我国海洋初级生产力研究二十年

回顾和论述了我国学者近 2 0年来在海洋初级生产力观测研究的进展。随着我国资源与环境问题的日益突出 ,初级生产力研究越来越受到重视 ,研究海域也越来越广阔 ,研究的方法不断改进与完善。 2 0年来我国海洋初级生产力研究取得了很大成绩 ,基本搞清了我国海域的状况 ,为生态系结构与功能研究、为渔业资源的合理开发与可持续发展、为海洋环境质量的评价和赤潮的监测与预报等提供了重要科学基础。目前该项研究正在向更广和更深的层次发展 ,并且与特定的研究目标紧密联系 ,有些研究项目已与国际接轨。加强大空间尺度和长时间序列的观测研究及其与相关学科的综合研究 ,和采用现代化的观测手段 ,必将使该领域的研究提到一个更高的水平。

^(234)Th作为海洋学中示踪剂的研究进展

234Th是海洋中日、周、月时间尺度上和颗粒物运动有关的过程的良好示踪剂,常用于海洋碳循环最为重要的区域———真光层中颗粒物的循环,以及和生物中介有关的及一些相对较快发生的海洋过程的研究2。34Th对我们研究由CO2循环导致的全球变暖问题,了解各种元素和化合物在海洋中的分布行为和最终归宿,促进全球质量平衡归宿模型的构建,研究某海域的生物泵与初级和新生产力,促进我们对海洋的进一步了解并引导它健康可持续地为人类所利用等方面有着重要的意义。简要论述了234Th作为海洋学中示踪剂的原理和发展过程,比较了目前所使用的各种采样和测量方法,详细介绍了它在垂直通量、颗粒物循环、水平传输和沉积物动力学等方面的应用,并针对目前存在的问题和不足简要归纳了未来研究的方向。到目前为止,234Th仍然是最快的自然颗粒物活性计时器,而样品处理、分辨率和处理量等方面的进步则推动了234Th在海洋学研究中更广泛的应用。开阔大洋中很多234Th工作都是在JGOFS计划的支持下进行的,因此,234Th应用的潜在前景可针对JGOFS计划未完成的问题而进行深入研究。

与海洋地磁日变改正有关的长期变化和磁扰的处理

提出地磁日变改正中需要顾及地磁长期变化和磁扰的可靠分离,保证磁力数据改正处理具有明确的基准,提高拼接整合的精度。如果日变站能够控制测区,两者可采用时间同步固定的地磁正常场作为磁异常基准,测区的地磁长期变化由日变站实测的地磁长期变化来改正,反之,对日变站和测区应分别采用时间同步变化的地磁正常场作为磁异常基准,测区的地磁长期变化由地磁正常场的地磁长期变化来改正。为此,应该明确定义与时间相关的日变改正基值为地磁正常场与地磁异常之和。通过磁静日总场观测值偏离正常场的某种形式的长期平均值,可以逼近日变站的地磁异常。磁扰的分离应保证磁扰初动和消失相对于磁静日无磁扰的连续过渡。采用综合模型一并进行日变改正、正常场及其长期变化改正,可以更好地解决目前日变改正中遇到的问题。

全海洋浅地层剖面仪及其应用

全海洋浅地层剖面仪(Topographic Parametric Sonar,TOPAS)PS 018系统是目前世界上最先进的浅地层剖面仪之一。该系统是全海洋宽带非线性差频浅地层剖面仪,可对海底地层进行全方位测量,同时还兼有测量水深的功能,最大地层穿透深度为150 m,最小分辨率为0.3 m。系统多种发射信号(Ricker波、Burst波和Chirp波)的选取方便了操作者使用,从理论上实现了全海洋测量功能。从实测剖面分析,该系统是中、深水地层测量的理想测量系统。

深海采矿对海洋生态系统影响的评价Ⅰ.上层生态系统

根据现有试验规模及资料分析了深海采矿对上层海洋生态系统的潜在影响。结果表明 :深海采矿对上层环境 ,如悬浮颗粒物质增加、光衰减、冷的底层水与表层水混合、表层水中营养盐、痕量金属、海水密度等都有一定影响 ,但都不足以危及上层生态系统。尽管这些结果是令人欣慰的 ,但由于这些试验的规模和持续的时间是十分有限的 ,为了更充分地评估深海采矿对海洋生态系统的潜在影响 ,需要进行进一步的模拟实验和更大规模商业开采的现场监测。

海底声学底质分类技术的研究现状与前景

对海底声学底质分类技术的研究现状进行了分析。介绍了目前典型的底质分类设备、软件以及可采取的分类方法,探讨了我国开展海底声学底质分类技术研究、开发的可行性与具体实现的思路。

深海柱样粒度分维特征及其古海洋学意义

对南海69柱样粒度数据分析表明,晚更新世以来,粒度在0.2～11μm的标度范围内具有分形特征,粒度分维值为1.72～2.02,平均1.84.与同期亚北极B2-9柱地层对比,69柱粒度分维值明显比B2-9柱的高,B2-9柱的粒度在0.2～16um标度范围内具有分形特征,粒度分维值为1.74～1.79,平均1.77.同一柱样不同时期粒度分维值明显不同,南海69柱氧同位素1期(冰后期)为1.88,氧同位素2期(冰期)为1.81,温暖的冰后期粒度分维值高且变化幅度大,寒冷的冰期粒度分维值低且变化幅度小,表明粒度分维值对沉积物的形成环境演化具有良好的指示意义.

西太平洋暖池核心区上新世以来浮游有孔虫氧同位素特征及古海洋变化

西太平洋暖池区作为驱动全球气候变化引擎,是近年来古海洋学尤其是古气候研究的热点。以南海大洋钻探ODP130航次807站浮游有孔虫的氧同位素值为材料,建立了西太平洋暖池核心区跨越4.5 Ma、分辨率达2-3 ka的天文年代标尺,通过浮游有孔虫表层种和次表层种的氧同位素的变化来分析温跃层、上部水体垂直结构的变化,结合频谱分析以及与地球轨道参数（ETP）的交叉频谱分析,研究始新世以来尤其是北极冰盖形成时期西太平洋暖池的演变及其对地球轨道驱动的响应,为全球气候环境演化提供科学依据。

大洋海底矿产资源研究现状及其发展趋势

围绕中国大洋矿产资源开发的发展计划,概括介绍了大洋海底矿产资源研究的动态、重大成果和发展趋势,希望在我国的大洋工作当中加强系统论指导下的海底成矿系统研究,重视深海探测技术的发展,争取今后在多种资源矿区申请工作中有的放矢、把握主动。

海洋、海洋经济与人类未来

正确认识和理解海洋,对规划海洋经济是有参考价值的。从海洋资源的分类、储量与合理开发利用,海洋环境与可持续性发展的辩证关系,阐述了海洋、海洋经济与人类未来的关系。合理开发海洋资源与保护海洋环境是维护人类生存的需要,是全人类共同的义务与责任。

海洋地球物理平面剖面图的绘制

以海洋地磁平面剖面图(以下简称平剖图)的绘制为例,介绍了绘制海洋地球物理平剖图的基本原理和实现方法。该方法思想新颖,具有使用效率高、适用范围广、上手快、实现简单等优点。通过对"908"(我国近海海洋综合调查与评价专项)海洋地磁异常数据的试处理,取得了令人满意的效果。

海底峡谷水动力系统研究

海底峡谷作为海洋中油气勘探的重要指示器和富集场所,研究其复杂的水动力系统变得十分重要。海底峡谷中水动力系统包括了重力流、浊流、潮汐/内潮汐、内波、底层流、上升流和高密度陆架瀑布流(Dense Shelf Water Cascading)等要素,与峡谷外有明显的不同。首次从海底峡谷水动力系统的综合概况出发,研究了水动力作用对峡谷的侵蚀、沉积物的搬运与沉积以及特殊生态系统的塑造,总结分析了峡谷中水动力系统的主要研究手段。结果表明,海底峡谷中的水动力作用由于成因不同,各自的表现特征也不一样;重力流、内潮汐、上升流等水动力作用对峡谷的形态地貌、物质搬运以及生态系统的影响较为显著;对于常用的4种水动力系统的研究方法而言,其研究背景各不相同,且存在一定的局限性。本文为我国海底峡谷水动力系统的研究起到了一定的指导作用。

海底沉积物声学原位信号自动拾取方法研究

海洋环境的复杂程度并不低于地表环境的复杂程度,初至拾取在其中显得尤为重要。为了获得原始环境下海底沉积物原始状态的声学特性参数,将长短时窗均值法(STA/LTA)用于声学原位信号初至拾取中,获取声学原位信号更加有效的振幅信息。通过研究不同特征函数、长短时窗长度对拾取结果及精度的影响发现:当特征函数为声波信号振幅的平方,并且长时窗长度取300,短时窗长度取50时,拾得初至的准确度最高。

象山港养殖区与非养殖区大型底栖生物生态比较研究

2000年在象山港3个养殖区(海带、牡蛎、鱼类)和非养殖区水域进行了四季调查,对养殖区和非养殖区大型底栖生物的生态学进行比较研究。调查鉴定出71种大型底栖生物,其中养殖区45种、非养殖区61种,两区共有种为35种。牡蛎养殖区外侧、鱼类网箱养殖区周围平均生物量和密度分别高达433.53g·m-2和155ind·m-2、91.92g·m-2和114.96ind·m-2;海带养殖区仅为1.55g·m-2和27.5ind·m-2,也明显低于非养殖区5.24g·m-2和53.04ind·m-2;鱼类网箱养殖区中心未见生物分布。本文同时对底栖生物与养殖生物、沉积物及水文环境因子的相关性作了研究探讨。

SEDIS Ⅳ型短周期自浮式海底地震仪及应用体会

国家海洋局第二海洋研究所新引进15台SEDIS Ⅳ型短周期自浮式海底地震仪,并成功用于2006年南海中北部海底深部结构调查。详细描述了SEDIS Ⅳ型短周期自浮式海底地震仪的各项指标、主要仪器性能,以2006年南海中北部海底深部结构调查为基础,简要介绍了该型号地震仪的设置、投放、回收方法及数据处理技术,并总结了海上作业及数据处理中获得的一些经验体会。

分形理论在富钴结壳资源量评价方面的应用研究

总结了已有富钴结壳资源量评价方法,分析了这些方法存在的问题,在此基础上提出将分形理论应用于富钴结壳资源量评价方面。根据我国太平洋海山的数据,研究了富钴结壳的丰度、厚度和金属等量品位(指钴等量品位,CEG)与水深、坡度、坡向的分形特征,结果显示富钴结壳的丰度、厚度和金属等量品位的多阶累计和呈多重分形分布。这一结果可以用在资源量评价时地质块段的划分上,为地质块段的划分提供定量依据。

基于声学深拖调查的海山微地形地貌研究--以马尔库斯-威克海岭一带的海山为例

利用"大洋一号"科学考察船DY115-21航次第1航段采集于西太平洋马尔库斯-威克海岭一带海山的声学深拖数据资料,借助GeoDas和PDS 2000等软件,对获取的侧扫声呐、浅剖以及多波束数据资料进行了后处理,获得了该海区高分辨率的地形地貌特征,并结合深海摄像资料,探讨了其海底特征地貌的成因。结果表明:根据水深及其所处海山的位置,可将研究区划分为斜坡和山顶2个区段,其中斜坡段前半部分的地形基本无起伏,后半部分的地形变化相对较大,并发育了2个近圆形的平底坑;山顶段的地形相对平缓,在高差变化相对较大的地方,发育了台状凸起和小尺度陡坎2种地貌类型。斜坡段发育的圆形平底坑可能是残存的古火山口;山顶段台状凸起和小尺度陡坎则可能是由侵蚀和沉降作用共同影响的结果,各平坦区段间的海底声强反射信号差别较大,表明其底质类型较复杂,结合海底摄像和浅钻资料分析可知,底质中发育有表层沉积物、富钴结壳和基岩等。

SEDIS IV型短周期自浮式海底地震仪数据校正方法

利用15台SEDISIV型短周期自浮式海底地震仪在南海中、北部地壳深部结构调查中所获得的资料,探讨了海底地震仪数据校正的方法和校正后的效果,结果表明:使用该地震仪所获得的原始资料经过放炮时间、炮点坐标数据局部化、海底地震仪位置误差以及记录时间漂移4方面的校正后,数据更趋合理,误差显著降低。放炮时间的校正消除了时钟漂移和时间延迟的误差;炮点坐标数据局部化处理消除了炮点位置整体趋势性偏移的现象;试错法进行位置误差和记录时间的精细校正时,时间漂移的校正量值约为几个到十几个毫秒,位置校正的量值仅在几米到数百米之间,实测数据所绘曲线的形态和位置都与理论曲线十分吻合,可见校正后误差显著降低。

Lost City低温热液场——一种新的海底热液活动类型

综述了新近发现的海底热液活动的新类型——Lost City低温热液场。该低温热液场坐落于距洋中脊15km远的轴外洋底上，下伏的橄榄石经蛇纹石化反应所产生的热能是驱动该热液场的热源。低温热液场烟囱结构的矿物组分主要为方解石、文石和水镁石，热液流的温度为40～75℃．并以高pH值以及高氢、高甲烷含量为特征。Lost City低温热液场，为研究者们了解早期地球热液过程与它们所支撑的生命系统关系，探讨蛇纹石化、碳酸盐沉淀、微生物活动之间关系提供了天然实验室。

太平洋海山地形与钴结壳资源分布的分形研究

通过海山地形与钴结壳资源量的分形研究表明,海山地形与钴结壳资源量间呈多重分形分布。海山坡度与资源量分形呈三段式,引起海山坡度与资源量分段分形的原因是不同类型结壳分布叠加的结果。水深—资源量分形呈三到四段式,引起水深—资源量复杂分形的原因可能与海山基底洋壳有关,海山基底洋壳年龄老于165 M a的海山呈四段式分布,而小于165 M a的海山呈三段式分布。同一区域或不同区域内海山地形与资源分布各不相同。