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2014年  第36卷  第2期

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2014年36卷2期封面
2014, 36(2): .
摘要:
《海洋学报》作者投稿须知
2014, 36(2): .
摘要:
2014年36卷2期目录
2014, 36(2): .
摘要:
论文
洋际交换及其在全球大洋环流中的作用:MOM4p1积分1400年的结果
朱耀华, 魏泽勋, 方国洪, 王永刚, 管玉平
2014, 36(2): 1-15.
摘要:
利用非Boussinesq近似下MOM4p1的全球大洋环流预后模式,采用真实地形,以静止状态为初始条件,进行了1 400 a积分,以研究平衡状态下大洋环流的结构。模式由月平均气候态强迫场驱动,包括192×189个水平网格和压力坐标下的31个垂直层次。着重研究达到平衡状态后,各洋际通道处的质量、热量输运和补偿及其在全球大洋环流中的作用。根据动能演变特征表明,积分过程分为3个阶段:风海流的成长及准稳定状态;热盐环流的成长过程以及热盐环流的稳定状态;由静止状态冷启动达到热盐环流的稳定状态,积分过程必须在千年以上。模式结果再现了从白令海峡到格陵兰海的北冰洋贯穿流和印度尼西亚贯穿流,并用已有观测资料对它们进行对比。分析表明,海面的倾斜结构是形成太平洋-北冰洋-大西洋贯穿流和印尼贯穿流的主要动力机制。分析指出,尽管在北大西洋存在1.4×106 m3/s的南向体积输运,但其热量输运却是北向的并达到1015W量级,其原因是北向的上层海流温度远高于北大西洋深层水向南的回流。文章分析了经向体积和热量输运对北大西洋深层水补偿来源及大西洋经向翻转环流的贡献。模拟所得洋际交换的量值可以由经向补偿予以合理解释,并得到以往实测与数模结果的支持。洋际通道处的体积和热量交换突出体现了其在大洋传送带系统中的枢纽作用。
长江口海域悬浮颗粒有机物的稳定氮同位素季节分布与关键生物地球化学过程
于海燕, 俞志明, 宋秀贤, 刘丽丽, 曹西华, 袁涌铨
2014, 36(2): 16-22.
摘要:
对2010年2、5、8、11月份长江口海域水体中的悬浮颗粒物进行稳定氮同位素分析。根据不同季节、不同区域内悬浮颗粒有机物的稳定氮同位素组成(δ15Np)值的变化研究水体中氮的迁移、转化等生物地球化学过程,揭示其环境行为,从而对该海域的氮循环机制进行探索。研究发现: 长江口海域悬浮颗粒物的稳定氮同位素组成具有较宽的分布范围,δ15Np值分布范围为-1.1‰~8.6‰,具有明显的时空分布特点,反映了不同程度的陆源输入和氮的生物地球化学过程的影响。其中,2月份生物反应较弱,δ15Np分布体现了陆源和海源的混合特征;5月和11月份上层水体δ15Np随叶绿素a升高而降低,指示了生物的同化吸收作用;8月和11月δ15Np和总溶解无机氮呈现极显著正相关关系,说明该海域发生了氮的矿化再生。
大河影响下的陆架边缘海沉积有机碳的再矿化作用
姚鹏, 郭志刚, 于志刚
2014, 36(2): 23-32.
摘要:
大河影响下的陆架边缘海(RiOMars)是陆源有机碳的主要沉积汇,是陆海相互作用最重要的区域,在全球碳的生物地球化学循环中发挥着重要作用。受到RiOMars系统内频繁的物理和生物等改造作用的影响,该区沉积的有机碳并没有得到很好地保存而被永久埋藏,而是发生了显著的再矿化分解。本文首先对目前常用的基于O2消耗速率和CO2产生速率的两类测定RiOMars系统沉积有机碳再矿化速率的方法进行了介绍,分析了各自的优缺点和适用性,进而从碳的形态转化、表层沉积物混合均匀、形成次氧化的氧化还原条件、有机碳保存效率低、发生反风化作用和微生物发挥着重要作用等几个方面对RiOMars系统沉积物发生再矿化作用时的主要过程和特征进行了剖析,以期深入认识边缘海的再矿化作用及其对边缘海碳汇的影响。
南海北部陆坡沉积物"Ba峰"及其天然气水合物分解指示意义
孟宪伟, 张俊, 夏鹏
2014, 36(2): 33-39.
摘要:
深海,特别是天然气水合物区的沉积物-孔隙水体系中,Ba循环受到孔隙水中的硫酸盐(SO24-)和甲烷(CH4)之间的氧化还原反应的强烈制约。沉积物中"Ba峰"的存在体现了SO2-4亏损的长时间累积效应,并与海平面变化制约下的天然气水合物分解有关。南海北部陆坡ODP1146站钻孔上部深度185 m沉积物中发育了4个"Ba峰",其中发育于深度约58 m的"Ba峰"(F3)与当前SO2-4-CH4反应界面(SMI)深度一致,推断其他3个"Ba峰"(F1、F2和F4)对应的SMI深度分别约为24 m、46 m和84 m。"Ba峰"最大峰值与沉积物Cl通量减小和冰期-间冰期转换带的对应性表明:在冰期,海平面大幅度降低诱发的浅水区(如东沙群岛附近)天然气水合物的分解持续释放了低盐度、高浓度CH4流体,其中部分流体迁移至ODP1146站所在的陆坡区沉积物中,导致了间隙水中SO2-4的持续亏损和自生Ba的长时间累积,结果在冰期-间冰期转换阶段形成显著的"Ba峰";同时,部分逸散于大气中的CH4加快了冰期的结束。在距今约50万年的冰期-间冰期旋回制约下的海平面周期性变化过程中,南海北部浅水区天然气水合物分解释放的低盐度和高浓度CH4流体也间歇地迁移至深水陆坡沉积区,导致了多个"Ba峰"的形成和沉积埋藏。"Ba峰"可以用于评价历史时期南海北部陆坡天然气水合物分解释放甲烷通量的变化。
由东海、黄海沉积物中有机碳含量及稳定同位素组成重建200a以来初级生产力历史记录
蔡德陵, 孙耀, 张小勇, 苏远峰, 吴永华, 陈志华, 杨茜
2014, 36(2): 40-50.
摘要:
从20世纪80年代以来古生产力的重建研究一直是国内外海洋生态学研究的热点,但已有的大多数研究是在深海区;而陆架区的特点是来自陆源物质的影响往往比较明显,因此,研究难度远较深海区大。利用现代沉积物中的有机碳稳定同位素组成来估算海源碳的含量,在此基础上,结合调查区域表层沉积物中的几个初级生产力的代表性指标(浮游植物总量、叶绿素 a浓度以及硅藻含量)的调查资料,寻求岩心中海源碳与古生产力指标的相关关系,再由南黄海冷涡沉积区3个典型柱状沉积物中海源碳重建了200 a以来高分辨率的古生产力记录,这对陆架海生态环境演变规律的研究有重要意义。对重建所得到的南黄海近代初级生产演化因素的初步探讨表明,近200 a来初级生产力波动升高与海水表层温度的升高趋势是一致的,但其最主要的控制因素还是营养盐的供应,其中陆源营养物质和污染物质的影响起到了重要的作用。
南海北部海洋雾状层特征及影响因素初步研究
张晓飞, 陈坚, 项立辉, 方建勇, 李东义, 朱亚超, 欧阳凯, 范彦斌
2014, 36(2): 51-65.
摘要:
在粤东上升流区和南海北部陆架陆坡区共选取7条断面,通过分析水体的温度、盐度、密度、浊度、叶绿素浓度特征和悬浮体现场粒度平均粒径、体积浓度特征等,初步研究了南海北部海洋雾状层的特征及其受控机制。研究发现粤东上升流区底部雾状层普遍发育,在个别站位存在表层雾状层,高能的近岸浪流作用和来自港湾、河流的泥沙为表层雾状层和底部雾状层提供物源;南海北部陆架陆坡区底部雾状层也普遍发育,在珠江口外的内陆架和外陆架陆坡区表层雾状层比较常见,陆坡区中层雾状层比较发育,本区雾状层的物源主要来自珠江和台湾岛西南部河流的入海泥沙、海底沉积物以及生源颗粒物。南海北部底部雾状层的强度和扩散范围主要受水动力条件、河流入海物质的扩散和底质再悬浮等控制。
辽东湾表层沉积物碎屑矿物组合分布及其对物源和沉积物扩散的指示意义
王利波, 李军, 赵京涛, 窦衍光, 胡邦琦, 孙荣涛
2014, 36(2): 66-74.
摘要:
对取自渤海辽东湾的128个表层沉积物样品进行了碎屑矿物鉴定,对矿物成分含量应用log-ratio法处理后进行统计分析。结果表明,研究区重矿物质量百分含量平均值为6.3%,高值区位于六股河口和湾西北近岸。共鉴定出7种轻矿物,38种重矿物,轻矿物以石英、斜长石和钾长石为主,重矿物以普通角闪石、绿帘石、磁铁矿、石榴子石、钛铁矿为主。根据碎屑矿物的组合分布特征,可将研究区划分为两个矿物组合区,其中又可细分为6个矿物亚区。六股河和湾西北近岸矿物亚区的碎屑矿物主要来源于六股河、湾西北入海小溪和海岸侵蚀物质,湾东北部矿物亚区沉积物主要来源于双台子河和大辽河,湾中部矿物亚区为多源混合区,湾南部矿物亚区受邻近海域和复州河沉积物影响大,湾东南部的辽东浅滩矿物亚区为潮流作用的产物。与河流入海沉积物相比,该区表层沉积物的石英/长石比值和ZTR指数明显增大。研究认为,物源是控制研究区碎屑矿物的组合与分布的主要因素,同时也受到海洋水动力和矿物性质等因素影响。
磨刀门河口在20世纪60至70年代的演变模拟与动力地貌过程分析
刘斌, 吕海滨, 吴超羽, 包芸, 任杰
2014, 36(2): 75-80.
摘要:
使用长周期动力地貌模型(long-term morphodynamic model),再现了磨刀门河口1964-1977年的演变过程,并从水动力、地形演变规律以及人类活动等角度系统分析了长周期地貌演变过程。模拟结果显示在1964-1977年磨刀门河口鹤州至交杯沙浅滩和上沟快速淤积,13 a的平均淤积厚度均在 40 cm以上,与之相反,横洲水道杧州至大井角段和上沟东部深槽冲刷明显。磨刀门河口演变季节性特征明显。在洪季浅滩淤积,深槽冲刷;在枯季滩槽都处于淤积状态。演变过程中各种基岩岛屿使动力结构和演变规律呈现多元化,同时人类活动对整个区域的演变起到了重要的作用。
长江口张网鱼类群落结构特征及月相变化
史赟荣, 晁敏, 沈新强
2014, 36(2): 81-92.
摘要:
为了解长江口鱼类群落结构的现状及变化特征,用张网作业对长江口2010年5月至2011年4月12个月鱼类群落进行了调查。结果1周年共记录56种鱼类,以鲈形目(27种)和鲱形目(10种)种类数目最多。鱼类区系为典型的亚热带动物区系,只出现暖水种(25种)及暖温种(31种)2种适温类型。鱼类种类数目以底栖鱼类(26种)和中上层鱼类占多数(21种),底层鱼类数目较少(9种)。丰度或生物量均由少数几种鱼类占优势。根据鱼类生态类群,海洋洄游性鱼类及河口性鱼类占据种类数目的主要地位,而生物量或丰度均由海洋洄游性鱼类占据主导。每网平均种类数目的最大值和最小值分别出现在7月(18.3种)和1月(7.2种),每网丰度最大值和最小值出现在11月(2 272尾/网)和1月(71尾/网),生物量的最大值出现在9月(11 892 g/网),最小值出现在1月(351 g/网),而主要种类丰度的时间分布差异也较大;基于丰度计算的Shannon-Wiener多样性指数及Simpson优势度集中指数在时间上也有较大差异,NMDS非度量多维尺度分析显示根据相似性鱼类群落在时间上可分为4组,相邻月一般相似性较近,但2010年12月和2011年1月相似性较小。此外,多元回归分析表明,在径流量、盐度及水温3个环境因素中,引起张网鱼类群落丰度时间变化的主要影响因素是水温。鉴于当前长江口张网捕捞努力量有增加趋势,为保护长江口鱼类群落,需要控制过高的捕捞努力量。
天津厚蟹对盐度和温度的耐受性
徐敬明
2014, 36(2): 93-98.
摘要:
研究了天津厚蟹Helice tientsinensis对盐度和温度的耐受性。天津厚蟹对盐度的耐受能力极强,在温度9~34℃盐度为0的淡水介质中均能存活96 h以上;在10℃、20℃及30℃的高渗介质中暴露96 h后,天津厚蟹全部存活的盐度分别是65、56和50,全部死亡的盐度分别为83、74和68。天津厚蟹对低温的耐受力较强,在0、30和50盐度水平下,耐受低温的能力差别较大,能耐受96 h的最低温度分别是9℃、2℃和6℃。天津厚蟹对高温也有较强的耐受能力,在0、30和50盐度水平下,分别在34℃、36℃和35℃下能耐受96 h;盐度50温度38℃时,在开始的24 h内无死亡,但48 h后死亡率急剧上升,同样规律也出现在30和0溶液中,前者温度是39℃,后者为35℃。研究结果还表明盐度和温度的交互效应显著,二者的交互作用对天津厚蟹的存活亦有显著性影响(P<0.05),温度升高(从10℃到20℃再到30℃)致使其耐盐能力显著下降,而盐度的剧烈变化(从30到50或从30到0)也致使其耐温能力显著下降。
黄海春季和秋季中华哲水蚤脂类含量及组成分析
王延清, 李超伦, 刘梦坛, 金鑫, 王晓东, 孙永坤
2014, 36(2): 99-107.
摘要:
脂类物质在哲水蚤的休眠、繁殖以及个体发育过程中发挥着重要作用,通过分析2010年11月(秋季)和2011年4月(春季)黄海中华哲水蚤Calanus sinicus的脂类组成,对脂类各组分的生理功能进行了初步探讨。结果表明,春季、秋季中华哲水蚤雌体脂类平均含量占干质量的10.6%和12%,C5期个体脂类含量偏高,占到干质量的17%。中华哲水蚤所含脂类主要由蜡脂和磷脂组成,两种脂类约占总脂的90%,三酰甘油含量约占总脂的6%。结合种群结构对脂类的生理作用进行了初步探讨,发现:(1)蜡脂作为主要的能量储存方式,其含量变化反映出不同发育期、不同季节中华哲水蚤的能量需求变化;(2)磷脂作为结构性脂类在中华哲水蚤个体生长与生殖过程中具有重要作用;(3)三脂酰甘油在中华哲水蚤中的含量不高,但是可能在脂类转化利用过程中发挥作用。
全国海水浴场及经济贝类中腺病毒的分布
明红霞, 樊景凤, 梁玉波, 关道明
2014, 36(2): 108-114.
摘要:
为分析全国海水浴场、贝类增养殖区人类肠道腺病毒的污染状况,采用超滤浓缩方法,TaqMan探针实时定量PCR技术对其进行了定量。结果表明,全国 10个海水浴场表层海水中腺病毒的阳性检出率为35%,含量为1.1×107~2.8×107 copies/L。在离岸100 m和1 000 m处腺病毒的分布无显著差别(p>0.05);在调查的162份贝类样品中,腺病毒的阳性检出率为11.7%,含量为2.4×104~3.1×105 copies/g。6类经济贝类中牡蛎带病毒量最高。由此可见,全国范围内海水浴场表层海水和主要增养殖区经济贝类中腺病毒污染比较普遍,尤其以山东、辽宁和浙江三省最为严重,给洗浴者和消费者健康造成潜在威胁。人类肠道腺病毒可以很好地指示粪便污染,调查其在海水浴场和经济贝类中的分布,可以帮助公众预警胃肠道病毒的暴发流行,本研究为开展全国腺病毒的环境风险评估和分子流行病学调查奠定了良好的基础。
我国近海中度嗜盐菌的分离筛选及其产酶多样性分析
产竹华, 刘洋, 王昭凯, 钟添华, 曾润颖
2014, 36(2): 115-122.
摘要:
为了解我国近海中度嗜盐菌系统发育多样性及产酶特性,从天津、山东、江苏、福建、海南等地近海采集样品为研究对象,分离筛选得到108株中度嗜盐菌,其中有26株至少产一种酶。通过对其形态特征、生理生化、16S rRNA基因序列及系统进化树进行分析,将26株菌鉴定为细菌域的Halomonas、Idiomarina、Virgibacillus、Pontibacillus、Oceanobacillus、HalobacillusMarinilactibacillus属的菌株。它们与相应属的模式菌株16S rRNA基因序列相似性在97%~100%不等,其中有些菌株可能代表不同的分类单元。底物特异性试验表明,分离的26株中度嗜盐菌13株产蛋白酶,19株产淀粉酶,13株产酯酶,4株产纤维素酶。其中6株产3种酶,11株产2种酶。研究结果表明中度嗜盐菌具有系统发育和产酶多样性,同时蕴藏着较多新的微生物类群,为嗜盐微生物资源应用开发提供了参考。
旋链角毛藻对中肋骨条藻化感作用的影响因素
张议文, 王江涛, 谭丽菊
2014, 36(2): 123-129.
摘要:
在已知旋链角毛藻对中肋骨条藻具有化感作用的前提下,进行了温度、生长时期、光照、细菌等因素对旋链角毛藻化感作用的影响、化感物质的萃取及粗提物对中肋骨条藻的化感效应检验等实验,研究了旋链角毛藻化感物质的性质、降解特点,并初步测定了化感物质的结构。结果表明:旋链角毛藻化感作用与生长时期有关,指数期滤液化感作用强于衰亡期;旋链角毛藻的化感物质在50℃以下保持稳定,光和细菌均引起旋链角毛藻化感物质的降解,且细菌降解强于光降解;旋链角毛藻的乙酸乙酯萃取物具有明显的化感活性,该萃取物在255~260 nm处有特征吸收峰。综合以上结果,推测旋链角毛藻化感物质可能为分解温度在50℃以上的易被光和细菌降解的苯衍生物,从极性上看较易溶于乙酸乙酯。
研究报道
台湾龟山岛东南部海域白色热泉特征分析
韩沉花, 叶瑛, 潘依雯, 秦华伟
2014, 36(2): 130-136.
摘要:
海底热液活动及其周边环境的调查研究是海洋科学领域的热点之一。海底热液喷口环境的物理化学参数,尤其是浅水型热液,会受到潮汐变化的影响。台湾龟山岛靠近冲绳海槽南端分布有多处浅水型热液喷口(<30 m)。2010年5月,浙江大学、杭州电子科技大学和台湾中山大学对该海域实施了联合考察,利用电化学传感器获得了低温热液喷口(24.834 14°N,121.961 91°E)连续87 h的温度和pH现场观测数据。基于Morlet复小波变换方法,分析了浅水型热液喷口的温度和pH现场观测时间序列的变化周期,并通过与当地潮汐记录数据作比较,获得了其与潮汐信号之间的潜在关系,证实了潮汐变化是海底白色热泉喷口物理化学参数现场观测最主要的影响因素。温度和pH现场观测数据经Morlet复小波变换后的小波系数分别存在规律的12.9 h和12.5 h变化周期,并且温度的小波系数在准半日周期尺度与潮汐高度呈负相关变化,相关系数为-0.89;pH的小波系数情况相反,相关系数为0.76。