大河影响下的边缘海沉积有机碳输运与埋藏及再矿化研究进展

大河影响下的边缘海是陆源输入物质的主要储库,也是有机碳埋藏和再矿化的主要场所,在全球碳的生物地球化学循环中有着重要作用。从有机碳的输运、埋藏和再矿化等方面综述了大河影响下的边缘海沉积有机碳生物地球化学研究的最新进展。研究表明,有机碳的来源、组成、粒径和密度分布等显著影响着有机碳的分布特征和归宿,大河影响下的边缘海中移动泥等特殊沉积环境在有机碳的输运、埋藏和再矿化分解等方面发挥了独特的作用;微生物分解作用则是边缘海沉积有机碳,特别是难降解陆源有机碳发生分解的重要因素。综合运用分子生物学、有机地球化学、生物地球化学等多学科研究手段,深入研究特定微生物、浮游生物功能类群等在大河影响下的边缘海沉积有机碳生物地球化学过程中的作用,将极大地丰富对河口和陆架边缘海生源要素生物地球化学循环的认识。     

北极孔斯峡湾表层沉积物中溶解有机质的来源与转化历史

在北极地区孔斯峡湾采集28个表层沉积物样品,测定了其中水溶性有机质(也称溶解有机质,DOM)的分子量分布、紫外/可见吸收光谱和三维荧光光谱特征,并利用平行因子分析(PARAFAC)模型对DOM的荧光组分和来源进行了解析。结果表明:孔斯峡湾表层沉积物中有色溶解有机质(CDOM)及其中的荧光溶解有机质(FDOM)含量均从内湾向外湾方向呈逐渐累积的趋势,但CDOM中的FDOM所占比例逐渐减小,与DOM趋于老龄化密切相关。沉积作用减弱以及长期的光化学降解和微生物降解作用对此起主要贡献,并导致腐殖质和小分子组分在沉积物DOM中所占的比例呈逐渐递增的趋势。沉积物DOM包含陆源类腐殖质、自生源类腐殖质和类蛋白等三个荧光组分,但是其组成比例空间差异很大。吸收光谱斜率比(S_R)随自生源所占百分比增加而减小,随DOM腐殖质组分中陆源与自生源的比值增加而增加;腐殖化指数(HIX)随类腐殖质与类蛋白质比值和水深的增加而增加,生物源指数(BIX)随自生源比例增加而增加。峡湾沉积物DOM的组成和来源存在着高度的空间差异,在冰川湾区由水体颗粒有机质(POM)的近期转化和迁移而来,而在峡湾中央及口门附近以较老的腐殖质为优势,主要源于水体DOM长期迁移和转化。研究表明,FDOM/CDOM,S_R,HIX和BIX等构成的CDOM光谱指纹信息可以作为揭露沉积物溶解有机质来源及迁移转化历史的工具,对探索海洋与冰川相互作用影响下的峡湾环境演变有着重要意义。     

海水网箱养鲍诱发有机物污染的生物监测

１９９１年４～１２月,在大连湾鲍鱼（ＨａｌｉｏｔｉｓｄｉｓｃｕｓｈａｎｎａｉＩｎｏ）养殖场的养殖区进行了底栖生物调查研究。应用生物丰度、生物量比较（ＡＢＣ）法与种内个体对数正态分布（对数－正态）法,分析研究了底栖动物群落结构的变化,对网箱养鲍诱发的有机污染进行了监测。结果表明,该水域已受到中等程度污染。该项研究还对两种生物监测方法进行了讨论。     

九龙江口水体中1995年有机物的转移

1995年3个航次调查研究结果表明,九龙江口水体总有机物的含量受悬浮物含量控制。在S＜5的低盐度区,悬浮泥沙和有机物产生明显的絮凝沉降;在S＞5的广阔海域,它们的迁移接近于理想混合。估算得出九龙江河流的入海通量约：悬浮泥沙为9．8×105t／a;总COD为3．2×104t／a,其中溶解态COD为2.1×104t／a,约占2／3,为水体有机物的主要形态,如换算为溶解有机碳,则DOC的平均通量为3．2×104t／a。     

Net Zooplankton and the biological pump off Sanriku, Japan

Taxonomic composition, size composition, standing stock, and chemical composition of mesozooplankton were determined to examine the contribution of their fecal pellets to the vertical flux of organic carbon at the outside, the edge, and the center of the warm core ring. The warm core ring significantly affects not only their taxonomic composition and size composition but also their standing stock and chemical composition. The zooplankton at the center of the warm core ring was characterized by the absence of carnivores at the top of the size-trophic relation and filter feeding planktonic tunicates at the bottom. Zooplankton carbon biomass at the outside of the ring was one-third less than that at the center of the ring. The vertical flux of fecal pellets obtained from the pellet volume (12.3 mgC m⁻²d⁻¹) contributed 19 to 96% of the flux (13 to 64 mgC m⁻² d⁻¹) estimated from the body carbon and the fecal pellet production rate. The estimated flux of fecal pellets was 6 to 27% of vertical carbon flux (236 mgC m⁻²d⁻¹) determined by the sediment traps. Microscopic determination of fecal pellets and plankton in the sediment trap samples indicated high grazing activity during the sinking process. Those observations might suggest that particles other than fecal pellets contributed significantly to the vertical carbon flux and fecal pellets were settled directly without loss or being recycled within the surface mixed layer.     

浙江近岸海域悬浮颗粒物中磷的赋存形态及分布特征研究

磷元素是海洋基础营养盐之一,其赋存形态及分布直接影响海区的初级生产力,是海洋生物地球化学循环的重要驱动力。但大河河口与近海等重要的水生关键带水动力循环过程复杂,导致悬浮颗粒物(SPM )中磷元素的赋存形态和分布特征变化多端,亟须深入研究。根据2016年春季(4−5月)、夏季(7月)和秋季(9−10月)对浙江近岸海域的调查结果,本研究分析了浙江近岸海域SPM中总磷(TPP)、无机磷(PIP)和有机磷(POP)的含量水平、空间分布特征和影响因素。结果表明,浙江近岸海域SPM中TPP含量范围为0.13～66.13 μmol/L,均值为3.35 μmol/L;PIP含量范围为0.03～34.19 μmol/L,均值为1.97 μmol/L;POP含量范围为0.06～31.94 μmol/L,均值为1.39 μmol/L。PIP是浙江近岸海域水体中TPP的主要存在形式,占52.3%。春季浙江近岸海域表层TPP含量占总磷(TP)含量的19.3%～97.7%。春、秋季的SPM中,TPP、PIP和POP含量空间分布相似,均呈现由内湾向外海逐渐降低的变化趋势。PIP、POP与SPM呈显著的正相关性,表现出高SPM含量的海区有着较高的颗粒态磷含量,说明其受陆源输入的影响。春季盐度大于28且SPM含量小于20 mg/L的外侧远海海域,POP与Chl a的相关系数和斜率均明显高于PIP与Chl a的相关系数和斜率,说明该区域浮游植物是POP的主要贡献来源。     

南海北部和海南岛附近海域表层沉积物中有机质的分布和降解状态的差异

利用气相色谱法对南海北部和海南岛附近海域表层沉积物中正构烷烃(n-alkanes)和脂肪酸进行测定和分析,结合粒径、比表面积(specific surface area,SSA)、有机碳(OC%)、碳稳定同位素(δ~(13)C)等参数研究有机物来源和降解状态,并对其影响因素进行分析。研究结果表明:沉积物主要以粉砂为主,平均粒径分布范围在10.97—517.21μm之间,选取的16个站位的比表面积平均值为8.05m~2/g,最大值是S23站位的24.46m~2/g,最小值是S29站位的1.73m~2/g,OC%含量在0.15—1.18之间,δ~(13)C值为–23.05‰—–21.24‰。沉积物中正构烷烃碳链的分布范围是nC_(14)—nC_(33),低碳数峰群以nC_(16)、nC_(18)为主峰碳且具有偶碳数优势,高碳数峰群以nC_(29)为主峰碳。脂肪酸的碳数分布范围是nC_(14)—nC_(30),低碳数单峰型分布,短链饱和脂肪酸(short chain saturated fatty acids,SCSFA)和单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acids,MUFA)的含量占总脂肪酸含量的70%以上,长链饱和脂肪酸(long chain saturated fatty acids,LCSFA)的含量不到10%,据此说明这两个区域有机质均以海源输入为主。在有机物保存和降解方面,海南岛附近海域有机质载荷(OC/SSA)和δ~(13)C之间的正相关,表现了良好的陆源和海源的有机物更替,但是珠江口附近海域系列样品却未见相似过程。不仅在物源更替方面,在有机质降解特征上珠江口附近海域中的有机物与海南岛附近海域和南海陆架深水区也有很大的差别。海南岛附近海域和南海陆架深水区有机质的降解符合一般规律,随着水深的增加降解程度逐渐变大,然而珠江口附近海域随着水深的增加有机质却越来越"新鲜"。结合前人对珠江口附近海域黏土矿物组成的研究,本文认为珠江口附近海域沉积物中有机质之所以会出现上述"异常"可能是因为该研究区域黏土矿物对有机质选择性吸附所导致。     

2008年夏季西北冰洋表层水浮游植物群落结构的色素表征及其对不同水团的响应

本文依托2008年夏季中国第三次北极科学考察航次,对西北冰洋海盆区和楚科奇海陆架营养盐及光合色素进行了测定和分析。根据海水理化性质将研究海区分为5个区,并使用CHEMTAX软件（Mackery et al.,1996）讨论了西北冰洋不同海区浮游植物群落组成结构及其与环境因子之间的关系。结果显示在楚科奇海陆架区,太平洋入流显著影响浮游植物生物量和群落结构。高营养盐Anadyr水团以及白令陆架水控制海域,表现出高Chl a且浮游植物以硅藻为主,相反,低营养盐如阿拉斯加沿岸流控制海域,Chl a生物量低且以微型,微微型浮游植物为主。在外陆架海区,海冰覆盖情况影响着水团的物理特征及营养盐浓度水平,相应地显著影响浮游植物群落结构。在海冰覆盖区域,硅藻生物量站到总Chl a生物量的75%以上;在靠近门捷列夫深海平原海区,受相对高盐的冰融水影响（MW-HS）,营养盐浓度和Chl a浓度相对海冰覆盖区略高,浮游植物结构中微型、微微型藻类比重增加,硅藻比例则降至33%;南加拿大海盆无冰海区（IfB）,表层水盐度最淡,营养盐浓度最低,相应地显示出低Chl a生物量,表明海冰消退,开阔大洋持续时间延长,将导致低生物量及激发更小型浮游植物的生长,并不有利于有机碳向深海的有效输出。     

渤海及北黄海河流悬浮颗粒碳氮同位素时空分布及源解析

选择流入渤海和北黄海的36条主要河流为研究对象,对比了平水期、丰水期和枯水期水体中悬浮颗粒物和河流表层沉积物的碳和氮稳定同位素的地球化学特征,并对颗粒物有机质碳和氮来源进行分析。结果表明,水体悬浮有机质碳同位素总体上表现为δ13C平水期δ13C丰水期δ13C枯水期的特点,δ15N值呈δ15N丰水期δ15N平水期δ15N枯水期的特点。渤海和北黄海的主要入海河流悬浮颗粒物有机质的来源具有明显的季节性差异,悬浮颗粒有机质碳平水期(春秋季)来源以C3植物、土壤有机质和水生藻类为主,丰水期(夏季)碳的各来源中浮游植物的贡献率明显增大,枯水期(冬季)则表现为陆源C3植物分解和水源性有机质的混合来源;悬浮颗粒态氮的来源与季节性降水量、生活污水、合成化肥及河流内源性水生植物密切相关。