8000a以来东海内陆架化学风化过程及其对气候事件的响应

中国边缘海陆架泥质体是全新世高海平面以来形成的重要沉积单元,沉积速率高和连续性好的特征使其成为研究高分辨率气候和环境变化的理想载体。通过对东海内陆架泥质区中部的浅钻岩芯MZ02孔进行粒度、常量与微量元素、AMS~(14)C分析,获得粒度和常微量元素随时间变化的高分辨率演化序列。结果表明,全新世早期沉积物为较粗颗粒的粉砂为主,且粒度参数变化明显,指示了沿岸流、潮流、波浪综合作用下的前滨-近滨沉积环境;8 000 a以来陆架区沉积物以细颗粒黏土质粉砂为主,沉积环境稳定,以沿岸流控制的浅海沉积为主。沉积物化学蚀变指数(CIA),w_(CaO)/w_(K_2O),w_(CaO)/w_(MgO)和w_(Ba)/w_(Sr)比值反映8 000 a以来化学风化过程可分为4个时期,包括8000～6000 a B.P.的缓慢减弱期、6000～2200 a B.P.的频繁波动期、2200～1050 a B.P.的迅速减弱期及1050 a B.P.以来的逐渐增强期。地球化学指标同时指示的9次极值揭示东亚季风驱动的降温事件分别发生于7200 a B.P.,6000 a B.P.,4200 a B.P.,3600 a B.P.,2300 a B.P.,800～120 a B.P.时期。相应的降温证据亦存在于其他区域的不同介质中,揭示气候变化的区域性乃至全球性联系;频谱分析结果显示所选择地球化学指标存在79～200 a周期变化规律,指示太阳活动对中国东部区域沉积物化学风化及气候变化的控制作用。     

基于改进模糊综合-指数平滑法的地下水水质评价和预测

地下水水质评价是进行地下水资源开发、管理的基础,地下水水质预测是对未来的地下水水质变化趋势进行预报,可为地下水污染防治提供科学的依据。在模糊综合评价中,分别采用聚类权法、加权平均算子和级别特征值法,对传统方法的权重确定、算子选择和结果向量分析等关键环节进行改进;在指数平滑预测中,根据拟合结果确定指数平滑的类型,采用试算法选取权系数,并应用于大沽河地下水源地水质评价和预测。评价结果表明,改进的模糊综合评价可解决传统方法的不适性问题,可根据级别特征值比较评价等级相等的水质,更具实用性和合理性;预测结果表明,李戈庄采区和仁兆-朴木采区未来十年水质将持续恶化,且通过卡方检验分析2016-2017年预测的误差,验证了预测方法的有效性。     

东海内陆架泥质区中全新世环境敏感粒度组分的地质意义

尝试恢复了中全新世东亚冬季风表现出的太阳活动以及ENSO周期变化。通过对东海内陆架泥质沉积区EC2005孔进行粒度分析以及AMS碳-14测年,对高分辨率敏感粒度资料揭示的中全新世近700a(距今5.2~5.9ka)东亚冬季风记录与GRIP冰心氧同位素记录的气候变化进行了对比,良好的对应关系说明,东亚冬季风变化与格陵兰冰心揭示的古气候变化有某种内在联系,期间东亚冬季风的增强得到了良好的区域性响应,同时又具有全球性背景。中全新世东亚冬季风具有明显的周期变化,主要表现为62,11a的太阳活动周期以及与现代ENSO周期相似的6,5a周期。东海内陆架EC2005孔泥质沉积物揭示的中全新世东亚冬季风变化与格陵兰冰心氧同位素记录的良好对应说明两者有相似的发生机制,可能是太阳活动以及古ENSO对全球气候系统的影响所致。     

基于稳定同位素方法的东海中南部海域主要饵料生物营养生态位季节变动的研究

饵料生物在海洋生态系统中处于承上启下的关键地位,为准确评估东海中南部海域饵料生物的营养关系,基于2018年11月和2019年4月两个航次调查中收集的饵料生物的碳氮稳定同位素数据,对其营养生态位的季节变动特征及种间竞争关系进行了研究。结果表明：该海域饵料生物的碳氮稳定同位素比值跨度较大,海域整体食源多样性水平较高,营养结构较稳定;饵料生物δ13C和δ15N值存在明显的季节差异,春季饵料生物的营养级显著低于秋季;浮游动物的营养生态位在两个季节间未发生明显的偏移,但其他饵料生物的生态位的位置和重叠度发生了一定变化,这或许与饵料生物摄食选择的季节差异有关;鱼类、虾类和头足类的营养生态位在不同采样时期分别表现出不同的重叠和分化特征,证明了不同饵料生物对食物选择的差异性。相关研究结果可为类似海域生物营养生态位的研究提供参考,也可为东海海域渔业资源的可持续开发利用和生态环境的保护提供科学资料。     

基于主成分分析法的泉州湾表层沉积物中重金属污染可能来源分析

通过测定泉州湾潮间带表层沉积物中重金属含量,并用地质累积指数（Igeo）对各重金属元素的污染状况进行了评价,发现泉州湾表层沉积物中各重金属元素污染状况可分为4类：无污染（Igeo〈0）的元素为Co（Igeo=-0.67）;轻-中度污染（0〈Igeo〈1）的元素为Cr（Igeo=0.65）、As（Igeo=0.52）、Zn（Igeo=0.75）、Pb（Igeo=0.11）;中度污染（1〈Igeo〈2）的元素为Cu（Igeo=1.58）、Ni（Igeo=1.32）、Mn（Igeo=1.08）;极严重污染（Igeo〉5）的元素为Cd（Igeo=8.70）.通过主成分分析法（PCA）进一步研究了沉积物中重金属的来源,发现前3个主成分的贡献率分别为32.884%、31.676%、21.988%.这表明重金属污染主要有3个来源：即工业点源排污;矿物开采及农业化肥农药使用的非点源污染;岩石的自然风化侵蚀过程和有机质降解产生的内源释放.同时聚类分析结果表明,调查的9个站位根据其在重金属污染程度上的差异,可分为3个大类：2～7号站位为第1类;1号站位为第2类;8、9号站位为第3类.这反映了泉州湾潮间带表层沉积物中的重金属污染物空间分布特点即重金属污染物含量由湾内向湾外逐渐降低,同时也支持了晋江和洛阳江的工业点源排污、矿物开采和化肥农药残留的非点源污染是沉积物中重金属主要污染源的分析.     

东海四个赤潮监控区水质状况比较的初步研究

根据2002年度赤潮多发期东海岱山、象山港、三都湾和厦门4个赤潮监控区水质监测资料,分析、讨论了各赤潮监控区在赤潮多发期主要水质环境参数、营养盐结构、水质富营养化以及有机污染程度的异同,研究结果表明：在赤潮多发期,4个监控区盐度和pH,DO,COD以及DIP含最差片不大,而NO2-N,NO-N和NH4-N含最差异最显著;营养盐结构分析则表明在赤潮多发期4个监控区NO-N甲均含量占DIN含最的57．4％～94．7％,是监控区无机氮的主要存在形式,也是决定监控区N和P营养盐结构的主要环境因子,各监控区海域浮游植物的限制因子均为P。富营养状态指数和水质指数分析则表明,除三都湾赤潮嗡控区外其他3个监控区水质均呈富营养化状念,目三都湾海域水质属轻度有机污染,而其他三个监控区海域水质均属严重污染。     

东海西部陆架海域水团的季节特征分析

On the basis of the CTD data and the modeling results in the winter and summer of 2009, the seasonal characteristics of the water masses in the western East China Sea shelf area were analyzed using a cluster analysis method. The results show that the distributions and temperature-salinity characteristics of the water masses in the study area are of distinct seasonal difference. In the western East China Sea shelf area, there are three water masses during winter, i.e., continental coastal water（CCW）, Taiwan Warm Current surface water（TWCSW） and Yellow Sea mixing water（YSMW）, but four ones during summer, i.e., the CCW, the TWCSW, Taiwan Warm Current deep water（TWCDW） and the YSMW. Of all, the CCW, the TWCSW and the TWCDW are all dominant water masses. The CCW, primarily characterized by a low salinity, has lower temperature, higher salinity and smaller spatial extent in winter than in summer. The TWCSW is warmer, fresher and smaller in summer than in winter, and it originates mostly from the Kuroshio surface water（KSW） northeast of Taiwan, China and less from the Taiwan Strait water during winter, but it consists of the strait water and the KSW during summer. The TWCDW is characterized by a low temperature and a high salinity, and originates completely in the Kuroshio subsurface water northeast of Taiwan.     

东海陆架盆地CO2地质封存适宜性评价

温室气体过量排放引起了明显的全球气候变化及诸多次生灾害,CO2捕集与地质封存技术应运而生。中国东海沿岸CO2排放源众多,但陆上盆地面积狭小,无法满足巨量CO2封存的需求。根据相关学者做出的中国全海域级碳封存适宜性评价,东海陆架盆地在中国近海盆地中碳封存适宜性排名第3,面积宽广且封闭性好,因此,在此基础上对东海陆架盆地开展了盆地级碳封存适宜性评价。结合专家意见和相关学者研究成果,利用模糊综合评价法和层级分析法确立了适宜性评价指标体系及指标权重,再根据盆地内各二级构造单元的相关地质资料,按照评价指标分级赋分表对各单元的每个评价指标进行评分,结合权重计算出综合适宜性评分。综合考虑碳封存容量、封闭性及可操作性的评价结果认为,台北坳陷为盆地中碳封存综合适宜性最好的单元,可作为优先实验性封存区。     

渤黄东海40年温盐流模拟与初步分析

使用ROMS(regional oceanic modeling system)模式模拟了40年的渤黄东海温盐流,数据包括三维的温度、盐度、流速、流向和海表高度,同时包含了逐小时的潮汐信息。将模拟结果与观测资料和卫星反演数据进行对比,检验了模式准确性。整体上,模式模拟的水位与近岸观测值基本一致,能够准确再现风产生的增水;模式较为准确的再现了渤黄东海的温度分布,在深水区模拟的温盐剖面与观测值基本一致;模式模拟渤黄东海区域的海表高度和海表流与卫星反演结果相比偏小,但分布趋势相近。模式结果可以为研究气候变化对水位的影响和黄海暖舌的扩散过程等现象提供数据支持。     

东海油气资源区海底稳定性评价研究

海洋灾害地质因素是影响海洋开发活动安全的重要因素。通过提取东海油气资源区的地球物理和工程地质资料中的灾害地质因素和对东海油气资源区灾害地质环境的充分研究,以灾害地质因素为评价因子,应用GIS技术,采用加权统计模型对研究区的海底稳定性进行分区定量评价。利用评价结果,确定了东海油气资源区基于地貌类型区划的海底稳定性级别。     

Environmental record from the mud area on the inner continental shelf of the East China Sea since the midHolocene

Paleoclimate record was revealed in Core MZ01 covering the mid-Holocene in age, located in the mud area of the inner continental shelf of the East China Sea. The ancient environment featured low-energy shallow sea shelf deposition formed mainly by coastal currents. The results show that temporal variation in geochemistry corresponds with the climate changes inferred from historical record. Relatively low MgO/Al₂O₃, CaO/K₂O and high Al₂O₃/Na₂O, K₂O/Na₂O, MnO/CaO values reflected a warm and humid climate in general, and vice versa. Therefore, these chemical indices could be applied to identify the variation of palaeoclimate in eastern China. The authors reconstructed the history of mid-Holocene climatic variation of the inner continental shelf of the East China Sea. From 8 300 a BP to 4 200 a BP, the climate was moderately warm and humid. From 4 200 a BP to 2 000 a BP, the climate turned cool and dry, and the regional climate frequently fluctuated in alternation of cool-dry periods (3 700 a BP, 2 850 a BP and 2 400 a BP) and warm-wet periods (3 250 a BP and 2 650 a BP). After 2 000 a BP, the climate of the study area gradually turned warm again, while the Little Ice Age, a cold event centered at around 250 a BP was indicated by those geochemical indices as mentioned above.     

东海陆架盆地的前新生界

根据东海陆架盆地周边地质、地球物理和钻井资料,应用岩石学、古生物学、同位素年代学、层序地层学等分析方法,研究东海陆架盆地的前新生界.陆架盆地广泛发育中生界,其中盆地南部发育最全,以三叠—白垩系陆相碎屑岩为主,中部隆起带以发育侏罗—白垩系的陆相火山岩为主,以台湾海峡为中心的盆地南部有海相—海陆过渡相的中生界.在盆地南部钻遇的年龄为1680 Ma的黑云角闪斜长片麻岩和在北部钻遇的糜棱片麻岩分别为浙闽东部前震旦纪变质岩和浙北晚元古代变质岩在海中的延伸.陆架地区晚古生代可能属于亚洲大陆东缘优地槽带的冒地槽,在盆地内尤其在东部坳陷带可能有晚古生代浅变质岩.     

基于浮标观测的东海赤潮高发区秋、冬季漫射衰减系数的反演

浮标测量的光学数据时间序列长、分辨率高, 能可靠地测量快速变化的漫射衰减系数(K_d)。东海赤潮高发区水体中的浮游植物生物量及悬浮泥沙含量存在较大的变化, 光学性质复杂。文章利用2013年9月至2014年1月的海洋光学浮标数据, 获得了该海域水体的表观光学特性, 基于K_d(490)与遥感反射比[R_rs(λ)]的相关关系建立了K_d(490)的经验算法, 并与已有7种反演算法进行了比较。结果表明, 该海域的K_d(λ)及R_rs(λ)具有显著的Ⅱ类水体光谱特征, 其中, K_d(490)的范围为0.01~4.31m^-1, 水体的浑浊程度变化大。K_d(490)与R_rs比值的相关性较好, 据此建立了以R_rs(650)/R_rs(510)、R_rs(555)/R_rs(510)作为自变量的K_d(490)双比值经验算法。将新建算法反演获得的K_d(490)与实测K_d(490)相比, 均方根误差、平均相对误差百分比和线性回归的决定系数分别为0.27m^-1、27.08%和0.77, 优于其他7种算法。算法精度的提高源于新建算法选择的R_rs能充分反映水体信息, 并适应水体组分的变化, 可为东海赤潮高发区K_d(490)的反演提供较好的选择, 并为海洋光学浮标在水体环境监测中的应用提供示例。     

Distributions of nutrients in the East China Sea and the South China Sea connection

Surface maps of nitrate, phosphate and silicate of the East China Sea (ECS) have been constructed and are described. Reports on exchanges of material between the ECS and the South China Sea (SCS) through the Taiwan Strait are reviewed. Recent advances seem to have reversed the earlier view that the SCS exports nutrients to the ECS through the Taiwan Strait. This is because the northward flow of seawater in the summer carries little nutrient. On the other hand, the waters flowing southward along the coast of China in winter carry orders of magnitude higher nutrient concentrations. The outflow of subsurface waters from the SCS, however, is the major source of new nutrients to the ECS continental shelves because these subsurface waters flow out of the Luzon Strait, join the northwardly flowing Kuroshio and enter the Okinawa trough. Around 10% of the nutrients exported from the SCS through the Luzon Strait upwell onto the ECS shelf. These inputs are larger than the aggregate of all the rivers that empty into the ECS, contributing 49% of the externally sourced nitrogen, 71% of the phosphorous, and 54% of the silica for the ECS.     

东海海域海水中颗粒氨基酸(PAA)的组成与含量的分布调查研究

海水中的有机物的含量微少，约为0.5~2.0 C mg/L，但其种类复杂。其中以溶解有机物(DOM)为主，而颗粒有机物(POM)所占比例则更少。大洋海水中的POM主要来源于浮游生物等的死骸及其分解碎屑；另外还有海水中受风浪影响所进行的DOM-POM的动力平衡产物。近岸海水还受河流和大气带入的陆源尘影响。POM主要由颗粒氨基酸(PAA)组成。即由Asp、Glu、Thr、Ser、Ala、Gly、Leu、Ile、Val、Met、Cys、Tyr、Lys、His、Arg、Phe、Pro等17种氨基酸组成。它们是食碎动物的主要食物，构成海洋食物链的一环，与该水域生产力有直接联系。纪明侯等(1992)于1983年和1984年首次对青岛胶州湾海水中的颗粒氨基酸的组成和含量的变化及其季节变化进行了调查研究。并且在1982年和1984年前后对渤海湾、黄河口和长江口附近水域同样调查研究了表层海水中PAA的组成与含量分布。他们还于1981年7、8月和1982年7、8月乘“科学一号”考察船进一步研究了长江口外东中国海，包括福建省外海、济州岛附近海域和黑潮流域26°00′-33°00′N、123°00′-129°00′E范围内海域的20余个站位的表层海水和部分站位上不同水深中的PAA的组成和含量。兹将调查研究结果报道如下。