Comparative study of sampling methods and in situ and laboratory analysis for shallow-water submarine hydrothermal systems

A primary aim for sampling of submarine hydrothermal vents is to minimize inclusion of ambient seawater. Here, we compare the results of three different sampling methods (air displacement, two-valve bottle, and syringes) for shallow submarine systems. Mixing of hydrothermal fluid with seawater is unavoidable; however, calculations based on linear mixing models allow estimation of the hydrothermal fluid end-member composition. The results show that sampling with a two-valve bottle and syringes are the best options because they allow collection of samples with a large proportion of hydrothermal fluid. Additionally, we compare the results of in situ and laboratory analyses of the fluid samples, and demonstrate that determination of chemical composition in situ is the best option for some components, as re-equilibration affects some component concentrations (i.e. bicarbonate). Conversely, silica determination in situ usually underestimates the concentration in the fluid, as it does not account for polymeric silica. Other components can be measured either in the field or in the laboratory.     

珠江口海域春季富营养化现状与影响分析

随着珠江三角洲经济圈的迅速发展,珠江口海域环境污染日趋严重,于2014年春季对珠江口邻近海域进行环境现状调查,并通过因子分析法和聚类分析法就珠江口调查海域管辖城市和邻近区域的环境现状对珠江口海域环境污染的贡献率进行排序和分类.结果表明:珠江口调查海域营养盐污染较为严重,无机氮含量范围为0.213~1.963 mg/dm~3,平均值为0.888 mg/dm~3;活性磷酸盐含量范围为0.009~0.063 mg/dm~3,平均值为0.033 mg/dm~3.无机氮和活性磷酸盐在珠江口上游和中游均超过海水水质第四类标准,珠江口下游无机氮含量符合海水水质第四类标准,活性磷酸盐含量符合海水水质第二类标准.无机氮以硝氮为主,氨氮次之,亚硝氮含量最低.珠江口调查海域DIN/P变化范围为8.5~168.0,平均值为31.8;富营养化指数E变化范围为0.3~45.1,平均值为8.2,富营养化较为严重.来自广州、东莞、佛山、中山的四大口门排入的污染物对珠江口海域环境影响最大,其次是深圳西部海域沿岸和前海湾、深圳湾排入的污染物,最后是珠海、澳门和香港带入的污染物.从珠江口邻近海域环境现状对珠江口海域环境影响进行较为深入地分析和探讨,为珠江口海域环境的治理和修复提供一些意见和建议.     

基于贝叶斯网络的海洋生态环境状况评价——以山东省为例

在海洋开发利用活动日益增多,海洋环境保护压力日益增大的背景下,进行海洋生态环境状况科学评价方法的研究可以为开展海洋生态环境监测评估与海洋生态环境保护政策制定提供科学依据,促进改善海洋生态环境状况。本文首先基于贝叶斯网络基本理论,构建了海洋生态环境状况贝叶斯网络评价模型;再以山东省为例,充分融合专家经验知识与客观数据,从定性与定量两个角度评价了2013—2019年山东省近海生态环境状况,分析了各评价指标间关系及其对近海生态环境状况的影响程度。评价结果表明2013—2019年山东省近海生态环境状况保持一般状态,海洋环境质量与海洋生态灾害类指标对评价结果影响最大,山东省海洋环境保护工作初见成效。研究结果表明该评价模型能有效评价海洋生态环境状况,分析结果对于环境保护政策制定具有一定的借鉴意义。     

守初心耕海探洋七十载 担使命披风踏浪砥砺行——中国科学院海洋研究所70年发展纪实

中国科学院海洋研究所是新中国第一个专门从事海洋科学研究的国立科研机构,她的70年光辉历程是我国海洋科技事业从无到有、从弱到强的发展缩影,是新中国海洋科学调查研究自主创新发展历程的真实写照。本文简要介绍中国科学院海洋研究所的主要发展历程,回顾70年来取得的主要科技成就,并围绕新形势下建设海洋大科学研究中心等改革发展举措,讨论和展望研究所的未来发展。     

东海钙质生物骨屑的矿物学特征

通过电镜、电子探针和X射线等项分析,对东海沉积物中的有孔虫、腹足类、双壳类、苔藓、珊瑚、海胆等骨屑进行了矿物学研究,确定了矿物成分与生物属种的关系,并基于有孔虫壳体化学成分将壳体分为均质壳和异质壳,生物碳酸盐中镁主要富集在方解石及镁方解石中,锶在方解石和镁方解石中的分配系数(D)相似,为0.11—0.14;在文石质骨屑中D=1.09-1.20。碳氧同位素组成与生物属种有明显关系。据一些有孔虫壳体氧同位素偏差值计算的水温来看,本次测定的有孔虫属种的骨屑不能作为理想的骨屑温度计。     

一种顾及各向异性的数字水深模型插值方法

提出了一种顾及各向异性的数字水深模型插值方法,通过局部水深信息解析海底地形的微地貌结构特征,构建了顾及距离和方向的水深插值模型。实验证明,所提方法较距离反比例平方加权法能更多地保留地形信息,同时具有更高的插值精度和插值稳定性。     

全球气候变化下南海诸岛保护优先区识别分析

全球变化下,珊瑚礁保护区是保护生物多样性、增强珊瑚礁对气候变暖抵抗力的有效方式,而维持珊瑚礁弹性是其核心内容。针对珊瑚礁最具有威胁性的热压力因子,基于南海1982—2009年卫星观测海表面温度（SST）数据和CMIP5加拿大地球系统模式CanESM2模型预估的2006—2100年南海SST数据构建热压力强度模型,从维持珊瑚礁弹性的角度识别IPCC RCP 4.5和RCP 8.5情景下南海诸岛保护优先区。结果表明：RCP 4.5和RCP 8.5情景下13%左右的南海诸岛珊瑚礁识别为保护优先区。根据热压力强度与珊瑚抵抗力及避难所关系,西沙群岛七连屿和晋卿岛近年观测与未来预估的热压力强度均比较低,在保障其服务功能的基础上建议实施完全保护;东沙群岛东沙环礁和中沙环礁排洪滩近年观测急性热压力强度较高但未来预估热压力强度较低,建议实施50%禁止利用保护;中沙群岛黄岩岛近年观测和未来预估的急性热压力强度均比较低,建议实施50%多用途保护。南沙群岛有14%左右的珊瑚礁识别为保护优先区,根据其热压力强度可实施30%~100%禁止利用保护或30%~50%多用途保护。RCP 4.5和RCP 8.5情景下的南海诸岛保护优先区及保护对策,可为维持珊瑚礁生态弹性及应对全球气候变化提供重要的参考价值。     

塔里木盆地塔中低凸起地层水化学特征对不整合的响应

对塔中低凸起地层水化学特征与不整合之间关系的研究结果表明,地层水化学特征对不整合具有很好的响应。在遭受强烈抬升和剥蚀、之间形成不整合的奥陶系和志留系,以及紧靠不整合面附近的石炭系CⅢ油组,其地层水具有矿化度、Cl-含量、K Na 含量和r(Cl-Na)/rMg值相对较小,而HCO3-含量、rNa/rCl值和rSO42-×100/rCl值相对较大的特点,反映出地质历史时期大气降水的影响。在志留系与石炭系之间以及志留系与奥陶系之间的不整合面附近,地层水的矿化度、r(Cl-Na)/rMg值和B3 含量变小,而rNa/rCl值和rSO24-×100/rCl值变大,具有典型的遭受大气淋滤的地层水化学基本特征。     

南黄海西部2007年4月的逆温跃层

利用南黄海西部2007-04的温盐实测资料,采用海洋层结谱表达法及自适应识别,得到逆温跃层的"五点三要素",形成强度要素平面分布图.分析表明,逆温跃层的存在与黄海暖流水有直接的关系:1)4月份,黄海暖流水受到的海面冷却仍是产生逆温跃层的普遍原因,在该海区黄海暖流向北延伸和向两侧拓展的区域都有该种类型的逆温跃层存在,位置相对较浅;2)但在偏南的黄海暖流主干区,海面冷却产生的效应被主流区的热量补充所抵消,逆温跃层很弱甚至消失,这是该月份逆温跃层分布区向北退缩并在南部中心附近呈现缺失区的主要原因;3)南下的鲁北沿岸流水的冷水叠加在黄海暖流水的暖水上方,使逆温跃层加强,使得冷暖水的作用区成为强逆温跃层区;4)黄海暖流左侧冷沿岸流水及右侧冷水的前端向黄海暖流楔入,其前端往往覆盖在底层高温高盐的黄海暖流水上方形成下逆温跃层,从而形成双逆温跃层.这些特点,较以前认知更加客观、全面、细致和准确.     

The late Quaternary development of three ancient tarns on southwestern Cumberland Peninsula, Baffin Island, Arctic Canada: paleolimnological evidence from diatoms and sediment chemistry

Sediment diatom and chemical analyses of cores from three poorly buffered extra-glacial lakes on the northeastern margin of the Canadian Shield (Cumberland Peninsula, Baffin Island) record interactions between aquatic and terrestrial spheres that were influenced by late Quaternary climatic conditions. Although differences exist between each of the lakes, notably with regards to the intensity of pre-Holocene catchment erosion and the timing of the onset of organic sedimentation, an underlying pattern of lake ontogeny, common to all three lakes, is identified. Although intensified watershed erosion characterized the Late Wisconsinan and Neoglacial cold periods, the lakes nonetheless remained viable ecosystems at these times. Sudden catchment stabilization during the late-glacial to earliest Holocene is associated with incipient organic sedimentation. Lake-water pH increased at this time, likely in response both longer base cation residence times as lake flushing rates decreased, and enhanced alkalinity production from sediment biogeochemical reactions. Subsequently, as the catchments remained stable during the productive early Holocene (c.9–7 ka BP), then gradually received a renewed increase of minerogenic sedimentation, the breakdown of sources of lake alkalinity resulted in natural acidification. Burial of cation-rich mineral sediments and the loss of permanent sedimentary sinks for the products of microbial reduction likely impeded within-lake alkalinity production, and catchment-derived base cations appeared ineffective in curtailing pH declines. The general nature of the Holocene development of these lakes is similar to that observed elsewhere on crystalline terrains, following deglaciation. Our data therefore suggest that catchment glaciation is not a necessary precursor for models of lake development characterized by initial base cation enrichment and subsequent gradual acidification.