方法对铅、锌矿中的沥青族组分和生物标志物进行了研究,并对其地质意义进行了探讨。通过研究取得如下认识:（1）铅、锌矿床内有机质主要来自碳酸盐岩,其次来自页岩,没有陆源有机质的加入;这种混合来源特征受到不同来源成矿流体作用的影响。（2）矿区内有机质反映了热液流体经历了还原、高盐度的物理化学过程。（3）矿区内有机质成熟度高,主要为炭质沥青,反映有机质的演化程度较高;矿体内有机质与围岩内有机质成熟度类似,反映它们经历了类似的地质作用过程。（4）有机质还原碳酸盐岩中的硫酸盐岩,产生还原硫,为铅、锌等硫化物的沉淀创造条件。（5）成矿流体中烃类含量比较高,推断已经演化到高成熟阶段的有机质可能以古油气藏的形式参与了成矿作用;有机质在与含矿流体混合过程中扮演着还原剂的角色。     

采煤拉张裂隙区土壤有机质高光谱反演

煤炭开采产生的拉张裂隙破坏土壤结构,影响土壤质量。利用高光谱技术对裂隙区土壤的重要成分进行监测,对精确恢复裂隙区土壤质量及改善农业产量具有重要意义。本文首先在淮北朱庄煤矿采煤拉张裂隙区采集了90组土壤样品,并在室内测定了土壤样本光谱;然后将反射率值与测定的有机质含量进行相关分析,选取对有机质敏感的特征波段;最后利用偏最小二乘、BP神经网络进行建模,并评价各模型的精度。研究表明,本文反演效果较理想,比较所建模型精度,一阶微分与偏最小二乘模型(FDPLSR)建模效果最佳。FD-PLSR模型建模集和验证集的R²分别为0.876 1、0.845 9,RMSE分别为0.497 2、0.680 6。该研究可为采煤拉张裂隙区土壤有机质含量监测提供一定的技术支持。     

米槠次生林内4种植物叶片DOM的数量和质量特征

选取福建省三明市米槠次生林内的4种植物,即米槠(CAC),木荷(SCS),山杜英(ELS),芒萁(DID)为研究对象,对其叶片进行了室内淋溶处理,并分析了淋溶液中的可溶性有机碳(DOC)和可溶性有机氮(DON)含量及pH值,芳香性指标(AI)和荧光效率指数(Feff)等,以揭示其淋溶液中可溶性有机质(DOM)的数量和质量特征。结果表明:4种植物叶片DOM含量总体随淋溶次数的增加逐渐减小,其中首次淋溶后淋溶液中的DOC和DON含量最大,分别占总淋溶量的平均值为67.90%和44.51%;淋溶液中前3次DOC和DON淋溶量总和分别占10次淋溶总量的87.40%~94.77%和68.46%~72.49%;且前3次淋溶次数间呈极显著差异(P0.01),其后差异性不显著。DOM的pH值和光谱指标随着淋溶次数的增加逐渐上升.总体上乔木树种DOM的数量和质量比林下植被要高,这是由于乔木树种的DOM含有更多的养分和芳香类和腐殖化的高分子量化合物,而林下植被的DOM含有较多低分子量化合物和易分解组分。     

Denitrification potential of marsh soils in two natural saline-alkaline wetlands

Little information is available on denitrification potential of marsh soils in natural saline-alkaline wetlands. The denitrification potentials of an open wetland in the floodplain(Erbaifangzi wetland) and a closed wetland(Fulaowenpao wetland) in backwater areas in Jilin Province of Northeast China were monitored by an anaerobic incubation at 30℃ for 25 days. Our results showed that the relative denitrification index(RDI) increased gradually with incubation time, and showed a rapid increase in the first 5 days of incubation. The RDI values declined quickly from surface soils to subsurface soils and then kept a small change in deeper soils along soil profiles over the incubation time. Denitrification proceeded much faster in the top 20 cm soils of open wetland than in the closed wetland, whereas no significant differences in RDI values were observed in deeper soils between both wetlands. The RDIs were significantly negatively correlated with bulk density and sand content, while a significantly positive correlation with clay content, soil organic matter, total nitrogen and phosphorous. The maximum net NO–3-N loss through denitrification in 1 m depth were higher in the open wetland than the closed wetland with higher soil pH values. Future research should be focused on understanding the influencing mechanisms of soil alkalinity.     

莱州湾沉积物有机质来源

应用C/N、δ13C、δ15N解析了莱州湾沉积物有机质来源,发现湾内有机质主要存在海洋、河口浮游植物以及陆地有机质3种来源。通过C/N、δ13C定量示踪,发现海洋浮游植物是湾内沉积物有机质的最主要来源,相对含量在41.6%—58.5%之间。河口浮游植物有机质、陆源有机质相对含量波动较大,分别在3.8%—43.8%、0—53.5%之间。海洋浮游植物有机质在整个海湾都表现出较高含量。近岸河口附近海域往往表现出高含量的河口浮游植物有机质特征,陆源有机质含量较高区域大都集中在黄河口周围海域,高河口浮游植物有机质以及高陆源有机质特征在黄河口周围海域均有出现。     

桑沟湾及附近海域表层沉积物碳氮同位素分析及有机质来源

Naturally existing stable carbon and nitrogen isotopes are important in the study of sedimentary organic matter sources. To identify the sources of sedimentary organic matter in Sanggou Bay and its adjacent areas, which is characterized by high-density shellfish and seaweed aquaculture, the grain size, organic carbon(OC), total nitrogen(TN), carbon and nitrogen isotopic composition(δ13C and δ15N) of organic matter in the surface sediment were determined. The results showed that, in August, sedimentary OC and TN ranged from 0.17% to 0.76% and 0.04% to 0.14%, respectively. In November, OC and TN ranged from 0.23% to 0.87% and 0.05% to 0.14%, respectively. There was a significant positive correlation between OC and TN(R=0.98, P0.0001), indicating that OC and TN were homologous. In August, the δ13C and δ15N of organic matter varied from-23.06‰ to-21.59‰ and 5.10‰ to 6.31‰, respectively. In November, δ13C and δ15N ranged from-22.87‰ to-21.34‰ and 5.13‰ to 7.31‰, respectively. This study found that the major sources of sedimentary organic matter were marine shellfish biodeposition, seaweed farming, and soil organic matter. Using a three-end-member mixed model, we estimated that the dominant source of sedimentary organic matter was shellfish biodeposition, with an average contribution rate of 65.53% in August and 43.00% in November. Thus, shellfish farming had a significant influence on the coastal carbon cycle.     

莱州湾南岸表层土壤含盐量与有机质空间分布的定量研究

以整个莱州湾南岸区域作为研究对象,运用统计分析和相关分析方法研究了莱州湾南岸盐渍化土壤中盐分与有机质空间分布特征及二者之间的相关性,并对耕地土壤有机质进行分级。结果表明,土壤有机质含量符合正态分布,全盐含量符合对数正态分布;有机质和全盐含量在东西方向具有2阶趋势效应,南北方向上有机质具有1阶趋势效应,而全盐含量具有2阶趋势效应;二者在空间分布上符合球状模型,有机质表现为南高北低,全盐含量则为北高南低;从相关性来看,二者具有显著负相关,说明盐分含量的增加导致土壤有机质含量降低,土壤质量下降。研究结果为莱州湾南岸地区土地利用和盐渍化评估提供了科学依据。