大洋表层沉积物中甲烷代谢古菌群落的组成及分布特征

海洋沉积物中的甲烷代谢微生物是甲烷循环的关键参与者,其代谢过程对大气甲烷浓度及全球气候变化具有显著影响,研究其在全球大洋沉积物中的组成及分布特征是探究微生物介导甲烷循环的基础。采用焦磷酸454高通量测序测定甲烷代谢保守功能基因mcrA（Methyl coenzyme–M reductase A）分析全球大洋沉积物中甲烷代谢微生物群落的组成和多样性;结合荧光实时定量PCR技术检测了古菌和甲烷代谢古菌的丰度分布特征。与其他海洋生境对比,大洋沉积物中甲烷代谢古菌群落结构单一,大西洋和印度洋的α多样性指数显著高于太平洋（p<0.05）。在大洋沉积物样品中鉴定到3个目的甲烷代谢古菌,即甲烷杆菌目（Methanobacteriales）、甲烷八叠球菌目（Methanosarcinales）和甲烷微菌目（Methanomicrobiales）,其中甲烷微菌目占绝对优势,并主要由一簇未知类群（暂名Oceanic Sediments Dominant group,OSD group）组成。大洋沉积物的古菌16S rRNA基因丰度（湿重,下同）平均为8.81×10⁶ copies/g,大西洋的低于印度洋和太平洋;马里亚纳海沟基因丰度低于南海北部,且随着采样深度增加而呈降低趋势。大洋沉积物的mcrA基因丰度为1.38×10³～8.25×10⁴ copies/g。基因丰度大西洋最高,太平洋次之,印度洋最低;马里亚纳海沟略高于南海。本研究发现,相较于冷泉、热液、近海河口等海洋生境,大洋沉积物中甲烷代谢古菌丰度低且群落结构单一,不同海区样品间具有极高的相似性;同时发现OSD group是全球大洋沉积物样品的绝对优势类群,其与已知类群序列亲缘关系均较远,分类进化地位尚不明晰,值得进一步研究。     

波浪作用下斜坡上单桩周围海床孔隙水压力响应特性试验研究

单桩基础周围斜坡海床中的波致孔隙水压力响应与纯斜坡海床存在较大差异。为了解不同波高、波周期条件下,单桩基础周围波浪传播变形及其对斜坡海床孔压振荡响应的影响,在波浪水槽末端铺设了长6 m、坡度1∶16的斜坡砂床进行试验。通过改变桩身位置和波浪参数,测量斜坡段各处波面形态,采集单桩周围孔隙水压力,分析了桩身位置及波浪参数对斜坡海床孔压响应的影响。结果表明：相同入射波条件下,随距坡脚水平距离增加,波高、近底流速和桩周孔隙水压力幅值都随之增大;桩周孔隙水压力幅值分布规律为：桩前孔压幅值明显大于桩侧与桩后孔压幅值。当Keulegan-Carpenter数大于6时,随着波高和波周期增大,马蹄涡产生的负压区使得桩侧海床孔隙水压力与纯斜坡海床孔隙水压力差值迅速增加。     

北太平洋赤道海域表层沉积物的热释光特征及其指示意义

热释光是矿物晶体接受环境核辐射作用后积蓄起来的能量在受到热激发时以光的形式释放出来的一种物理现象,它与晶体损伤、晶体中杂质混入等原因所导致的晶格缺陷有关.热释光强度的大小主要取决于自然界中长寿命放射性元素(238U,235U,230Th,40K及其子体)的衰变,与其他物理、化学、生物或人类活动无关.热释光特征能有效反映晶体形成的环境条件.热释光方法的制样简单、测量快捷,因此在辐射学、核工业、核医学、环境学、农业、考古学、地质学等领域都得到了广泛的应用.在陆地地质学上热释光方法在地质年代测定[1,2]、地层对比[3]、矿物世代划分[4]、矿床含矿评价[4,5]、陨石形成热的历史恢复[6]以及地质事件识别[7]等方面都取得了不少成果.     

南海中南部表层沉积物黏土矿物分布及控制因素

利用南海中南部表层沉积物151个样品中黏土矿物的测试数据,计算了主要黏土矿物含量的平均值并编制分布图,据此分析黏土矿物的分布特征及其控制因素。南海中南部表层沉积物中的黏土矿物组合类型为伊利石-蒙脱石-高岭石-绿泥石,含量平均值依次为47%、19%、17%和16%。高岭石含量分布具有北部低、南部高的特点,与之对应的是蒙脱石矿物含量呈现北部高、南部低的趋势。伊利石和绿泥石含量分布规律不甚明显。前者呈现北部略高、南部稍低的分布趋势,含量变化起伏较大;后者的含量变化呈西北陆坡区稍偏低,其他部位含量分布均匀的趋势。伊利石/高岭石含量的比值变化与高岭石含量变化呈明显的负相关关系。从黏土矿物含量的分布规律来看,控制本区黏土矿物分布的主要因素有物源的搬运和输送、水动力条件变化、海底火山活动、地球化学环境影响等。     

福建漳浦前湖湾有孔虫群落及其沉积环境

对福建漳浦前湖湾潮间带两个钻孔岩心和表层沉积物中的有孔虫进行分析研究,有孔虫出现在钻孔最上部厚约2.46-2.96m的砂层中.根据群落优势种生态和非种特征判断,该段各样品有孔虫沉积环境均为近岸浅水环境,尽管其间海面有过3次上下波动变化.根据地层关系判断,其当为现代的产物.     

ECOMSED模式在杭州湾海域流场模拟中的应用

针对杭州湾独特的喇叭型强潮河口湾的特点,基于Blumberg等(1996)的ECOMSED模式,引入动边界技术,建立杭州湾三维动边界的潮流模型.模型以正交曲线坐标下三维非线性水动力方程为基本方程,应用Mellor和Yamada的2.5阶湍流闭合模型计算紊动黏滞系数,嵌入Grant和Madsen的底边界层模型考虑波浪对底部应力的作用,采用干湿网格法模拟潮流漫滩过程;综合考虑径流,风应力,密度流和M₂,S₂,K₁,O₁四个主要分潮和M₄,S₄,MS₄三个浅水分潮的作用,从而提高杭州湾潮流模拟的精度.通过验潮站调和常数和多次海流连续观测资料的验证,表明该文建立的模型可以更好的用于杭州湾流场的预报模拟.     

Budgets of Mn,Cd and Cu in the macrotidal Gironde estuary (SW France)

The behavior and budget of Mn, Cd and Cu in the Gironde estuary were investigated through data from both the water column (WC) and sediment depth profiles. In the estuarine freshwater reaches, Mn and Cd removal from and Cu addition to the dissolved phase occurs with a magnitude equivalent to 10%, 30% and 25% of their respective annual fluvial gross dissolved input, respectively. In the saline estuary, diffusive benthic outflow is the main source of dissolved Mn (74% of the total gross dissolved input within the estuary) to the WC. In contrast, Cd (96%) and Cu (89%) are mainly released into the dissolved phase of the WC from fluvial, estuarine and dredging-related particles through complexation (Cd) and organic carbon mineralization (Cu). Anthropogenic activities (sediment dredging) induce pore water inputs, particulate sulfide oxidation and sediment resuspension, significantly contributing to the metal budget of the WC. The related amounts of metals released could be equivalent to 20–50% (Cd) and up to 70% (Cu) of their respective net dissolved addition. Mass balances suggest that a large part of the metals previously released into the dissolved phase from processes within the estuary are removed by suspended particles due to (co-)precipitation of Fe/Mn (oxy)hydroxides and scavenging on autochthonous organic matter. On an annual basis, the Gironde estuary acts as a net sink of dissolved Mn, removing 60% of the dissolved fluvial inputs, and as a net source of dissolved Cd and Cu, contributing ∼ 85% and 20–45% to the dissolved Cd and Cu fluxes to the ocean.     

西菲律宾海比科尔陆架深海沉积物古菌多样性研究

通过构建16S rRNA 基因文库, 对西太平洋西菲律宾海东板比科尔陆架5 个不同层位沉积物样品中的古菌的多样性进行了研究, 并获得了465 个有效克隆63 个OTUs （Operational Taxonomic Units）。通过16S rRNA 序列与GenBank 已知序列的同源性比较及构建系统进化树的结果显示...     

Numerical simulation of wave-induced currents combined with parabolic mild-slope equation in curvilinear coordinates

Researches on breaking-induced currents by waves are summarized firstly in this paper. Then, a combined numerical model in orthogonal curvilinear coordinates is presented to simulate wave-induced current in areas with curved boundary or irregular coastline. The proposed wave-induced current model includes a nearshore current module established through orthogonal curvilinear transformation form of shallow water equations and a wave module based on the curvilinear parabolic approximation wave equation. The wave module actually serves as the driving force to provide the current module with required radiation stresses. The Crank-Nicolson finite difference scheme and the alternating directions implicit method are used to solve the wave and current module, respectively. The established surf zone currents model is validated by two numerical experiments about longshore currents and rip currents in basins with rip channel and breakwater. The numerical results are compared with the measured data and published numerical results.     

湄州湾沉积物地球化学特征

根据湄州湾表层沉积物70个样品18个化学成分的分析结果,得出:本海区沉积物属于海相陆源物,其中细颗粒主要来自台湾海峡,粗颗粒来自当地陆域;化学成分含量按聚类分析,可归为三组:粘土矿物组、碳酸盐组和分散组,微量元素Zn,Cr,Be,Cu和Sr的含量与地壳及台湾海峡相似,但低于胶州湾,说明该海区污染很少。