南海温度锋的分布特征及季节变化

利用50a(1950—2007年)的SODA(Simple Ocean Data Assimilation)数据分析了南海上层温度锋分布特征以及季节变化规律。结果表明:受季风、太阳辐照以及诸多因素影响,温度锋季节变化明显,锋面结构复杂。冬季,温度锋基本沿陆架分布,存在于南海北部海区,从台湾海峡一直延伸到北部湾,发育比较显著;春季,主要出现在南海北部海区、北部湾、越南东部海岸,分布比较广泛;夏季温度锋出现概率增加,出现区域扩大,越南东部出现大面积温度锋;秋季南海中西部海域存在大面积的温度锋。

氧同位素在海洋磷酸盐研究中的应用

海洋中磷酸盐的氧同位素组成不但记录现代海水磷循环的信息(磷酸盐的来源和生物地球化学作用),还记录古环境的信息。因此,利用氧同位素研究海洋磷酸盐正日益受到国内外研究人员的重视。本文综述了利用磷酸盐氧同位素研究方法及其在现代海洋环境与古海洋的应用进展,展示了中国海洋磷酸盐氧同位素研究现状,提出了今后的研究方向。

南亚热带全新世火灾记录的气候变化及人类影响

选取华南沿海丘陵山地3个南亚热带不同地点及海拔的钻孔岩芯进行了微炭屑统计分析,结合孢粉分析结果,揭示全新世以来的植被变化与火灾历史,并探讨火灾事件与季风变化和人类活动的关系。结果表明:从8 000―3 500 cal.a B.P.,3个钻孔的微炭屑浓度均极低,证明该时段森林火灾频率很低,同时高木本含量的孢粉分析结果反映了亚热带阔叶林的繁盛,并指示全新世大暖期湿润和降雨丰沛的气候特征。加上早中全新世南方人口稀少,无"刀耕火种"等大面积农业活动。从3 500 cal.a B.P.开始,多个钻孔显示出微炭屑含量的迅速增加并持续高值,这与华南地区夏季风减弱导致降雨减少、气候变干,以及华南地区人类历史从新石器晚期进入商周时代的转折期密切相关。同时,孢粉指示的阔叶类木本植物含量显著减少,表明火灾对森林破坏逐渐严重。2 000 cal.a B.P.以后,人口出现第一次增长高峰,考古出土的器物证明牛耕和铁器农具开始广泛使用,农业快速发展。这一时期低海拔的GY1和中海拔的LTY钻孔微碳屑含量维持高值,禾本科以及芒萁属等次生植物孢粉含量快速增加。这反映了秦或南越国以后在华南地区较低海拔山地和平原农业活动得到迅速发展。此外,位于海拔1 600 m以上的钻孔GT-2的微碳屑记录显示:高海拔山区在800 cal.a B.P.以后才开始出现频繁的森林火灾,反映人类农业活动和人口增加扩张到高海拔山区。

近35a南海海-气温差不同资料比对及变化特征分析

基于ICOADS、ERA-Interim 2种资料,对近35 a南海海-气温差空间分布进行比对,并使用经验正交分解及小波分析讨论了该区域海-气温差的时空分布变化特征。结果表明:ICOADS及ERA-Interim资料均可反映南海海-气温差的实际分布,但同一区域内ERA-Interim下的海-气温差数值较ICOADS偏低,且ERA-Interim在近岸特征不明显;南海南北部海-气温差呈跷跷板型变化,4、5月达南负北正峰值,11月达南正北负峰值;夏、秋季南海海-气温差的年际变化呈波动下降趋势,夏季海-气温差在北部湾与南海主体海域间呈跷跷板关系,秋季南沙群岛海域存在明显海-气温差高值区;四个季节南海海-气温差准3 a振荡周期显著,冬、春季还具有准11 a振荡周期;海-气温差与夏、秋季Ni?o3.4指数呈正相关,冬、春季呈负相关。

北极楚科奇海沉积生物硅的分布及其硅质泵过程初探

依托第3次、第4次、第5次北极科学考察在北极楚科奇海采集的表层沉积物样品,通过碱液连续提取法对生物硅含量进行分析,以探讨楚科奇海的生物硅分布及硅质泵过程。结果显示,楚科奇海表层沉积物中生物硅的含量为1.23%~10.60%。高值区位于楚科奇海陆坡处72°N附近和楚科奇海南部阿纳德尔流和西伯利亚沿岸流的交界处68°N附近,低值区位于楚科奇海东部阿拉斯加沿岸流影响区域,其生物硅含量小于3%。楚科奇海表层沉积物中生物硅的分布与上层水体的初级生产力的分布格局较一致,而影响上层水体浮游植物生产的两个重要因素分别为楚科奇海环流格局（尤其是太平洋入流水的影响）和海冰融化。生物硅和有机碳之间存在很好的正相关关系,表层沉积物中蛋白石/有机碳（Sibio/Corg）的比值为1.6~2.02,与北太平洋中该比例相当,表明上层海洋硅质泵过程对楚科奇海碳埋藏的贡献较大,使得楚科奇海成为全球海洋吸收大气CO2重要的汇之一。

琼东海域冬季、夏季营养盐结构特征及其对浮游植物生长的影响

研究了琼东海域冬季(2012年12月)和夏季(2013年8月)表层水体营养盐结构特征和营养盐对浮游植物生长的限制情况。结果表明:2012年冬季,调查海域除了北部站位DIN、Si O32-浓度和nDIN/nP、nSi/nP比值较高之外,其余站位营养盐浓度和比值整体比较低且分布比较均匀,这是由于北部站位受到了具有高浓度DIN、Si O32-和低浓度PO43-的广东沿岸流的影响;2013年夏季,由于夏季河流径流量大,琼东近岸海域受到具有低浓度DIN、PO43-和高浓度Si O32-特征的河流影响,同时夏季近岸生物量增大和层化作用增强,因此DIN和PO43-浓度分布比较均匀,Si O32-浓度和nSi/nDIN、nSi/nP比值呈近岸高离岸低的分布特点。进一步分析该海域营养盐对浮游植物生长的可能限制因子发现,表层水体冬季呈现明显的硅限制,其限制因子几率为58.83%,夏季呈现氮-硅协同限制的可能性。由于生物利用、季节性的河径流量、广东沿岸流以及层化作用的影响,使得营养盐限制因子由冬季的硅限制转变为夏季的氮和硅共同限制。

泥页岩储层测井沉积学分析——以泌阳凹陷泌页HF-1井核桃园组为例

【目的】以泌阳凹陷泌页HF-1井核桃园组页岩油储层为研究对象,分析泥页岩地层测井的沉积学。【方法】通过改进的Δlog R方法,建立适合研究区泥页岩有机质含量的测井计算公式;根据计算的有机质含量,结合矿物组分含量及自然伽马能谱测井特征,分析沉积环境变化。【结果与结论】利用测井资料计算泌阳凹陷泌页HF-1井核桃园组泥页岩地层中的TOC,取得较好的效果,计算公式可在本研究区其他未取岩心的井中推广应用。泌页HF-1井核桃园组2 390~2 465 m地层由底部到顶部其沉积环境变化:湿润多雨的气候条件下基本一直处于还原环境,但是随着湖水深度逐渐变浅以及陆源物质输入的增加,地层中有机碳含量逐渐减少;其中2 432~2 461 m地层为深水还原环境,陆源物质输入较少,有利于有机质的堆积和保存,是最有利的页岩油储层赋存潜力段。

西北太平洋楚科奇海沉积物-水界面营养盐输送通量估算

陆架区沉积物间隙水的营养盐再生是水体营养盐补充的重要途径之一。楚科奇海陆架区中部沉积物间隙水中的营养盐分布,是物理和生物扰动较弱状态下的沉积物-水界面的典型分布。本文对中国第4次北极科学考察采集的4个多管短柱沉积物样品及多管样站位的上层水样进行分析,得到沉积物间隙水、上覆水以及水柱中营养盐数据。结果表明,沉积物间隙水各营养盐浓度均先随沉积深度增加而呈指数快速升高,记为Ⅰ层;然后进入沉积物再矿化作用与营养盐移出速率相互抵消的稳定变化层,营养盐浓度在该阶段基本不变,记为Ⅱ层;最后是营养盐缓慢递减层,记为Ⅲ层,由于该层有机质降解作用耗尽氧气,NO-3和PO3-4被还原细菌利用而失去氧离子。通过双层模式和Fick第一扩散定律,计算得出楚科奇海沉积物-水界面硅酸盐、磷酸盐和硝酸盐的扩散通量分别为1.660mmol/(m2·d)(以Si计量)、0.008mmol/(m2·d)(以P计量)、0.117mmol/(m2·d)(以N计量)(以R06站为例)。四个调查站位沉积物中硅酸盐的扩散通量分别为3.101mmol/(m2·d)(以Si计量,CC1站)、1.660mmol/(m2·d)(以Si计量,R06站)、1.307mmol/(m2·d)(以Si计量,C07站)、0.243mmol/(m2·d)(以Si计量,S23站),含量呈现明显的纬度分布特征。沉积物间隙水N*的分布表明,楚科奇海沉积环境具有很强的反硝化过程,沉积物脱氮作用是硝酸盐一个重要的汇。

湖光岩玛珥湖表层沉积物粒度特征及其物源指示意义

对湖光岩玛珥湖82个表层沉积物样品进行粒度分析,计算平均粒径、分选系数、偏度和峰度等参数。结果表明:湖光岩玛珥湖表层沉积物主要包括泥、粉砂、砂质粉砂和粉砂质砂4种类型。粉砂和泥在湖内分布范围最广,为主要沉积类型;砂质粉砂和粉砂质砂主要分布在近岸区域,分布范围较小。沉积物平均粒径(Φ值)变化范围2.1~7.5,平均值为6.8,粒度具有由岸向湖随水深增加而逐渐变细的趋势,但在部分近岸区域,由于雨水汇集入湖导致粒度参数变化剧烈。靠近湖岸和火山岩壁,沉积物颗粒最细的区域并未出现在湖水最深处。湖光岩玛珥湖的表层沉积物频率曲线表现为4个明显的组分峰值,尽管沉积物质主要来源为四周火山岩风化产物,但是远距离搬运的细颗粒仍然对沉积物的粒度组分产生较大的影响。

湛江湾区域氮收支估算

利用2010年湛江湾区域的自然条件、人口、农业、工业、环保等基本统计数据和相关参数对该区域氮的收支进行估算,分析其产生原因和环境影响。结果表明,2010年湛江湾区域氮的输入总量为53 718.55 t,各氮源按输入量大小排序为化肥氮、人畜排泄物氮、大气沉降氮、农田自身固氮、作物残体氮、农田共生固氮和工业废水氮;区域氮输出量为44 536.75 t,其中34.12%由水体输送到湛江湾,33.53%通过反硝化和17.13%经挥发进入大气,作物收获氮带走了剩余的15.22%;盈余氮量9 181.80 t储存于区域内。湛江湾区域氮负荷为249.99kg·hm-2·a-1,陆地氮通量为200.11 kg·hm-2·a-1,远高于北江流域、珠江三角洲地区,仅稍低于经济发达的长江三角洲地区。

琼东上升流和越南沿岸上升流对超强厄尔尼诺事件响应的对比分析

利用海表温度(SST)、海面高度(SSH)、风场、热通量等数据,比较分析琼东上升流和越南沿岸上升流对1998年和2016年两次超强厄尔尼诺事件的响应。结果发现,两个上升流对同一厄尔尼诺事件的响应以及同一上升流区对两次厄尔尼诺事件的响应均不同。1998年夏季,琼东海域风场异常利于上升流发展,上升流增强,越南沿岸风场异常不利于上升流发展,上升流减弱;2016年夏季,两个上升流区均为利于上升流的风场异常,但琼东沿岸冷水区却大幅缩小,SST明显升高,越南沿岸冷水区变化不大,但总体温度也升高。这表明,除风场外,琼东和越南沿岸上升流还受其他过程影响。海洋动力过程分析发现,同一时间同一上升流区的海表温度异常(SSTA)变化与海面高度异常(SSHA)变化最为一致。1998年夏季,琼东的负SSHA和越南以东的正SSHA均与风场异常作用一致,从而琼东上升流增强,越南沿岸上升流减弱。2016年夏季,琼东和越南以东均为正SSHA,抵消了利于上升流的风场异常,使得琼东和越南沿岸上升流减弱。同一时间不同海区相比,风应力旋度异常对琼东上升流SSTA影响更大,SSHA和沿岸风应力异常则对越南沿岸上升流影响更明显。海面高度异常表征的中尺度涡和风场异常(尤其是沿岸风应力异常和风应力旋度异常)是超强厄尔尼诺后沿岸上升流变化的重要影响因素。

湛江市辖区2002―2013年氮收支演变及环境效应

通过获取2002―2013年湛江地区的自然资源、工业、农业、人口和环保等基本统计数据和相关参数,评估了湛江市辖区氮素的来源去向、收支演变趋势及环境效应。结果显示,氮输入总量在35 444.03~40 466.69 t波动;氮源的贡献为化肥氮、人畜排泄物、大气沉降、作物残体和工业废水,其中化肥氮的贡献率从2006年开始呈降低趋势,2008年之后趋于平稳,这可能与2006年湛江开始实施农田测土配方施肥有关;而工业废水氮的输入量在2010年之后迅速增加,与2009年东海岛工业基地的开工有关。氮输出总量在2002―2006年增长了16.35%,2007年开始降低并趋于稳定。氮负荷较高且与耕地面积比例显著相关。氮盈余量变化较大,2002年为6865.97 t,2013年降低到3 998.96 t,呈减少趋势;年盈余负荷由47.03下降至23.48 kg/hm2。对单位面积施肥量和作物收获氮/施氮量值的分析表明,该地区面临着氮收支不平衡造成的氮污染潜势。

中国及邻区利用孢粉进行古气候定量重建的回顾与数据集成

摘要利用孢粉与气候的关系进行定量古气候重建是陆地古环境研究的重要手段，作为植被生态系统对气候变化响应的量化指标，孢粉数据及其定量古气候研究结果对理解冰期一间冰期的气候波动幅度及季风演变均具有十分重要的意义。本文回顾了我国学者利用孢粉数据进行定量古气候重建的历史发展过程，并对中国及局边地区利用孢粉进行定量古气候重建的数据进行收集整理。资料显示，我国几十年来引入的孢粉一气候重建方法最常用的是转换函数和最佳类比法。目前对于第四纪时间段已进行气候重建的孢粉资料不少于50个，重建结果覆盖的年代多集中在全新世以内，大部分研究采用的替代气候参数为年平均温度、年降雨量以及最冷月温度和最热月温度。对我国及邻区的一些年均温度距平的集成分析显示，全新世10．0—7．2cal．kaB．P．为振荡或起伏较大的增温期，早一中全新世总体年平均温度比现代约高出1．0～1．5℃，在4．1～2．1cal．kaB．P．为平缓降温时期，从2．1cal．kaB．P．至今为显著降温期；而年降雨量的数据标准化集成结果显示，冰消期至7．0cal．kaB．P．左右各地的重建结果差异较大，并与石笋氧同位素结果有较大的不同，但降雨量的数据集成在6．0cal．kaB．P．以来共同趋势大致相互吻合，如从4．2cal．kaB．P．开始降雨量降低，与石笋氧同位素可以对比。随着孢粉研究的年代精度提高和方法的进一步成熟，以及现代参照系孢粉代表性样点的不断扩大和国内外资源的共享，孢粉一气候定量重建已成为第四纪古环境恢复不可替代的研究内容。从目前的发展趋势看，孢粉学一定会更好地为区域和全球的第四纪定量气候研究做出新的贡献。

肇庆高要泥炭沉积揭示的全新世植被演变及人类活动历史

位于珠江三角洲西北边缘地区的肇庆高要钻孔岩芯长610cm,其泥炭沉积物记录了全新世的沉积过程、植被演变和人类活动历史.根据木屑及泥炭沉积物的AMS-^14C测年,钻孔底部年龄按沉积速率外推大约为6100cal.a B.P..在孔深536～ 175cm段发现以水松（Glyptostrobus pensilis）为主的原位腐木根茎和泥炭沉积.孢粉研究表明近6000年来钻孔所在区域植被类型发生了明显变化,经历了常绿阔叶林→水松森林沼泽→常绿阔叶林→草地沼泽→次生林及草地农田5个阶段.当地的水松沼泽群落在4900～ 2900cal.aB.P.期间十分繁盛,该阶段后期随着沼泽湿地面积的缩小呈现缓慢衰退的趋势;在2900cal.aB.P.左右水松林面积大幅缩小,水松森林沼泽快速转变成浅水及早地莎草科、禾本科为主的草地沼泽;约1700cal.aB.P.后研究区域残余的天然水松基本消失.炭屑分析表明,火灾事件始于距今3500cal.aB.P.,与该地区新石器时代末期相对应,揭示了该区域早期农业的初始时代.乔木植物的比例在2660cal.a B.P.骤减,禾本科、里白/芒箕、松属等先锋属种大量生长,这个过程伴随着炭屑浓度的大幅增加,指示人类刀耕火种活动逐渐增强.研究表明,晚全新世三角洲进积、海岸带推移、潜水位下降和人类活动等综合因素导致了研究区域水松林的消亡,近2600年三角洲早期农业的发展大大加剧了当地水松群落的衰退速度.