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大气溶解有机碳湿沉降及其在海洋碳中和中的作用

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中国环境科学 2025年第2期45卷 606-618页

作者：邢建伟宋金明中国科学院海洋研究所中国科学院海洋生态与环境科学重点实验室山东青岛266000 青岛海洋科技中心海洋生态与环境科学功能实验室山东青岛266237 中国科学院大学北京100049 中国科学院海洋大科学研究中心山东青岛266000

本文系统总结了近几十年来国内外关于大气降水DOC的研究进展,主要包括以下3个方面:大气降水DOC的丰度与生物可利用性、降水DOC浓度和湿沉降通量的时空分布特征及其影响因素、DOC湿沉降的生态环境效应,并展望未来的发展方向.结果表明,降... 详细信息

本文系统总结了近几十年来国内外关于大气降水DOC的研究进展,主要包括以下3个方面:大气降水DOC的丰度与生物可利用性、降水DOC浓度和湿沉降通量的时空分布特征及其影响因素、DOC湿沉降的生态环境效应,并展望未来的发展方向.结果表明,降水DOC的化学组分异常复杂,以低分子量有机酸、氨基酸、尿素等为主,具有较高的生物可利用性;不同地区降水DOC的浓度和湿沉降通量具有显著的时空差异,主要受控于排放源、排放强度以及复杂的气象条件;大气中的DOC可影响气溶胶和降水的性质(酸雨),沉降至冰雪表面的DOC会加速冰川融化;同时,湿沉降带来的DOC输入可加富表层海水的有机碳水平,其中的活性DOC可促进海洋生态系统次级生产力的提高,而惰性成分则可贡献海洋惰性溶解有机碳库,有利于碳封存并增强海洋碳汇,助力“海洋负排放”和“碳中和”目标的实现.未来的研究应持续注重开发利用先进仪器设备开展降水DOC化学成分的精准量化识别,以更深刻地认识降水DOC的生物可利用性及惰性特征;同时,开发利用新型数值模拟技术以深入开展全球尺度不同性质降水DOC湿沉降通量及其时空异质性研究,并量化大气DOC的间接湿沉降通量,在此基础上重点阐明大气DOC湿沉降作为新型路径之一对提高全球海洋碳封存的潜力,以期深入认识大气沉降在全球碳循环和海洋“碳失汇”研究中的作用和地位.

关键词：溶解有机碳(DOC) 湿沉降生物可利用性海洋惰性溶解有机碳库 “双碳”目标

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藻华生消过程对海水铜络合容量的影响

环境科学学报 2025年第1期45卷 188-200页

作者：姜翰林周立敏陈静张天姿曹晓燕中国海洋大学化学化工学院海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室青岛266100 青岛海洋科技中心海洋生态与环境科学功能实验室青岛266237

以我国近海藻华优势种中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和浒苔(Ulva prolifera)为研究对象,通过室内培养实验、近岸绿潮区的围隔培养和现场调查,利用阳极溶出伏安法和分子光谱学技术分析了藻华... 详细信息

以我国近海藻华优势种中肋骨条藻(Skeletonema costatum)、东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)和浒苔(Ulva prolifera)为研究对象,通过室内培养实验、近岸绿潮区的围隔培养和现场调查,利用阳极溶出伏安法和分子光谱学技术分析了藻华生消过程中重金属有机配体的释放规律和组成变化特征.结果表明,中肋骨条藻和东海原甲藻生消过程中有机配体的大量释放发生在生长初期和消亡期,在指数生长期释放较慢;浒苔暴发期产生的有机配体促使围隔内铜络合容量平均值为围隔外的2.82倍,现场数据显示浒苔的聚积腐烂导致近岸绿潮区铜络合容量相较浒苔靠岸前提高37.81%.藻华生长阶段铜络合容量的增长与浮游植物直接分泌的类蛋白质等不稳定溶解有机质组分有关,在生长期结束则归因于腐殖质类物质等大分子惰性副产物.亚致死量的铜胁迫加快了浒苔藻体降解和有机配体的释放,铜胁迫下浒苔络合容量为对照组的2.78倍,体系中的游离铜离子被有效络合,至培养结束仅为初始的6.27%,显著降低了其生物毒性.

关键词：络合容量海洋藻类藻源有机质重金属伏安法

末次盛冰期以来冰岛南部陆坡沉积物来源变化及其对周边冰盖消涨的响应

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海洋地质与第四纪地质 2025年第1期45卷 93-108页

作者：孙舒玮赵嵩刘焱光吴东胡宁静自然资源部第一海洋研究所青岛266061 青岛海洋科技中心海洋地质过程与环境功能实验室青岛266237

冰岛南部陆坡岩芯沉积物记录的末次盛冰期以来海洋沉积物来源可以反映千年尺度的冰盖及洋流变化。本文利用冰岛南部陆坡ARC05/IS-2A岩芯沉积物浮游有孔虫AMS14C测年数据构建年代框架,并进行了粒度、颜色反射率以及高分辨率X射线荧光光... 详细信息

冰岛南部陆坡岩芯沉积物记录的末次盛冰期以来海洋沉积物来源可以反映千年尺度的冰盖及洋流变化。本文利用冰岛南部陆坡ARC05/IS-2A岩芯沉积物浮游有孔虫AMS14C测年数据构建年代框架,并进行了粒度、颜色反射率以及高分辨率X射线荧光光谱仪元素地球化学测试。根据X射线荧光光谱仪分析结果,通过因子分析方法确定了IS-2A岩芯沉积物的主要物质来源;结合前人对冰盖及洋流变化的研究,重建了末次盛冰期以来冰岛南部陆坡沉积物来源的演化过程,讨论了沉积物来源变化及其与周边主要冰盖活动之间的关系。结果表明,末次盛冰期以来IS-2A岩芯沉积物以陆源输入为主。其中,末次盛冰期研究区碎屑沉积物主要来自冰岛冰盖、不列颠-爱尔兰冰盖和斯堪的纳维亚冰盖。而在末次冰消期初期,陆源碎屑物质整体增加,它们主要来自近源冰岛冰盖、斯堪的纳维亚冰盖和不列颠-爱尔兰冰盖以及远端劳伦德冰盖。末次冰消期中后期,由于搬运条件的减弱,劳伦德冰盖的陆源输入有所减少,反映了冰盖活动对研究区沉积物来源的制约。进入全新世后,现代洋流体系形成,在冰岛-苏格兰溢流水和北大西洋暖流的共同作用下,沉积物主要来自冰岛和欧洲西部,拉布拉多半岛的碎屑物质也有部分输入。

关键词：陆坡沉积物物质来源因子分析冰岛南部末次盛冰期

中国近海和海岸带的降水化学:特征、来源及生态效应

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中国环境科学 2025年

作者：徐兴建邢建伟宋金明袁华茂冯辰龙中国科学院海洋研究所中国科学院海洋生态与环境科学重点实验室山东科技大学安全与环境工程学院青岛海洋科技中心海洋生态与环境科学功能实验室中国科学院大学中国科学院海洋大科学研究中心

大气降水作为大气清除自身污染物质的主要方式，其化学特征不仅可以表征区域大气环境污染程度及其变化，还可用于评估湿沉降对地表和水域生态环境的影响.近几十年来，随着我国社会经济的迅猛发展，以滨海城市为代表的海岸带区域大气环... 详细信息

大气降水作为大气清除自身污染物质的主要方式，其化学特征不仅可以表征区域大气环境污染程度及其变化，还可用于评估湿沉降对地表和水域生态环境的影响.近几十年来，随着我国社会经济的迅猛发展，以滨海城市为代表的海岸带区域大气环境承受着巨大的压力，与之相邻的近海区域大气污染形势亦不容乐观，这将在降水化学特征上有何体现并如何进一步影响近海生态系统成为一个重要科学问题.为此，本文基于总结归纳近几十年来的相关研究，从降水pH和电导率、主要化学成分丰度和来源、营养成分湿沉降通量及其生态环境效应等方面系统探析了我国近海和海岸带大气降水化学的研究状况，并展望了未来研究趋势.结果表明:受北方地区沙尘/建筑扬尘带来的碱性离子中和效应以及较小降水量的影响，中国近海和海岸带降水pH和电导率大致呈现“北高南低”的现象;中国近海和海岸带降水主要化学成分以SO42-、NO3-、Ca2+、Cl-、NH4+占主导地位，酸雨类型主要为硫酸-硝酸混合型酸雨;中国近海四大海域降水常量离子湿沉降特征略有不同，除渤海外其他海域均以湿沉降为主，整体呈现出湿季＞干季的特征，其中黄海海域离子沉降通量最大;短时强降水的输入可影响海洋环境，输入营养盐的成分和比例不同会对海洋浮游生物群落结构产生一定影响.在海-陆-人类活动的复合影响之下，我国近海和海岸带大气降水呈现出有别于内陆的化学特征，并会对近海生态环境产生复杂而深远的影响.未来应立足陆海统筹这条主线，深入挖掘陆源大气污染物排放-降水化学成分-大气沉降-近海生态系统演变之间的内在影响和反馈机制，以更好地从大气沉降的视角深入探索人类活动与海洋生态系统演变之间的关系.

关键词：水溶性离子低分子有机酸湿沉降近海生态系统初级生产力源解析

荧光定量PCR(qPCR)检测“漂浮型”浒苔微观繁殖体

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海洋科学进展 2025年第1期43卷 188-199页

作者：张宝堂肖洁马晓君缪晓翔李梅范士亮臧宇张学雷王宗灵自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 自然资源部海洋生态环境科学与技术重点实验室山东青岛266061 崂山实验室海洋生态与环境科学功能实验室山东青岛266037

浒苔绿潮是我国南黄海海域最严重的生态灾害。浒苔微观繁殖体的时空分布、种群动态,是黄海浒苔绿潮业务化监测工作的重要内容,但传统的培养法实验周期长、检测效率低,无法满足快速监测预警的要求。本文利用297 bp的漂浮浒苔特异性DNA片... 详细信息

浒苔绿潮是我国南黄海海域最严重的生态灾害。浒苔微观繁殖体的时空分布、种群动态,是黄海浒苔绿潮业务化监测工作的重要内容,但传统的培养法实验周期长、检测效率低,无法满足快速监测预警的要求。本文利用297 bp的漂浮浒苔特异性DNA片段,研发了浒苔微观繁殖体的荧光定量PCR(qPCR)检测技术,并以人工释放的浒苔配子为研究对象,研究了浒苔配子细胞中目标基因片段的拷贝数(240 copies/cell)。利用qPCR法对2023年4月苏北浅滩海域水样进行检测,并与传统培养法进行比较。结果显示,黄海大规模浒苔绿潮暴发前期,苏北浅滩水体中浒苔微观繁殖体丰度为2.1×10^(7) copies/L(约87602 cells/L,qPCR)和6.5株/L(传统培养法),且呈现近岸(靠近筏架区)高、离岸低的趋势。两种方法对浒苔微观繁殖体的检出效率和揭示的分布规律基本一致。qPCR法灵敏、高效,可用于黄海浒苔绿潮业务化监测工作。

关键词：微观繁殖体荧光定量PCR 绿潮浒苔黄海

西菲律宾海起源——来自海底钻孔岩芯同位素年代学和地球化学的证据

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地质学报 2025年第1期99卷 252-264页

作者：侯方辉黄威朱晓青陆凯秦轲李攀峰孙军韩同刚中国地质调查局青岛海洋地质研究所山东青岛266237 青岛海洋科技中心海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266237

已死亡的西菲律宾海是菲律宾海板块上最大的构造单元,然而关于西菲律宾海的起源仍存在争论。本文基于海底浅钻岩芯的同位素年代学研究,对西菲律宾海的起源进行了研究。研究表明,海底岩芯的93个碎屑锆石年龄范围在2759~31 Ma之间,除了3... 详细信息

已死亡的西菲律宾海是菲律宾海板块上最大的构造单元,然而关于西菲律宾海的起源仍存在争论。本文基于海底浅钻岩芯的同位素年代学研究,对西菲律宾海的起源进行了研究。研究表明,海底岩芯的93个碎屑锆石年龄范围在2759~31 Ma之间,除了3颗年轻锆石与西菲律宾海盆的新生代海底扩张有关外,>95%的年龄早于新生代,表明大多数碎屑来自更古老的、早先存在的岩石单元,且位于大陆边缘而不是洋内弧。大量元古宙—太古宙碎屑锆石年龄以及Lu-Hf的模式年龄表明存在古老的再循环陆壳物质。锆石的稀土元素配分模式和形成环境图解,均显示陆壳来源。锆石年龄谱显示有2532 Ma、2022 Ma、1500 Ma、792 Ma、426 Ma、210 Ma等几个峰值,与冈瓦纳大陆的年龄谱有相似性,表明西菲律宾海(原菲律宾海陆块)可能起源于东冈瓦纳大陆澳大利亚东北边缘。伴随着新特提斯洋打开,原菲律宾海陆块(包括大东海脊区、加瓜海脊、东菲律宾地体、哈马黑拉-卫古地体等)从澳大利亚北缘裂解后快速向北漂移,随后伴随着西菲律宾海盆的打开而发生分裂,裂离的各个部分则位于目前的西菲律宾海北部大东海脊区、西部加瓜海脊、南部哈马黑拉-卫古岛,以及东菲律宾的吕宋-萨马儿-棉兰老东部。该研究为进一步约束东南亚-西太平洋的古板块构造格局及演化提供了证据。

关键词：西菲律宾海海底岩芯同位素年代学地球化学板块起源

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南海台湾冷泉区可培养细菌的多样性研究

中国海洋大学学报(自然科学版) 2025年第2期55卷 175-184页

作者：岳丽李娟娟翟欣奕王佳琦卢慧莹张晓华于敏中国海洋大学海洋生命学院山东青岛266003 青岛海洋科技中心海洋生态与环境科学功能实验室山东青岛266237 中国海洋大学海洋生物多样性与进化研究所山东青岛266003

南海冷泉由于其特殊的海洋环境特征蕴藏着大量独特的微生物资源。本研究聚焦南海台湾冷泉,旨在挖掘该冷泉环境中难培养细菌的资源,揭示其中可培养细菌的多样性。采用复苏固体培养基(FSPB)、复苏液体富集培养基(FSY)、SOB固体培养基(SOB)... 详细信息

南海冷泉由于其特殊的海洋环境特征蕴藏着大量独特的微生物资源。本研究聚焦南海台湾冷泉,旨在挖掘该冷泉环境中难培养细菌的资源,揭示其中可培养细菌的多样性。采用复苏固体培养基(FSPB)、复苏液体富集培养基(FSY)、SOB固体培养基(SOB)、MMJS固体培养基(MMJS)和SPM固体培养基(SPM)5种培养基,对南海台湾冷泉不同样品中的微生物进行富集和分离培养,通过16S rRNA基因测序及系统发育分析鉴定菌株,比较分析分离自不同培养基及南海台湾冷泉不同样品的可培养细菌的多样性。本研究从南海台湾冷泉8个站位的海水、沉积物以及生物样品中分离鉴定菌株690株,这些菌株分属于变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)的6个纲和39个属。变形菌门的γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)细菌占比最高,包含14个属,其中食烷菌属(Alcanivorax)为优势属。5种培养基中,仅MMJS和SPM分离获得4个门的细菌,FSPB和FSY未分离获得放线菌门细菌,SOB未分离获得厚壁菌门细菌。海水和沉积物样品中均能分离获得4个门的细菌,但生物样品中未分离获得厚壁菌门细菌。在纲水平上,γ-变形菌纲是三种样品中最丰富的细菌类群,其在海水样品中的相对丰度高于沉积物样品和生物样品。本研究利用5种不同的培养基,成功地从南海台湾冷泉中获得了大量可培养的海洋细菌,且不同培养基和培养手段展现出在分离海洋细菌上的异同。本研究为深入探究冷泉微生物的代谢特征及其在冷泉生态系统中的适应机制提供了菌株资源。

关键词：南海冷泉区培养基可培养细菌多样性

南海多波束测量中水深数据异常的精细处理与成因分析

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地球科学 2025年第2期50卷 535-550页

作者：陈星铨朱俊江朱庆龙焦钰涵丁小笑刘政渊丁咚贾永刚李三忠刘永江中国海洋大学海洋高等研究院和海洋地球科学学院深海圈层与地球系统前沿科学中心海底科学与探测技术教育部重点实验室山东青岛266100 青岛海洋科技中心海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266237 中国海洋大学山东省海洋环境地质工程重点实验室山东青岛266100

高分辨率的海底多波束地形数据广泛应用于海洋测绘、深海调查、海底勘探等海洋研究和资源开发领域.多波束系统海上测量时受海况的复杂性以及海洋噪声等因素的干扰,严重影响了数据的质量,消除数据中的各种异常能够还原真实的海底地形,对... 详细信息

高分辨率的海底多波束地形数据广泛应用于海洋测绘、深海调查、海底勘探等海洋研究和资源开发领域.多波束系统海上测量时受海况的复杂性以及海洋噪声等因素的干扰,严重影响了数据的质量,消除数据中的各种异常能够还原真实的海底地形,对研究海底精细地貌及解释具有重要意义.依托“东方红3”号科考船搭载的EM122多波束系统,近年来在南海北部采集了大范围的深水多波束数据,通过对数据的精细处理和分析,在水深数据中发现并识别了5种典型的异常.根据异常在地形图中的几何形态和异常点在二维测深点云数据中的离散特征,本研究解释和命名为地形褶皱弯曲异常、点状异常、线状异常、放射状异常、空白区异常5类.对5类异常使用不同的滤波方式能够很好的消除异常数据,使用条带滤波或子区滤波处理线状异常、使用子区滤波处理点状异常和放射状异常、通过折射编辑器校正处理地形褶皱弯曲异常、使用插值法处理空白区异常.对采集的多波束数据经过交互式滤波处理,很好地消除了多波束测量中存在的异常数据,为进一步对海底地形地貌的解释和分析提供了强有力的支撑.

关键词：深水多波束系统水深数据异常多波束数据处理条带滤波子区滤波南海海洋地质

青岛石老人海滩表层沉积物原位磁化率时空变化及其对重金属污染的指示

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海洋地质前沿 2025年第1期41卷 11-20页

作者：黄伊恒王永红中国海洋大学海洋地球科学学院海底科学与探测技术教育部重点实验室青岛266100 青岛海洋科技中心海洋地质过程与环境功能实验室青岛266237

海滩沉积物常常含有一定的磁性矿物。本研究于2022年7月和12月夏冬两个季度对青岛市石老人海滩的体积磁化率进行原位测量,分析石老人海滩表层沉积物的体积磁化率时空变化,建立磁化率与重金属含量的关系。结果表明,石老人海滩不同季节表... 详细信息

海滩沉积物常常含有一定的磁性矿物。本研究于2022年7月和12月夏冬两个季度对青岛市石老人海滩的体积磁化率进行原位测量,分析石老人海滩表层沉积物的体积磁化率时空变化,建立磁化率与重金属含量的关系。结果表明,石老人海滩不同季节表层沉积物体积磁化率值和重金属含量总体上均呈现冬季高、夏季低的特点。冬季风力较强,密度较轻的颗粒被吹走,留下密度大的磁性颗粒,增大了海滩沉积物的磁性,同时冬季排污的增多也导致了重金属含量和海滩整体磁化率值的升高。海滩的体积磁化率东西两侧高,主要是受海滩东西两侧排污口及建筑活动的影响,冬季海滩东侧排污口附近的体积磁化率最高可达9000×10^(-5)SI;而波浪作用形成了后滨高、前滨低的趋势。体积磁化率数据与重金属含量具有很好的相关性(R^(2)介于0.71~0.83),在空间分布上具有一致性,表明海滩表层沉积物体积磁化率不仅能反应海滩污染状况,而且对重金属污染和扩散路径有一定的指示意义。

关键词：海滩磁性特征重金属污染时空分布