东海季节性低氧海区柱状沉积物中氧化还原敏感元素对沉积环境变化的响应

氧化还原敏感元素(Redox Sensitive Elements,RSE)如V、Cr、Mo、U等,通常在氧化条件下呈溶解态,在还原沉积环境中除Fe、Mn外,RSE被还原成低价态转移至沉积物中富集积累,因此可以利用氧化还原敏感元素在沉积物中的富集情况反演沉积环境的氧化还原状况。本文通过研究东海内陆架季节性低氧海区Zb7沉积柱中氧化还原敏感元素V、Cr、Ni、Cu、Zn、Mo、U的垂直分布、富集特征和比值,探究沉积环境氧化还原状况;发现RSE/Al和富集系数自1978年以来呈增加的趋势,但自2009年开始有所降低,整体RSE富集系数均小于3,未见明显富集。RSE比值V/Cr<2、Ni/Co<5、U/Th<0.75、0.25<(Cu+Mo)/Zn<0.55,以及Mo_EF/U_EF比值主要分布在0.08～0.3倍海水Mo/U值之间,均指示氧化的沉积环境。RSE/Al与Fe/Al、Mn/Al具有显著的相关性,表明RSE在剔除陆源碎屑输入后,主要通过与Fe、Mn氧化物结合进入沉积物,也指示氧化的沉积环境。研究结果与该区域溶解...     

渤海和南黄海沉积物中氨氧化微生物对硝化潜势的相对贡献

硝化作用是海洋氮循环的核心过程。作为硝化过程关键步骤的氨氧化过程的主要参与者,氨氧化古菌和氨氧化细菌对硝化作用的相对贡献是海洋氮循环关注的热点问题之一。本文选取渤海和南黄海20个站位的表层沉积物,通过微宇宙培养实验研究了沉积物中氨氧化古菌和氨氧化细菌对硝化潜势的相对贡献。结果表明,渤海和南黄海海域表层沉积物中潜在硝化速率（以氮计,下同）为0.004 6～0.283 1 μmol/(g·d),其中氨氧化古菌潜在硝化速率为0.004 3～0.274 3 μmol/(g·d),氨氧化细菌潜在硝化速率为0.000 4～0.056 0 μmol/(g·d)。氨氧化古菌是硝化潜势的主要贡献者,在渤海海域的贡献率为59.79%～97.95%,在南黄海海域的贡献率为18.47%～94.26%。渤海海域潜在硝化速率显著高于南黄海海域。此外,本研究海域中盐度是影响潜在硝化速率的关键环境因子,对渤海海域的分析则表明越高的${{\rm {NO}}_3^-} $浓度可能指示着越高的硝化潜势。在河口及近海沉积物中,氨氧化古菌在硝化过程中起着更加重要的作用;河口和近岸沉积物硝化潜势总体高于远海。本研究为进一步认识近海海洋氮循环过程提供了参考依据。     

东海西南陆架表层沉积物粒度分布特征

利用东海西南陆架65个表层沉积物样品的粒度分析资料,进行了粒度参数的计算与Q型聚类分析,进而探讨研究区表层沉积物的粒度分布特征。研究区表层沉积物的主要粒级是4~10 Φ(粗粉砂-粗黏土),由岸向海粒度变粗;沉积物总体上分选差,但由岸向海分选变好。Q型聚类分析表明,研究区的沉积物分为内陆架细粒沉积物和外陆架粗粒沉积物两类,平行于海岸线分布,123°E左右是两类沉积物的分界线。对比不同站位的沉积物粒度累积曲线,判断两类沉积物属于不同的成因类型,内陆架的细粒沉积物是现代近岸沉积,外陆架的粗粒沉积物与现今的沉积环境不符,属于残留沉积。     

东海陆架表层沉积物微生物多样性初步研究

提要从东海陆架DH-13站点的表层沉积物中提取环境基因组DNA,通过PCR和TA克隆构建了细菌和古菌的16SrDNA基因文库,并对克隆子文库进行系统发育分析。结果表明:细菌序列以变形菌门(Proteobacteria,41.5%)居多,其次是浮霉菌门(Planctomycetes,10.9%)、放线菌门(Actino-bacteria,8.9%)和CFBgroup(7.9%),另外还有少量酸杆菌门(Acidobacteria)、疣微菌门(Verru-comicrobia)、硝化螺旋菌门(Nitrospira)和厚壁菌门(Firmicutes)等;古菌序列全部来自泉古生菌门(Crenarchaeota),其中Marine Crenarchaeotic Group Ⅰ(MGⅠ,93.6%)是绝对优势菌,还有少量序列属于Miscellaneous Crenarchaeotic Group(MCG)、Marine BenthicG roup C(MBGC)和Marine Benthic Group A(MBGA)。文库多样性分析结果显示东海陆架表层沉积物中有着丰富多样的微生物群落,细菌的多样性更为显著。     

东海近岸沉积物中生物硅的分布

在对测定沉积物中生物硅常用的连续提取法的条件进行详细的摸索,保证数据的可靠性(在特定的离心条件下,多次测定结果表明:试验组数据的标准偏差为0.029和0.036,相对标准偏差为2.41%和3.03%,方法的精密度较高)的基础上,对现场采集的东海近岸沉积物中生物硅的含量进行了测定,结果表明:2005年东海近岸表层沉积物中生物硅的含量呈现近岸低、远岸略高的趋势,东海沉积物中生物硅含量在0.7%～1.6%之间,与表层水体叶绿素的含量呈现正相关关系.其在柱状样中的垂直变化呈现先增加后降低的趋势,与该海域水体的浮游植物历史变化有一定的关系.     

东海近岸表层沉积物中脂肪酸与脂肪醇的组成以及分布与来源

选取了19个东海近岸表层沉积物样品,通过GC-MS分析获得脂肪酸和脂肪醇的特征信息,并结合统计学方法,探讨了调查海区的有机碳来源。结果表明,东海近岸沉积物中脂肪酸的含量为11.58~31.58 μg/g,由正构饱和脂肪酸(SFAs)、一元不饱和脂肪酸(MUFAs)、多元不饱和脂肪酸(PUFAs)及支链脂肪酸(BrFAs)组成。高含量的C12:0-C20:0短链脂肪酸和较丰富的异构脂肪酸以及其他细菌标志脂肪酸的出现表明,海洋微藻-细菌源是脂肪酸的主要贡献者,而陆源脂肪酸的贡献仅占次要位置。脂肪酸的主成分分析结果表明,东海沉积物脂肪酸的全部信息可由海洋微藻-细菌源(PC1)和陆源(PC2)来反映。PC1的贡献率为75.4%,PC2的贡献率为11.9%。表层沉积物中烷基醇主要来源于陆地高等植物,各断面显示离岸越远陆源输入的烷基醇越少。菜子甾醇-甲藻甾醇的比例显示甲藻在研究海区为优势种,离岸越远,菜子甾醇的比例越高,这可能与上升流和台湾暖流带来丰富的营养盐有关。     

东海内陆架泥质区表层沉积物稀土元素的分布特征

通过对东海内陆架泥质区30个表层沉积物样品中的稀土元素、主微量元素、TOC、CaCO3、沉积物粒度进行了分析,讨论了影响稀土元素分布的原因。结果显示东海内陆架中ΣREEs为182.8～221μg/g,均值为206.5μg/g,明显高于黄土、黄河及雅鲁藏布江中稀土元素的含量,与长江、瓯江中稀土元素含量接近。稀土元素的球粒陨石标准化配分模式及(La/Yb)N比值显示,轻稀土显著富集,存在显著的δEu异常。稀土元素上地壳标准化配分模式显示稀土元素与上地壳之间不存在显著的分馏,稀土元素存在显著的"四分性"。稀土元素与粒径、有机质、CaCO3之间不存在相关性,表明研究区中稀土元素含量不受上述3个因素的控制。元素比值及稀土元素上地壳标准化配分模式显示研究区稀土元素主要源于长江。     

东海沉积物中轻矿物的研究

本文对东海大陆架、冲绳海槽及长江表层沉积物中的轻矿物进行了研究。调查区范围为121°-129°E,32°-26°30′N。长江采样区段为芜湖——长江口。共分析了124个样品,其中长江样品11个,东海大陆架样品100个,冲绳海槽样品13个。使用的样品粒级为0.1-0.25毫米。     

南黄海、东海北部陆架区表层沉积物 有机质分布特征

对南黄海和东海北部462个表层沉积物样品进行了有机碳、总氮及粒度测试,以趋探讨表层沉积物有机质的分布规 律及来源。结果表明：南黄海及东海北部陆架区沉积有机碳质量分数分布范围为0.11 豫耀0.82 豫,均值为0.44 豫;总氮质量 分数分布范围为0.01 豫耀0.11 豫,均值为0.06 豫。有机碳及总氮质量分数平面分布特征相似,泥质沉积区质量分数较高,砂 质沉积区较低,最高值位于杭州湾外部。其分布特征明显遵从粒度效应,随着粒度变粗,有机碳、总氮质量分数减小,其中 在粒度>4准的细粒沉积物中,粒度处于6原11准的细粒沉积物更为富集有机碳。沉积物C/N比值显示,南黄海及东海北部大部 分区域沉积有机质为陆地和海洋混合来源,仅在123.5毅E以东、31毅N以南东海中陆架小部分区域为海洋自生来源。     

长江口和东海海域沉积物粒径对有机质分布的影响

利用2007年11月采集于长江口和东海陆架区域的78个站位的表层沉积物样品,以及2007年11月、2008年4月采集于长江口东南和浙江近岸泥质区的悬浮物样品,对长江口和东海海域表层沉积物以及部分站位的悬浮物进行了粒度、有机碳和总氮的分析和研究,探讨了沉积物粒径对有机质运移和沉积过程的影响.结果表明:(1)水体中悬浮物的...     

黄东海表层沉积物中磷的赋存形态和分布特征及其对生态系统的潜在影响

For better understanding the phosphorus(P) cycle and its impacts on one of the most important fishing grounds and pressures on the marine ecosystem in the Yellow Sea(YS) and East China Sea(ECS), it is essential to distinguish the contents of different P speciation in sediments and have the knowledge of its distribution and bioavailability. In this study, the modified SEDEX procedure was employed to quantify the different forms of P in sediments. The contents of phosphorus fractions in surface sediments were 0.20–0.89 μmol/g for exchangeable-P(Exch-P), 0.37–2.86 μmol/g for Fe-bound P(Fe-P), 0.61–3.07 μmol/g for authigenic Ca-P(ACa-P), 6.39–13.73μmol/g for detrital-P(DAP) and 0.54–10.06 μmol/g for organic P(OP). The distribution of Exch-P, Fe-P and OP seemed to be similar. The concentrations of Exch-P, Fe-P and OP were slightly higher in the Yellow Sea than that in the East China Sea, and low concentrations could be observed in the middle part of the ECS and southwest off Cheju Island. The distribution of ACa-P was different from those of Exch-P, Fe-P and OP. DAP was the major fraction of sedimentary P in the research region. The sum of Exch-P, Fe-P and OP may be thought to be potentially bioavailable P in the research region. The percentage of bioavailable P in TP ranged from 13% to 61%. Bioavailable P burial flux that appeared regional differences was affected by sedimentation rates, porosity and bioavailable P content, and the distribution of bioavailable P burial flux were almost the same as that of TP burial flux.     

黄东海沉积物中的还原无机硫

Cold diffusion methods are used to separate and quantify the three reduced inorganic sulfur species into acid volatile sulfide(AVS), pyrite–S and element sulfur(ES) in the sediments of the Yellow and East China Seas. The results show that up to 25.02 μmol/g of AVS, 113.1 μmol/g of pyrite–S and 44.4 μmol/g of ES are observed in the sediments of the Yellow Sea and East China Sea. Pyrite–S is the predominant sulfide mineral in the sediments, while the concentration of AVS is quite low at most stations in the study area. The amounts and reactivity of organic matter are the primary limited factor for the sulfide formation, while an iron limitation and a sulfate limitation are not observed in the sediments of the Yellow Sea and East China Sea. The irregular profiles of the three reduced inorganic sulfur species also reflected the comprehensive influence of sediment composition and sedimentation rates.     

东海和黄海二甲基亚砜（DMSO）的季节和空间变化

Seasonal and spatial distributions of dissolved and particulate dimethylsulfoxide(DMSOd,DMSOp)were measured in the East China Sea and the Yellow Sea during March–April 2011 and October–November 2011.The concentrations of DMSOd and DMSOp in the surface water were 20.6(5.13–73.8)and 8.90(3.75–29.6)nmol/L in spring,and 13.4(4.17–42.7)and 8.18(3.44–22.6)nmol/L in autumn,respectively.Both DMSOd and DMSOp concentrations revealed similar seasonal changes with higher values occurring in spring,mainly because of the higher phytoplankton biomass observed in spring.Moreover,the ratios of DMSOp/chlorophyll a also exhibited an apparent seasonal change with higher values in autumn(35.7 mmol/g)and lower values in spring(23.4 mmol/g),thereby corresponding with the seasonal variation in the proportion of DMSO producers in the phytoplankton community between spring and autumn.In addition,DMSOd and DMSOp concentrations in the surface seawater revealed obvious diurnal variations with the maxima appearing in the afternoon.     

Sediment transport in the Yellow Sea and East China Sea

Eight survey cruises in different seasons have been conducted in the Yellow Sea (YS) and East China Sea (ECS) during the period from 2000 to 2008. Suspended sediment concentration (SSC) and hydrological data were collected during each cruise. Data analysis showed that total suspended sediment mass was approximately 0.18 × 10⁹ tons in the surveyed area during spring and autumn seasons. Highly turbid waters were found in the shallow waters between the Subei coast, the Changjiang estuary and the Zhejiang coast with seasonal variations.     

东海、黄海浮游植物生物量的粒级结构及时空分布

浮游植物是海洋初级生产力的主要贡献者,初级生产过程是碳的生物地球化学循环的基础,它启动了海洋生态系统的能量流和物质流,支持着大量的渔业生产量.不仅如此,通过复杂的反馈机制,这一过程还对全球气候变化系统产生深远影响.沿岸海域只占全球海洋面积的8%,但却提供了26%的全球生物生产量和2/3到3/4的世界渔业产量.因此,许多重大的国际研究计划,如海岸带陆海相互作用(LOICZ)、全球海洋生态系统动力学研究(GLO-BEC)等,都将近海浮游植物研究作为非常重要的课题.     

夏季东、黄海沉积物中甲烷的分布和沉积物-水界面通量

沉积物释放是海洋环境中甲烷(CH_4)的重要来源。通过2013年7月和8月两个航次,对东、黄海泥质区沉积物中CH_4浓度的垂直分布和沉积物-水界面通量进行了研究。结果表明,除个别站位外,黄海沉积物(50 cm以浅)中CH_4的浓度变化范围在0.2～1.0μmol/L之间,长江口及浙闽沿岸附近的沉积物中CH_4浓度则要更高(1.0～2.0μmol/L),而东海东部海域沉积物中CH_4浓度波动范围为0.2～3.0μmol/L。总体来说,东、黄海沉积物中CH_4浓度偏低,这可能与观测到的高浓度硫酸盐(20 mmol/L)有关。通过整柱密室培养实验估算出东、黄海沉积物-水界面CH_4释放速率在0.64～2.12μmol/(m2·d)之间,东、黄海沉积物CH_4释放总量为6.7×108 mol/yr;但采用菲克定律估算的CH_4扩散通量则要比现场培养的结果低2～5倍,表明不同的方法在估算沉积物-水界面CH_4通量上还具有一定的不确定性。     

东、黄海沉积物中叶绿素的分析

研究了 2 0 0 0年 1 0月和 2 0 0 1年 5月东、黄海航次所采集的沉积物中叶绿素 a及其降解产物脱镁叶绿酸的含量与分布 ,比较了沉积物样品在不同氧化还原条件下培养后的叶绿素 a含量的变化。结果表明 ,整个东、黄海表层沉积物中叶绿素 a的含量是以长江口附近的 E4站含量最高 ,1 0月份为 2 .4 8μg/ g,5月份为 3.0 1μg/ g;对各站位 ,随深度增加叶绿素 a和脱镁叶绿酸的含量呈递减趋势 ,到一定深度含量不再变化 ;个别站位叶绿素 a和脱镁叶绿酸的含量在随深度增加而降低的过程中产生了小的突跃 ,可能是由于生物扰动和环境变化引起的 ;脱镁叶绿酸作为叶绿素 a的主要降解产物随深度增加成为叶绿素存在的主要形式 ;充空气和氮气培养均能增加表层沉积物中叶绿素 a的含量 ;比较了 2 0 0 0年 1 0月份沉积物中叶绿素 a与上层水柱中叶绿素 a的相对含量 ,就 5个站位的平均值而言 ,沉积物中的叶绿素占上层水柱中叶绿素的 36 .9% ,而长江口附近的 E4站沉积物中叶绿素的相对含量为 1 1 1 .1 % ,说明这部分含量是不容忽略的     

东海外陆架-陆坡-冲绳海槽不同沉积单元底质沉积物成因及物源分析

通过对东海外陆架-陆坡-冲绳海槽表层沉积物粒度和黏土矿物组成的分析, 探讨了3个不同沉积单元底质沉积物成因及物质来源。结果表明, 东海外陆架→陆坡→冲绳海槽, 沉积物粒度整体上逐渐变细。东海外陆架沉积物具有明显海滩砂或者破浪带砂的特征, 为晚更新世冰消期海侵的产物, 属于“残留沉积”。海槽西坡沉积物粒度参数具有重力流沉积特征, 反映了沉积物由外陆架向海槽以滑塌或重力流的搬运方式。海槽槽底细颗粒沉积物悬移组分占主导的特点体现了半深海沉积特征, 其主要来源于台湾和中国大陆长江、闽江等入海河流。物质来源一方面反映了黑潮对于细颗粒台湾源物质的输运的巨大作用; 另一方面体现了来源于中国大陆源细颗粒物质存在以近底侧向搬运、“冬贮夏输”悬浮搬运等多种输运机制。     

Distribution and contamination of trace metals in surface sediments of the East China Sea

The distributions, contamination status and annual sedimentation flux of trace metals in surface sediments of the East China Sea (ECS) were studied. Higher concentrations of the studied metals were generally found in the inner shelf and the concentrations decreased seaward. The sequences of the enrichment factor (EF) of the studied metals are Cu > Mn > Ni > Zn > Pb > Fe. The values of EF suggest that the metals contamination in the middle and outer shelves of the ECS is still minor. The annual sedimentation fluxes of trace metals in the ECS were: Fe, 3.48 × 10⁷ t/y; Mn, 9.07 × 10⁵ t/y; Zn, 1.08 × 10⁵ t/y; Ni, 4.48 × 10⁴ t/y; Pb, 4.32 × 10⁴ t/y and Cu, 3.1 × 10⁴ t/y, respectively. Approximately 55–70% and 10–17% of the sedimentation fluxes of trace metals were deposited in the inner shelf and the Changjiang estuarine zone.