沉积有机质分子地球化学应用于古气候古环境研究

自从上世纪八十年代以来,沉积有机质分子地球化学在古气候古环境研究中发挥了其它学科不可替代的作用。与传统的第四纪地质地球化学研究方法相比,分子有机地球化学在古生态系统恢复与古生产率评估、古大气二氧化碳分压与古温度确定等领域提供了更为精细的信息。文章主要总结与评述了沉积有机质分子及其碳／氢同位素地球化学技术近三十年来在上述领域的主要进展。     

全新世古洪水研究进展与趋势

综合分析了20世纪80年代以来全新世古洪水研究进展,着重对古洪水事件的判别、洪水事件对古文化发展的影响、古洪水事件对古气候环境事件的响应以及全新世古洪水研究方法等方面进行了综述,指出了近年来国内在全新世古洪水研究方面存在的主要问题,提出古洪水研究的主要趋势,包括在全球变化背景下研究古洪水水文学、多学科交叉方法的运用和各种环境代用指标的相互印证、高分辨率和定量研究、多区域对比研究等。     

贵州梵净山九龙池沉积物14C年代学研究及全新世碳累积速率变化

放射性碳同位素加速器质谱（ASM¹⁴C）测年法是湖泊沉积物定年的主要方法,并且是全新世年代学研究的热点。随着对全新世古气候与环境变化研究的深入,选取不同介质定年可能对年代模型的准确性造成误差,进而影响到气候指标的解译。本文选取贵州东北部梵净山九龙池沉积物中树枝、树叶、树皮、种子等植物残体和全样有机质作为测年介质,利用ASM¹⁴C进行定年。结果表明,相比全样有机质,使用植物残体定年可以在一定程度上避免碳库效应的影响。但相比于原位沉积且生长年限较短的叶片,树枝的定年结果偏老,不是一种理想的定年介质。另外,根据定年结果及总有机碳含量重建了全新世九龙池的碳累积速率,发现碳累积速率可以指示该地区亚洲夏季风强度的变化历史。     

岷江上游营盘山遗址土壤理化特征及指示意义

古遗址地层土壤理化特征研究有助于古环境重建。以岷江上游营盘山遗址文化剖面和黄土剖面为研究对象,分析了土壤粒度、磁化率、有机质和碳酸盐含量及元素地球化学等物理化学指标及其影响因素。结果表明古人类活动影响了土壤粒度、磁化率、有机质、碳酸盐及元素迁移等特征,灰烬层土壤出现了环境指标不一致的现象。位于灰烬层上部的古土壤保留了与成壤强度一致的环境信息,指示出岷江上游干旱河谷区在全新世中晚期曾出现相对温暖湿润的气候特征。利用遗址区文化层剖面重建古环境需多指标对比研究,剔除人类活动的干扰信息。     

类脂分子标志物在海洋有机地球化学中的研究应用

分子标志物是海洋有机地球化学过程研究的一个重要手段，它的开发和应用使得海洋有机地球化学的过程研究成为可能。类脂化合物作为一类最常用的分子标志物，在物质来源、有机质降解、早期 成岩演变、环境污染、古海洋学等诸多方面有着广泛的应用。类脂分子标志物成功地应用在河口、滨海地区和深海海洋中有着物质循环、迁移和埋藏等过程的研究，为海洋有机地球化学过程提供定性或定量的描述。本文简要介绍了类脂分子标志物的特征、开发和利用，并讨论了其优、缺点。     

边缘海环境中陆源有机质的化学生物标志物研究进展

边缘海是陆地和大洋的连接带,是陆源物质向开阔海输送的主要途径,在全球碳循环过程发挥着重要的作用。示踪边缘海沉积有机碳的来源,可以为有机碳的分布、降解、迁移和转化等研究提供基础。本文从高等植物类脂化合物(如长链正构烷烃、正构烷醇、脂肪酸、甾醇等)、维管植物木质素和土壤有机质支链和类异戊二烯四醚(BIT)等几个方面,介绍了基于化学生物标志物示踪边缘海陆源有机质来源的研究进展。指出以包含木质素、BIT等指标在内的多重示踪方法和多端元模型是指示边缘海沉积有机质来源的良好方法,能够提供比单指标方法更为准确可靠的结果。     

泾河中游将军村全新世剖面中钾素的地球化学特征及古气候意义

通过对泾河中游将军村全新世黄土地层中钾素、低频质量磁化率、频率磁化率、Rb/Sr与年代学综合分析,着重探讨了黄土中钾素的地球化学特征及其所揭示的古气候变化。研究表明：（1）速效钾、缓效钾具有很明显的古气候指示意义,可作为衡量东亚夏季风强弱的一种敏感参数或代用指标,并且对微弱的古气侯波动反映更灵敏。（2）近万年来将军村剖面所经历的古气候变化特征：早全新世（11.20—8.05 ka BP）气候逐渐趋于相对暖湿,但气候冷干/暖湿波动频繁交替;中全新世（8.05—3.10 ka BP）气候适宜;晚全新世前期（3.10—2.00 ka BP）气候偏凉干;晚全新世后期（2.00 ka BP—至今）气候再度转为偏暖湿。（3）将军村剖面全新世气候适宜期是渐变形成的,但大暖期却在约3.10 ka BP时以气候突变形式终结。     

江苏固城湖近代沉积物中有机质的组成、演化及其古气候古环境意义(摘要)

全球环境变化是当前一个重要的研究方向，而恢复不同尺度的古气候古环境变迁是其主要内容之一。恢复的手段目前仍然依赖于植物化石、抱粉、部分动物化石和文物、物候，配合湖泊纹把、’‘C年代、考古材料、树木年轮、具有年纹的冰层等进行综合对比来确定，其中最具标志的依据是植物化石和抱粉，但植物反映的气候环境常常有一个较长的滞后期，因此无疑给恢复古气候古环境的研究带来了根大的困难。然而，在自然界中，有机物质比无机物质结构更为精细、种类更为繁多及对气候的变化更为敏感。因此，应用有机地球化学，尤其是分子有机地球化学对…     

《有机地球化学特辑》前言

<正> 为迎接第五届全国有机地球化学大会的召开,配合重点基金课题“低温成矿中有机质的作用”和“生物成矿作用”的研究,我们在短短的四个月时间里组织了一期以“有机质-金属关系”为主题的有机地球化学特辑,主要介绍近年来有机质与金属成矿作用、微生物地球化学及生油岩热演化模式等方面的研究,以此向第五届有机地球化学大会献礼,并供我国同行及关心有机地球化     

石笋有机质碳同位素组成研究的进展与挑战

洞穴石笋因其精准的定年和蕴含的多种代用指标,已成为古气候和古环境变化研究的重要载体之一。在石笋研究的多种代用指标中,碳酸盐碳同位素由于受到多重因素的影响,应用其重建过去环境变化历史一直局限在少数几个研究地点。洞穴上覆土壤有机质是洞穴石笋中有机质的重要来源,除此之外,洞穴原位产生的微生物及基岩中的有机质也有贡献。由于主要继承了地表植被和土壤有机质的同位素组成,石笋有机质碳同位素组成的时间序列能够很好地指示地表植被的演变及土壤过程的变化。本文对石笋有机质碳同位素组成的研究现状进行了综述,介绍了最新建立的石笋有机质碳同位素组成分析方法,并指出应用这一指标研究环境变化需要解决的关键问题和未来面临的挑战。     

黄、东海二甲基硫海气交换通量时空分布及影响因子

二甲基硫（dimethyl sulfide,DMS）海气交换对全球气候和环境变化有重要贡献。本文利用已发表的2005－2017年文献数据,结合ERA-interim（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts Interim Re-Analysis）风速数据,估算了黄、东海DMS海气通量,并分析了其季节变化和空间差异。结果表明:南黄海和东海DMS年平均海气通量分别为（8.63±4.90）μmol/(m2·d)和（12.77±8.42）μmol/(m2·d),除秋季外,东海海气通量高于南黄海;DMS海气通量季节变化显著,夏季最大,冬季最小,南黄海秋季高于春季,东海春季高于秋季。基于方差分解,本文讨论了各因子方差对DMS海气通量方差的贡献,在南黄海,春季表层DMS浓度和交换速率均对海气通量有主要影响,夏季和冬季交换速率对海气通量影响较大;在东海,春季海气通量受到交换速率和DMS浓度交互作用的影响较大,夏季海气通量主要由DMS浓度控制,秋季和冬季交换速率对海气通量的影响较大。南黄海和东海占全球海洋面积的0.30%,其DMS排放量为0.1461 TgS/a,占全球海洋DMS排放量的0.52%。     

钚同位素法示踪中国领海核爆散落物钚的主要来源与迁移途径

使用电感耦合等离子体质谱仪,对东海及冲绳海槽沉积物、南海及邻近海域以及西北太平洋表层水中240Pu/239Pu同位素比值进行了测定,以确定中国领海核爆散落核素钚的主要来源及迁移途径。结果显示:东海及冲绳海槽沉积物中240Pu/239Pu比值分布于0.24~0.31之间,南海及邻近海域以及西北太平洋表层水240Pu/239Pu比值也处于0.22~0.24之间,都明显高于全球大气理论沉降值0.18。根据240Pu/239Pu比值及其在沉积物芯中的分布特征分析,二十世纪50年代早期美国在北太平洋马绍尔群岛进行的核爆实验,被认为是中国领海及其邻近海域除全球大气沉降外的另一重要的钚的来源。模式计算显示,东海及冲绳沉积物中约55%、中国南海及其邻近海域表层水中约40%、西北太平洋表层水中约20%的钚,来自北太平洋核爆基地。北太平洋赤道环流及其在西北太平洋的分支洋流是钚自核爆地向中国领海迁移的主要通道。     

东黄渤海11-12月有色溶解有机质的分布特征

采集了2016年11－12月期间东、黄、渤海表、中、底海水样品,分析了海水中溶解有机质的紫外-可见光吸收光谱特征,探讨了渤海和黄东海海域秋冬季有色溶解有机物（CDOM）的分布特征、来源和影响因素。结果表明:在渤海和黄东海,表、中、底层CDOM均呈现近岸高、远海低的分布特征,渤海CDOM含量高于黄东海。吸收系数a₃₅₅和光谱斜率S_275-295呈显著负相关。结合CDOM的a₃₅₅分布和S_275-295,表明CDOM受到陆源输入的显著影响。渤海海区黄河口海域由于黄河水的直接输入和在大风影响下黄河口的泥沙再悬浮作用,CDOM含量最高。12月渤海中心存在CDOM和DOC的低值区,位置和夏季渤海双中心冷水团一致。在黄东海海域,高盐度台湾暖流的导致了黄东海DOC低浓度区域的产生,但对CDOM的含量分布没有明显影响。在渤海和黄东海,CDOM和DOC无显著相关性。     

3种钢材在东海初期腐蚀速率的空间变异分析

为了研究X80、EH36和45#钢在东海海域42个站位的初期腐蚀速率.通过动电位极化曲线法获取出海实测的X80、45#和EH36钢2019年9月在东海42个站位的初期腐蚀速率数据,并以地统计学方法对数据进行分析,探索研究区内3种钢材初期腐蚀速率的空间分布及其变异特征,绘制初期腐蚀速率预测图.对于每一种钢材初期腐蚀速率的空间分布,45#钢在西南部高,东北部低;EH36钢在东北部高,西南部低;而X80钢靠近长江口海域低,其他海域高.X80、45#、EH36钢在东海的平均初期腐蚀速率分别为0.42、0.49、0.17 mm/a,并且3种钢材在东海初期腐蚀速率分布的空间变异特征明显,空间自相关性强,X80、45#、EH36钢的块金值分别为0.0148、0.0044、0.0017,变程为1000～2000 km.     

春季中国近海海表大气中六氟化硫的分布特征

基于2017年春季黄-东海航次,在我国南黄海和东海海域开展了海表大气中六氟化硫离散采样和测定工作。结果显示,观测期间,黄-东海海表大气中六氟化硫摩尔分数范围为（9.5~14.0）×10-12,平均值为（10.5±1.3）×10-12,总体呈近岸高,远岸低的分布特征。结合现场风速和风向数据及后向轨迹模拟计算分析可得,受短距离和低空陆源气团输送的主导影响,东海东北部和西南部六氟化硫摩尔分数较高。受长距离或来自太平洋地区气团输送的主导影响,南黄海和东海西北部及东南部海表大气六氟化硫摩尔分数较低且分布均匀。本研究所获数据和结论将有助于更深入准确地研究本海域其他大气成分的时空分布特征和调控机制。     

长江口及东海赤潮海洋环境特征综合探讨

针对我国东海及长江口邻近海域赤潮频繁发生的现象,本文通过大量文献查阅和研究追踪,分别从东海赤潮的生物化学、物理海洋和地质沉积三大方面对其爆发的海洋环境特征进行了综合研究。具体涉及浮游藻类密度、叶绿素a含量、初级生产力、海洋温盐流、地貌沉积八个分项的解释,从整体上对长江口及东海赤潮生消演变的海洋环境进行了初步的探讨,为进一步的认识赤潮提供了研究基础。     

福岛核泄漏事件对中国海污染的研究

2011年3月11日日本地震和海啸导致了日本福岛核电站核放射性物质泄漏事件.利用ROMS区域海洋模式对北太平洋环流进行模拟,并在此流场中加入核放射性污染物进行测试核放射性污染物是否能够输运到中国海域.在不考虑背景场浓度的情况下,福岛泄漏的核放射性物质在泄漏后4年能基本侵入整个中国海区,并且在10年内布满整个北太平洋区域,最大值区在北美的西岸外海.相较而言,将国际原子能的观测资料进行资料同化作为背景场使模拟更接近于观测事实.考虑了背景场的模拟显示,2019年进入东中国海的核放射性物质总量达到峰值.除此之外,还计算了各个海峡核放射性污染物通量及其随时间的变化,发现核放射性污染物主要通过吕宋海峡入侵南中国海;台湾海峡、台湾以东洋面为侵入东中国海的主要通道;核放射性污染物通过托克拉海峡、对马海峡流出东中国海.同时计算表明在未考虑径流的情况下,中国东部沿海地区的核放射性污染物浓度有着明显的季节特征,华南沿海冬春核污染物浓度高于夏秋两季,而华东沿海则相反.     

沙尘和灰霾期间中国近海大气氮沉降通量估算

利用WRF-CMAQ模型估算了2011年4月26日~5月3日沙尘事件和2016年1月1日~7日灰霾事件在中国近海引起的总无机氮（TIN）沉降通量,分析了两类事件对中国近海海洋初级生产力的贡献,探究了灰霾事件时中国近海无机氮沉降的可能来源.结果表明：典型沙尘和灰霾过程中,中国近海TIN干沉降通量均值分别为6.77,3.01mg N/（m²·d）,是晴朗天的6.84,3.04倍,可提供38.5,17.1mg C/（m²·d）的海洋初级生产力;沙尘期间无机氮沉降以还原态氮（NH₃和铵态氮,占TIN的62.2%）为主,灰霾期间则以氧化态氮（HNO₃和硝态氮,占TIN的84.3%）为主.典型沙尘事件TIN沉降对黄海影响最大,对渤海影响最小;典型灰霾事件对黄海和东海TIN沉降影响相当,高于对渤海的贡献.典型灰霾期间,京津冀和山东西北部（区域一）对渤、黄、东海TIN干沉降的贡献均大于长江三角洲及周边地区（区域二）,区域一对3个海域TIN干沉降的贡献约为38.7%~74.6%,区域二的贡献约为1.14%~12.1%.     

渤海和濑户内海环境立法的比较研究

对我国渤海和日本濑户内海的环境问题进行了阐述,并介绍了相关立法的背景。对中日两国适用渤海和濑户内海的国际法律制度、国内法律文件、环境保护的其他重要文件,如规划计划等进行了研究,并在此基础上对渤海和濑户内海环境立法的比较分析。得出了为恢复和保护渤海的整体功能,促使渤海为社会经济发展提供持续的支持,必须借鉴日本治理濑户内海的经验,建立渤海这一内海的特别法规体系和资源环境可持续利用的管理制度,并形成一系列与之对应的政策,只有这样,才能从根本上保障渤海整治的综合效果和渤海的可持续利用能力的结论。     

东海口足类(Stomatopod)种类组成和数量分布

根据2008年春（5月）、夏（8月）、秋（11月）、冬（2009年2月）4个季节东海（26°00’～33°00’N,127°00’E以西）桁杆拖虾网所获得的口足类调查资料,以渔获率作为口足类分布的数量指标,分析了调查海域的口足类种类组成、数量分布及时空变化趋势。结果表明：调查海域四季共捕获口足类20 种,隶属于4 科,11 属,其中优势种为口虾蛄（Oratosquillaoratoria）和黑斑口虾蛄（Oratosquilla kempi）;在各季节出现的口足类种类数中,春季出现最多,其余三季变化不大;各季节口足类渔获量及渔获率变化明显,冬季渔获量及渔获率最高,以下依次为夏季、春季和秋季;从区域分布看,东海南部海域在口足类种类数和生物量两项指标均高于北部和中部两个海域;口足类以及优势种口虾蛄在4 个季节的调查中具有相对较为集中的生物量高发区,但聚集特征不明显;黑斑口虾蛄的分布则表现出了十分明显的地域特征。