鄂霍次克海天然气水合物区与东海内陆架泥质区沉积物古菌多样性研究

为研究鄂霍次克海天然气水合物区沉积物古菌、甲烷厌氧氧化古菌和硫酸盐还原细菌的多样性分布，我们以PCR技术为基础构建mcrA、dsrAB和古菌16S rRNA 基因文库。对所获得的序列进行系统进化和统计学分析发现：鄂霍次克海古菌类群主要为Marine Benthic Group D (MBG-D)、Marine Benthic Group B (MBG-B)、Marine Crenarchaeotic Group I(MG- I)，另外少量古菌16S rRNA基因序列为Anaerobic Methanotrophs 2c（ANME-2c），主要分布在LV39-25H岩心的表层沉积物中。LV39-40H岩心表层的古菌群落结构与其他六个层位古菌群落结构相比有着显著的差异。mcrA基因序列主要为催化甲烷厌氧氧化的古菌ANME-2（c和d簇），在所研究的各个层位的沉积物中均广泛分布。少量的ANME-1（a簇）发现于LV39-40H岩心表层以下的沉积物中。产甲烷古菌数目不多，集中分布在LV39-25H岩心200cm和LV39-40H岩心180cm的沉积物中。dsrAB基因文库分析表明硫酸盐还原细菌种类丰富，表层沉积物中硫酸盐还原细菌多样性最高。在两个岩心所有层位的沉积物中都有一定数量的克隆属于DSS簇，它们可能与ANME共生催化甲烷的厌氧氧化作用。总之，所有数据表明在鄂霍次克海天然气水合物区存在着较活跃的甲烷厌氧氧化作用，揭示了参与甲烷厌氧氧化作用的微生物群落结构和多样性。 为研究东海内陆架闽浙沿岸泥质区不同深度沉积物中古菌群落垂向分布特征，通过古菌16S rRNA 基因文库共得到473个有效克隆50个OTUs (Operational Taxonomic Units)。16S rRNA基因序列系统进化和统计分析发现古菌分别归属于泉古生菌（Crenarchaeota）和广古生菌（Euryarchaeota），其中以Miscellaneous Crenarchaeotic Group（MCG）为主，仅含少量的MBG-B、South African Gold Mine Euryarchaeotic Group(SAGMEG)、 ANME-3、MG- I和MBG-D。该泥质区沉积物可能存在由ANME-3催化的甲烷厌氧氧化作用，同源序列分析表明其古菌群落分布与周边环境有较大联系。UniFrac与沉积物环境因子分析表明该泥质区古菌群落垂向分布与沉积物有机质含量和粒度变化密切相关。 通过对比发现，鄂霍次克海天然气水合物区甲烷厌氧氧化古菌主要为ANME-2和少量的ANME-1，而东海内陆架泥质区甲烷厌氧氧化古菌仅为极少量的ANME-3；鄂霍次克海天然气水合物区广古生菌和泉古生菌数量各占一半，主要为MBG-D、MBG-B、MG-I。东海内陆架泥质区沉积物古菌序列主要为泉古生菌（MCG）。海域类型的不同以及有机碳含量等环境因子的差异可能是这两个海域古菌群落结构差异的主要原因.

南海新生代碱性玄武岩的特征及其地球动力学意义

南海是西太平洋最大的边缘海之一，位于欧亚板块、印-澳板块以及太平洋板块之间。南海海底扩张停止(15.5Ma, Briais et al., 1993) 后的板内火山作用，影响着中国南部、中南半岛、大洋基底和分裂的微大陆片段的广大地区。对南海新生代玄武岩进行地球化学研究，不仅对于理解南海板内火山作用的深部地幔过程有着重要意义，而且对南海形成演化及含油气盆地形成的深部动力学机制有着深远意义。 南海新生代玄武岩K-Ar/Ar-Ar年龄为3.8-7.9Ma, 表明为晚中新世以来的岩浆活动产物，与周边地区的碱性火山岩在年龄上的一致性。岩石学特征表明，南海新生代玄武岩的矿物组合为橄榄石、单斜辉石、斜长石，与特征的碱性玄武岩的矿物组合一致。由橄榄石所计算的南海底潜在地幔温度(Tp)平均值为1661℃, 暗示南海地区下的地幔可能存在热量异常，为海南地区存在地幔柱的观点提供了证据。单斜辉石富钙、钛，由单斜辉石-熔体平衡温压计计算的岩浆房深度分别为：碱玄岩岩浆房深度约49km（对应压力为1.46～1.48 GPa）；粗面玄武岩岩浆房约25km（对应压力为0.76 GPa）；玄武岩岩浆房约15km（对应压力为0.44GPa）。由碱玄岩→粗面玄武岩→玄武岩，平衡温度(K)依次降低:从1535～1498→1429→1369。由斜长石微晶所计算的岩浆喷出地表的温度为989℃。 主量元素特征表明，岩石类型主要为碱玄岩，有少量的粗面玄武岩和玄武岩，属于碱性系列。微量元素方面，大离子亲石元素(LILE)以及高场强元素（HFSE）特别是Nb、Ta、Ti、Y等元素均呈现富集现象，Yb、Sc、Sr以及K、U、Th等生热元素相对亏损，微量元素及稀土元素分布岩石类似板内OIB微量元素的全球平均值。同位素地球化学研究表明，源区存在两个混合端员并具Dupal Pb异常：一个为DMM，位于软流圈或岩石圈地幔中；另一个为EM2源区，可能来自位于核-幔边界处的海南地幔柱而非大陆底岩石圈地幔。研究表明，南半球Dupal异常不存在全球范围内的地区专属性，本区存在的Dupal异常与南半球Dupal异常可能不存在联系。在南海新生代玄武岩的成因过程中，海南地幔柱在为岩石圈地幔的部分熔融作用提供所需的热量同时，也在物质上作出了贡献。南海盆新生代碱性玄武岩由不同程度的部分熔融作用，以及岩浆在上升期间或者在高位岩浆房中的橄榄石等矿物分离结晶作用所形成，同时还可能发生了堆晶作用。构造环境判别表明，玄武岩浆在上升到地表过程中几乎未受到地壳混染。 南海新生代玄武岩的地球化学研究表明，在玄武质岩浆的深部地幔演化过程中，海南地幔柱可能起着重要的作用。通过引入海南岛地幔柱这个概念，本文建立了一个新的有关南海形成演化的初步的概念性模型：（1）50-32Ma，印度洋板块-欧亚板块碰撞及其所导致的太平洋板块后退的综合效应为南海地区提供了一个伸展环境，此伸展环境为地幔柱物质的上升提供了通道；（2）32-21Ma，当地幔柱柱头到达软流圈时, 通过侧向物质流开始同扩张中心发生相互作用，促进了南海的扩张，并在26-24Ma期间发生了洋脊重新就位事件，使扩张中心从原来的18°N附近(即现今西北海盆的中心)调整到15.5°N附近（即现今的东部亚盆）；（3）21-15.5Ma, 随着地幔柱效应的逐渐增强，热点-洋脊相互作用越来越强烈，在大约21Ma发生了洋脊的再次重新就位事件，诱发了西南海盆的扩张；（4）15.5-现在，由于印澳板块前缘与巽他大陆碰撞，使得南海大约在15.5Ma停止扩张,并沿着南沙海槽及吕宋海沟向菲律宾岛弧及巴拉望地块之下俯冲，而南海热点继续活动，在地表处直到第四纪还有碱性玄武岩喷出。

中国近海浮游植物光合作用研究——初级生产力模型计算与活体叶绿素荧光测量

本文的研究内容是初级生产力模型计算方法以及活体叶绿素荧光测量方法在我国近海浮游植物光合作用研究中的应用。 论文对在我国近海实测的1321 组叶绿素垂直分布数据以及84 组初级生产力数据进行了非线性拟合分析，得出了描述叶绿素和初级生产力垂直变化规律的相应参数。结合光合参数——初始斜率α 的平面分布将我国近海分为9 个光合作用特征相对独立的分区。以光强和遥感叶绿素为输入变量，以各分区实测参数的平均值为模型参数，首次建立了分海区的时间－深度积分初级生产力计算模型。 对拟合参数的分析表明：我国近海深水叶绿素峰（DCM）在夏季最明显而在冬季则不明显，这与夏季温跃层的形成和冬季温跃层消失的规律相符合。最大光合速率参数主要受温度和营养盐状况的影响，但整体而言各个季节的变化不大。光合作用初始斜率参数主要受浮游植物光照条件和光照历史的影响，从春季到冬季持续增加，基本与光照强度的变化刚好相反。光抑制参数反映着浮游植物对高光强伤害的敏感性，它在夏、秋季较低而在冬季较高。 模型计算结果表明我国近海初级生产力规模约为6.4±1.0×108tC/a。总体来说我国近海海域初级生产力北方高于南方，西部高于东部。北方初级生产力高峰期大都出现在夏季而南方出现在冬季，中部则高峰期出现在春秋两季，与温跃层出现和消失的规律有一定的相关性。与由实测生产力推算的初级生产力相比，本模型的计算结果较高，误差产生的原因包括二类水体遥感叶绿素浓度偏高、地形因素等。与VGPM相比较，本模型的计算结果更接近于实测结果。模型中云覆盖度参数的变化可能引起计算结果约25％的变化，当取云覆盖度参数为0.5 时的计算结果与用实际天气状况数据的计算结果较为接近。制作了基于分区模型的水柱初级生产力计算软件，可在仅测量叶绿素浓度的情况下进行水柱初级生产力的计算。 模型准确度的进一步提高的途径主要包括实测参数数量的增加以及遥感叶绿素浓度准确性的提高。 与初级生产力相比，活体叶绿素荧光测量可以更快速、简便地跟踪浮游植光合作用动态。本研究首次将活体叶绿素荧光测量方法应用于野外浮游植物光合作用状态研究。通过暗驰豫实验，建立了使用OS5－AFM藻类荧光仪现场测定活体叶绿素荧光参数——Fv/Fm（光化学效率）的操作方法，并对胶州湾海域浮游植物光化学效率进行了高时空分辨率的调查，对相关因素进行了分析，并尝试通过Fv/Fm进行初级生产力计算。 结果表明，胶州湾海域表层Fv/Fm值的全年平均值约0.37，处于中等偏低水平。Fv/Fm值在秋季最高而春季最低，其平面分布在夏季较均匀而在春季则有较大的区域差异。湾东部Fv/Fm值变化幅度较大，一年中有4 个高峰期；而湾西部Fv/Fm值变化幅度较小，一年中有3 个高峰期。光合作用最活跃的海区随季节更替而变化，其年变化模式可能具有一定的重复性。不同深度上Fv/Fm值的海区平均值没有显著差异，但底层Fv/Fm值的空间差异较小。 通过对营养盐和Fv/Fm值时间变化的分析，首次发现了自然水体中Fv/Fm值变化对氮盐浓度变化响应的滞后效应，在不同的站点，影响Fv/Fm值的氮盐种类有所不同，湾西部海域与NH4+相关性较高而湾东部海域与NO3-的相关性较高，P、Si等则与Fv/Fm值基本无相关性。滞后期的长度并不稳定，1 旬和2 旬的滞后现象都可观察到。Fv/Fm值变化率与氮盐浓度变化率之间的相关性高于Fv/Fm值与氮盐浓度之间的相关性。这表明即使在胶州湾这样无机氮浓度很高、浮游植物生长基本不受氮源限制的水体，氮源浓度的变化仍然影响着浮游植物的光合作用状态。 初步建立了由Fv/Fm测量结果计算初级生产力的方法。模型的计算结果与文献资料中胶州湾水域初级生产力的时空分布趋势基本一致，但在数量上明显低于传统估算的结果。获得更多同步测量的初级生产力和Fv/Fm值数据可逐渐改善这一方法计算结果的准确性，并可籍次方法更快更方便地进行初级生产力的测算。

黄东海海洋浮游细菌的生态学研究

利用表面荧光显微镜计数法调查我国黄、东海浮游细菌(包括异养细菌和蓝细菌)生态分布状况，对其在春秋两个季节不同水文状况下与浮游植物叶绿素、无机盐等之间的关系进行了研究。同时，利用流式细胞仪分选功能分离纯化了6株海洋聚球蓝细菌，并对其遗传多样性及捕光色素组成成分进行了分析。 春秋两季黄东海异养细菌丰度大致相当，异养细菌丰度在105－106 Cell ml-1左右。春季异养细菌丰度总体表现为随离岸越远先逐渐降低后略微增高的趋势，秋季异养细菌丰度有离岸越远逐渐增高的趋势。 春季黄东海异养细菌转化率和水体异养细菌生产力与温度呈正相关；异养细菌生物量与海水温度呈负相关。秋季的水文状况较春季较复杂，不同区域的水团对异养细菌有显著影响。 春、秋季，聚球蓝细菌生物量占浮游植物总生物量的百分比分别在4-98%（平均值42%）和在4-93%（平均值30%）之间。 胶州湾浮游细菌的年季变化研究表明，海洋浮游细菌在一年的变化有明显规律。浮游细菌丰度随温度变化呈正相关。 系统进化分析表明，在黄海海域分离到的3株聚球蓝细菌都属Marine Cluster I，它们都含有捕光色素藻红蛋白PE。在东海分离到的3株聚球蓝细菌中，ECS01和ECS02含有捕光色素藻蓝蛋白PC， ECS01和ECS02与Synechococcus sp6301近缘关系很近。ECS03含PE，并且与在日本海分离到的MBIC10089独立成枝。

东中国海波候对局地气候变化的响应研究

波候研究对于解释全球气候变化的内在物理机制，理解全球气候变化后人们的生产、生活环境由此而产生的相关变化都具有重要的现实意义。 本文利用了欧洲中尺度气象中心（ECMWF）所提供的最新的近45年（1957-2002）全球同化资料集，该资料集提供每天4次天气尺度的环境要素信息。本研究从中提取海面矢量风场信息，并以此来驱动第三代海洋波浪模式WAVEWATCH-III v2.22，从而构建了历时45年的西北太平洋地区的波候资料。 使用日本气象厅（Japan Meteorological Agency）所提供的B22001号浮标的实地观测资料，以及美国的TOPEX/POSEIDON 卫星高度计资料对本研究通过数值模拟所获取的波候资料进行验证，发现通过这一方法所重建的历史波候资料完全满足对东中国海波候状况进行分析的精度要求。通过参考前人的研究成果，本研究所获取的波候时间序列满足对气候问题进行评估时所必需的数据序列一致性的基本要求，可以用于长时间序列的分析。 运用经验正交函数（empirical orthogonal function，EOF）分析方法，本研究提取了东中国海地区的极值波高的分布特征。根据分析结果，本研究将时间序列分成“1977年前”和“1977年后”两段，并据此比较两段的变化特征。研究发现，东中国海北部地区（黄海）的极值波高在最近45年内存在缓慢的衰减现象，导致这一现象的原因主要是由于该地区的东亚夏季风正在慢慢减弱。而东中国海南部的极值波高在最近45年内则存在增强的现象，这主要是由于活跃在西北太平洋上的热带气旋正在慢慢加强，由于这些热带气旋所产生的涌浪对东中国近海的影响也在慢慢加深。 通过将本研究的研究成果和前人的成果进行对比，我们不难发现：西北太平洋地区热带气旋活动的增强已经是一个比较普遍接受的事实，而这一变化对东中国近海所能构成的影响范围足以影响到整个东中国海的中南部地区。而东亚季风减弱对东中国海波候所造成的影响，也从另一个角度提示我们，从能量的角度重新审视全球气候变化的内在物理机制或许是非常必要的。

PN断面东海黑潮的地转经验模态分析

基于东海PN断面近五十年的历史水文数据，本文应用一种斜压流函数空间投影的方法分析冲绳海槽北部黑潮水团的水文结构及其季节性和年代际变异。通过将历史数据投影到一个斜压流函数空间中，GEM方法能很好地消除黑潮中尺度变异引起的噪音。诊断生成的东海黑潮温度和盐度GEM场以压力和斜压流函数为参数，能反映黑潮基本的温盐结构。通过分析1987年之后黑潮季节平均的温盐GEM场，结果显示黑潮中层水的盐度在夏季相对较低, 在春季达到最高。通过比较1987年之后温盐深仪（CTD）数据生成的GEM场与1987年之前南森瓶（Bottle）数据生成的GEM场，我们证实黑潮的年代际变化特征，即黑潮表层水近二十年来温度升高而盐度减小，同时发现黑潮中层水具有盐度减小而黑潮热带水具有盐度增加的趋势。进一步通过对PN断面上黑潮水团来源的分析讨论，得出中层水盐度最小值靠近黑潮左侧的现象是由于冲绳岛-宫古岛之间入侵的北太平洋中层水受黑潮主轴的平流作用所致。

东海沿岸贝类体内石油烃和有机氯农药的分布特征及评价

本研究分别于2006、2007年5月在东海沿岸海域22个站位采集牡蛎、贻贝、四角蛤蜊、文蛤、花蛤5种贝类样品，采用荧光分光光度法和气相色谱法检测贝类体内的石油烃（TPHs）和有机氯农药(HCHs和DDTs) 含量，分析东海沿岸海域贝类体内的TPHs、HCHs和DDTs的时空分布特征和HCHs、DDTs的组分特征，比较不同贝类体内污染物含量的差异，探讨HCHs和DDTs的来源，并对贝类进行初步海洋生物质量评价和人体健康风险评价。研究结果表明： （1）东海沿岸海域贝类体内TPHs含量范围为0.40 74.40 mg kg-1，平均含量为9.42 mg kg-1；HCHs含量为ND～5.42×10-3mg kg-1，平均含量为1.47×10-3 mg kg-1；DDTs含量为2.09×10-3～197.66×10-3mg kg-1，平均含量为38.05×10-3 mg kg-1。其中，TPHs含量在长江口及邻近海域较高， HCHs和DDTs含量在江苏省的如东、海门和浙江省的各海域含量较高。与2006年相比，2007年贝类体内TPHs含量与2006年基本持平，HCHs含量有稍微降低，但是DDTs含量有明显升高趋势。 （2）HCHs和DDTs组分分析表明，α-HCH和β-HCH占HCHs总量的绝大多数，γ-HCH和δ-HCH仅有极少量检出，大多数区域的α-HCH/γ-HCH比值在4-7之间，说明研究区域内有新的HCHs污染源； DDTs 中O,P’-DDT/P,P'-DDT的比值远高于工业DDTs中O,P’-DDT/P,P'-DDT的比值，分析认为其与周围区域使用三氯杀螨醇密切有关。 （3）贝类体内的TPHs、HCHs和DDTs与水体、沉积物中的相应有机物存在正相关性。相对于TPHs和HCHs，DDTs更容易在贝类体内富集；牡蛎对TPHs和HCHs、DDTs的累积能力明显高于四角蛤蜊和贻贝。 （4）质量评价显示TPHs在局部海域超标，HCHs未超标，DDTs含量超标严重。人体健康风险评估结果显示，东海沿岸海域贝类体内HCHs和DDTs的致癌风险和暴露风险均在可接受的范围之内，消费者因食用监测海域的贝类而受到HCHs和DDTs危害的可能性不大。 （5）与世界其他海域比较表明，东海海域贝类TPHs和HCHs含量处于中等水平， DDTs含量处于比较高的水平。

黄东海胶质浮游动物水母类研究

近年来，胶质类浮游动物尤其是水母类在近岸高生产力的海洋生态系统中的作用越来越受到全球科学家们的关注。这种关注很大程度上是由于近年来很多海域或海湾出现水母类大量繁殖的现象而引起的，这种现象与过度捕捞、气候变化、富营养化以及生物入侵等因素有着内在的联系，给人们带来经济，社会和生态等各方面的损失。这种损失包括：当水母大量出现时，由于它们与鱼类存在食物和捕食竞争，使渔业资源和渔业生产锐减；由于它们会堵塞和撕破渔业生产网，干扰了人们的渔业生产活动；另外水母增多增加了海滨游泳爱好者被蛰伤甚至死亡事件发生的频率，对旅游者们的娱乐行为造成不便。到目前为止全球范围内报道了许多水母大量繁殖并对经济社会或海洋生态系统造成负面影响的事件。在北海水母数量爆发的频率与气候相关的事实表明了该海域将要面临一个更多的胶质类浮游动物的未来。所有这些都表明海洋中水母的生态学问题仍旧是全球的一个研究热点。到目前为止，在世界上许多海湾和海区有关水母生态学问题的研究上，均已取得方方面面有意义的进展。但在我国，由于对水母功能群的研究缺乏足够的重视，对于大型水母来讲它们被认为是渔业生产的副产品或者‘垃圾’，在渔业拖网捕获后把它们直接扔入海中并不去研究；对于小型水母来讲，因为它们为非饵料生物，并且有易碎，粘糊糊等难操作的特点，对浮游生物网同步采集到的水母的研究力度远不如对其他浮游动物类群的研究力度，因此我国对水母功能群生态学的研究基础相当薄弱。 本论文基于以上背景对黄东海大型和小型水母类的生物地理分布格局进行了研究，对其生物量或丰度等生态学指标进行了定量研究。（1）利用浮游生物网样品对黄海小型水母类的种类组成及其丰度的时空变化进行了研究，表明黄海测区内小型水母整体丰度很低，且主要分布在50 m等深线以浅海域，各水母类群以及优势种类的季节更替非常明显。比较不同海区的小型水母的丰度水平及其占浮游动物丰度的比例，发现黄海的小型水母丰度水平最低，为0.8（0.04–1.3）ind. m-3，只占浮游动物丰度的 < 0.5 %，表明小型水母在黄海海域并非占优势的功能群。（2）在中国黄东海采集的沙海蜇和在日本采集的越前水母的COI基因序列差异（0.2%）处于种内水平，从分子水平上证明两者为同一个种类，基于形态学和分子生物学的证据，我国大型水母沙海蜇的分类地位可初步订正为：Nemopilema nomurai Kishinouye, 1922（Scyphozoa：Rhizostomeae：Rhizostomatidae）。（3）利用渔业底层拖网的方法对黄东海大型水母的种类组成，总生物量及各优势种类生物量的时空分布进行了半定量研究。结果共鉴定到11个种（类），其中沙海蜇（Nemopilema nomurai），洋须水母（Ulmaridae genus sp.）以及多管水母（Aequorea spp.）为黄海的优势种（类），沙海蜇（只在东海北部）和霞水母（Cyanea spp.）为东海的优势种（类）；这四个种（类）的湿重随着伞径的增大成冪增长的方式。大型水母平均总生物量的季节变化模式为：3月份水母总生物量最低，为4.6 ± 9.4 kg km–2，春夏季随着海水表层温度的升高，大型水母的生物量逐渐增加，9月初水母的总生物量达到最高值，为22891 ± 25888 kg km–2，随后随着海水的温度下降，生物量也逐渐下降。洋须水母的生物量在10月份达到最高值（2780 ind. km–2，1807 kg km–2），主要在黄海中部出现。多管水母在5月份丰度最高，为8262 kg km–2，且主要分布在30N以北海域。 聚焦大量爆发的水母种（类）沙海蜇和霞水母，基于实测的拖网资料，提供了该种可见的浮游阶段1周年的地理发生和生物量数据；结果表明，这两个种（类）表现了不同的季节出现和生物量格局：首先是黄海出现的沙海蜇（5–12月在黄海出现），5月份少量幼水母体在黄东海的交界处出现，6月它们的分布范围在南黄海扩大，到8月末及9月初沙海蜇几乎遍布黄海，其生物量和丰度以压倒其他大型水母类的优势形成“bloom”（生物量占所有大型水母的96.7%，丰度占93%，在南黄海平均生物量20446 kg km-2，平均占渔获物生物量的86.1 %），10月份至12月，沙海蜇的生物量逐渐减少甚至为零，其分布区域也向北回缩。其次为东海出现的霞水母（5月–10月）：霞水母在5月初达到生物量的高值（平均生物量为380 kg km-2），其伞径随纬度的升高而变小，8月至10月其生物量骤然下降。这两个种类的生物量高值分布在温度或潮汐锋区。结合水文条件及沙海蜇和霞水母关键的生活史策略推测了黄东海该种浮游阶段的生活史模型。 最后，通过对黄海8、9月份沙海蜇生物量的最高峰或暴发时期的呼吸率，摄食率进行估算，获得其每天对浮游动物现存量及生产力的潜在摄食压力，结果表明2006年9月在对沙海蜇最大捕获率的情况下，沙海蜇的摄食率为8.37（0.12–37.83）mg C m-2d-1，假设都以浮游动物为食，这时每天对浮游动物现存量及生产力的摄食压力分别为11.2%（0.17–50.6%），134.1%（1.98–605.7%）。因此在沙海蜇暴发期间对浮游动物的潜在的消耗非常大，甚至为毁灭性的。

黄、东海海洋异养细菌的生态学研究

该文利用表面荧光显微镜观测计数法和[甲基-<'-3>H]胸腺嘧啶示踪法对春秋两季节中国黄、东海异养细菌生态分布及其生产力状况,以及异养细菌及其生产力与浮游植物叶绿素、无机氮盐之间的关系进行了研究.主要内容如下：春秋两季节黄东海海洋异养细菌丰度大致相当,异养细菌平均值在5～7×10<'8>Cell/l范围之间.春季异养细菌丰度总体表现为随离岸越远先逐渐降低后略微增高的趋势,秋季异养细菌丰度有离岸越远逐渐增高的趋势.秋季黄、东海海洋异养细菌生产力明显高于春季,并且秋季异养细菌的生长率也高于春季.秋季异养细菌生产力与初级生产的比值明显高于春季,且东海高于黄海.春季异养细菌生物量与浮游植物叶绿素及无机氮盐之间无明显相关性.秋季异养细菌生物量与浮游植物叶绿素相关性在东海有较显著相关性,在黄海该相关性比东海低;异养细菌生物量与NO<,3>ˉ和DIN表现出明显相关性,该相关性在黄海明显高于东海.异养细菌在一年的变化有明显规律,冬季最低,秋季和春季相当.在一天当中,异养细菌数量变化有一定规律性,且其变化与浮游植物细胞数量变化有一定关系.

西太平洋—印度洋—青藏高原气候系统在南海夏季风爆发过程中的作用

本文利用美国国家环境预测中心和国家大气研究中心(NCEP/NCAR—National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research)的位势高度、气温、风速等大气资料、欧洲中期天气预报中心 （ECMWF—European Centre for Medium-Range Weather Forecasts—ERA-40）的雪深资料、美国国家海洋大气管理局（NOAA—National Oceanic and Atmospheric Administration）的海表温度（SST）资料、美国Scripps海洋研究所的上层海洋热含量资料等，采取相关分析、合成分析、经验正交函数分析、小波分析和小波交叉谱分析等统计分析方法，系统深入地讨论了西太平洋—印度洋—青藏高原气候系统在南海夏季风爆发过程中的作用。得到的主要结论如下： 1. 西太平洋和印度洋在南海夏季风爆发过程中起着关键作用 利用1951－1998年多种大气海洋资料，分析研究结果表明，西太平洋（暖池热含量）、印度洋（纬向风）在南海夏季风爆发中起关键的调控作用：以1970年为界，1970年之前，印度洋起主要作用，1970年之后西太平洋起主要作用，这主要是1970前后北极涛动有明显跃变的原因，这种跃变决定了印度洋在南海夏季风爆发中是否起决定作用（西风异常或东风异常），进而，决定了有利于或不利于南海夏季风的爆发。 1970年之前，北极涛动指数为负值，海陆温差（海上气温减大陆气温）是负值，大陆气温偏高，印度洋气温相对偏低，印度洋出现西风异常，有利于南海夏季风早爆发。在此期间，与印度洋SST密切相关的南印度洋偶极子的变化也与南海夏季风的爆发紧密相联。当南印度洋为正偶极子（西南印度洋SST为正异常，印度洋其他区域的SST为负异常）时，北印度洋为西风异常，南海夏季风爆发偏早；南印度洋为负偶极子（西南印度洋SST为负异常，印度洋其他地区的SST为正异常）时，北印度洋为东风异常，南海夏季风爆发偏晚。 1970年之后，北极涛动指数为正值，海陆气温差为正值，印度洋的状态不利于南海季风爆发；在这种情况下，西太平洋暖池的热含量则成为控制南海夏季风爆发的主要原因：暖池变暖的年份，即 La Niña 年，南海夏季风爆发早（强），反之，当暖池变冷的年份，即El Niño年，南海季风爆发晚（弱），即，南海夏季风爆发的早（强）晚（弱）与ENSO事件密切相关。 2.青藏高原春季积雪对南海夏季风爆发有重要的影响 1958-2003年青藏高原3月积雪厚度与南海夏季风爆发时间存在着很好的正相关。青藏高原3月积雪厚度偏厚时，其500毫巴以上的气温偏低，上层海陆之间的气温差是正值，南亚高压向西北方向的移动速度变慢，上层东风偏弱，西太平洋地区的上层辐散和下层辐合变弱，西太平洋暖池热含量偏少，南海夏季风爆发偏晚（弱）。同时，下层850毫巴东印度洋异常大气是东风和跨赤道反气旋对，南海被东风异常所控制，这种大气环流形势不利于南海夏季风的爆发；青藏高原3月积雪厚度偏薄时，其500毫巴以上的气温偏高，上层海陆之间的气温差是负值，上层南亚高压在南亚地区建立较早，上层东风偏强，西太平洋地区的上层辐散和下层辐合偏强，西太平洋暖池热含量偏多，南海夏季风爆发偏早（强）。同时，下层850毫巴东印度洋低层大气是西风异常和跨赤道气旋对，南海被西南风异常所控制，有利于南海夏季风的爆发。 研究结果还表明，青藏高原春季的积雪与厄尔尼诺事件存在着密切的关系。在厄尔尼诺鼎盛期的冬季，各种条件都有利于青藏高原的降雪，从而，来年春天的积雪则变厚，不利于南海季风的爆发。 3. 南海夏季风爆发的预测 1970年之后，西太平洋暖池的热含量与南海夏季风的爆发早晚有非常好的负相关。据此，我们可以通过西太平洋暖池热含量的变化来预测南海夏季风的爆发。通过暖池区海洋上层400米热含量的分析研究，我们找到了西太平洋暖池热含量变化的代表站点（以3N，138E为中心的1°×1°范围），其热含量变化能很好代表整个西太平洋暖池热含量的变化（相关系数大于0.85）。在此基础上，文章用1993-2007年热带大气海洋浮标列阵（TAO-Tropical Atmosphere Ocean-array）中最靠近该站点的浮标（2N, 137E）资料验证了上述选择站点的代表性和相应的预测能力。1993-2004年TAO浮标（2N, 137E）3月上层400米和500米海洋热含量与南海夏季风爆发时间的相关系数分别是-0.75，-0.73，置信度均超过99%；用1993-2007年4月份TAO浮标（2N, 137E）上层400米和500米海洋热含量与南海夏季风爆发时间作相关则相关系数均为-0.83，置信度超过99%。因此，我们可以通过3月或者4月份该TAO浮标（2N, 137E）的热含量来预测当年南海夏季风爆发的早（强）晚（弱）。 总之，南海夏季风爆发以1970年为界存在明显的年代际变化，1970年之前，主要受印度洋控制，1970年之后，南海夏季风爆发主要受控于太平洋（西太平洋暖池），这种变化是由北极涛动年代际变化引起的，。青藏高原春季积雪也对南海夏季风有重要影响，但主要受ENSO控制。因此，我们认为西太平洋—印度洋—青藏高原气候系统在南海夏季风爆发中起着重要的调控作用：西太平洋的作用当属第一位，印度洋的作用居第二，青藏高原的作用最弱。

长江口上升流区营养盐动力学

近年来，东中国海赤潮灾情严重，且74.7%的赤潮集中在 30°30′～32°00′N、122°15′～123°10′E的“赤潮高发区”。在研究该区赤潮成因时，长江口沿岸上升流的影响越来越受到人们的关注，并被一些专家观测和研究。但目前为止，针对该区营养盐动力学特征及其对叶绿素a影响的研究较少，且不系统。 本文根据2004年四个季度月的调查资料，系统地探讨了长江口上升流区营养盐动力学特征；估算了上升流的营养盐通量，并和陆源输入通量进行了比较。初步探讨了上升流对该区营养盐结构和浮游植物生长的影响。为深入研究长江口富营养化和赤潮形成机制提供了参考。 结果表明春季在122°20′～123°00′E，31°00′～32°00′N以北海域存在低温、高盐、低溶解氧的沿岸上升流。它不但可把底层高含量磷酸盐输送到10m层以上海区，而且还为上层海区输入了相对低含量硝酸盐和硅酸盐，从而改善了上层营养盐结构，使得营养盐比值接近Redfield Ratios，同时还改善了上层的透明度；从而有利于浮游植物的繁殖。夏季上升流受到强大的长江冲淡水压制，表现不如春季明显，主体水团出现在122°20′～123°00′E，31°15′～31°50′N海区10m层以下。 在秋、冬季，上升流现象被更强的对流现象所掩盖，表现为台湾暖流表层水的入侵。表、底层水域不仅温、盐度分布十分接近，而且营养盐结构差异也较小。冬季台湾暖流水中的磷酸盐含量远比秋季高，与春、夏季上升流水团中磷酸盐含量接近。硝酸盐和硅酸盐含量比秋季稍高，比春、夏季上升流水团中的含量稍低。 叶绿素a季节性分布表明，在春、夏季的10m层以下水域，叶绿素a受到透明度限制，含量相差不大；而在表层和10m层之间，春季叶绿素a的含量远高于夏季，说明春季的营养盐结构和自然条件更有利于浮游植物的繁荣生长。在秋季台湾暖流水影响的区域，表层叶绿素a含量较夏季稍低。而冬季该区叶绿素a含量则是最低的。 对长江口上升流水团春季营养盐通量的计算结果表明，上升流水团中磷酸盐输送通量远远高于长江径流输入，是其径流通量的两倍以上，可能会成为影响该海区磷酸盐分布以及浮游植物生长的一个值得关注的因素。 关键词：上升流，营养盐动力学，营养盐结构，叶绿素a，长江冲淡水

南海北部陆缘深水区构造演化及其资源效应

南海北部陆缘深水区（水深>300m）蕴藏着丰富的资源，我国对深水区的地质研究刚刚起步，但相关领域已成为科研热点。深水油气盆地的构造演化是油气勘探中最重要的基础性研究之一，因此针对我国南海北部陆缘深水区开展构造演化及其资源效应的研究具有重要的理论意义和实际意义。 本文利用钻井和地震资料并结合区域地质资料，重点研究了珠江口盆地深水区的结构和构造演化，取得如下创新性成果：1）首次利用半地堑分析方法系统解剖了研究区的结构、各构造单元发育特征，在此基础上指出五个有利油气运聚带；2）采用回剥法并利用最新资料进行校正，得到了研究区更为可靠的构造沉降曲线，重新划分了裂陷期和裂后期的分界，认为32Ma南海海底扩张之后裂陷作用仍在持续，直到23Ma左右才开始大规模裂后热沉降，并进一步解释了裂陷期延迟的形成机制；3）应用非连续拉张模型计算拉张系数的方程计算了研究区的壳幔拉张系数，指出了深水区地幔相对于地壳的优势伸展作用；首次运用平衡剖面技术重建了研究区的构造发育史，计算了各构造期的拉张率和沉积速率，指出研究区新生代整体呈现持续拉张，拉张系数在1.1-1.24之间；4）精细刻画了水合物钻采区的地质构造特征，建立了该区天然气水合物成藏的概念模式；建立了一套根据地震叠加速度计算流体势的方法，为水合物成藏规律的研究提供了新的思路。

南海北部陆坡区深水水道沉积体系研究

被动陆缘陆坡深水区因蕴藏大量的油气及天然气水合物资源而受到石油行业的关注。峡谷水道作为重力流沉积物从陆缘向陆坡盆区搬运的主要通道，是现今海洋科学研究的热点，是“由源到汇”研究的重要内容。峡谷水道可以作为粗粒沉积物的最终沉积场所，已被钻探证实可作为良好的油气储集体。本文选择陆坡水道为研究目标具有科学和实际意义。 本文借助1979年至2007年采集的2D（部分）、3D地震数据，参考部分钻井资料，以层序地层分析为基础，以多种地球物理属性为手段，以南海北部深水陆坡区为研究区，进行层序地层分析，并对陆坡水道的发育进行研究。层序特征分析发现琼东南南部陆坡具有不同于北部陆坡的物源供给模式，断陷期以北部华南地块和西南方向中南半岛为主要物源，也有部分来自西沙隆起的物源；拗陷期西南方向的中南半岛为主要物源区。 通过大量2D地震资料研究，本文首次系统地研究了发育在南海北部陆坡的大型水道，该水道起源于莺歌海盆地东部、横跨琼东南盆地、西沙海槽，终结于南海西北次海盆西部，我们把该水道命名为“琼东南中央水道”。琼东南中央水道长约570km，宽4－8km不等，发育在上新统地层中，该水道的产生与中新世以来红河对莺歌海盆地充足的物源供给，中新世末的海平面下降以及5Ma左右红河断裂带的反转诱发的滑塌有关。 基于新采集的3D地震资料和地球物理技术，本文首次在琼东南盆地南部陆坡深水区识别出深水水道，该期水道发育在更新统地层中，形态各异，有类似曲流河的曲流水道，也有典型的低弯曲侧向迁移水道。振幅特征显示该期水道主要以弱振幅细粒泥质充填为主，部分位置有强振充填反射，可能为粗粒充填。根据地震剖面和相干时间切片时空分析，认为该水道主要有3期侵蚀和3期充填过程。从展布特征来看，该期水道的形成与更新世（中）末次盛冰期海平面的下降，地震诱发中南半岛中部小型山脉河流的复苏对南海西部的供给有关。

南海北部珠江口近海地质风险

南海是我国海洋灾害地质条件最为复杂、潜在地质灾害危险性最大的海区。南海北部尤其是珠江口地区的地理位置尤为重要，是我国经济开发的门户地区。本文使用GeoSwath Plus多波束系统对南海北部珠江口外海面进行了水深测量，通过系统配套软件对多波束数据的精细处理，得出高密度的水深数据以及旁扫声纳数据，经过对数据以及相关成图图件的分析，利用对灾害地貌的加权统计模型对该地区的地质灾害进行定量评定。目前国内使用的多波束型号较多，根据其频率的不同可分为浅水、中水、深水多波束系统。根据波束形成原理（数控法和相干法）的不同可分为传统多波束和具有相干特点的多波束系统，这两种多波束系统由于其原理的差异，在各种性能表现上都存在不同之处，本文从原理及其各种不同的性能表现上对该多波束系统与传统多波束系统进行了详细对比论证。 在对调查区区域地质、第四纪地质充分调研的基础上，通过对调查区地形的概况和相关影响因素的论述（诸如水动力条件、构造特征等），结合水深图、地形图和多条地形剖面的分析，得出该海域在工程施工方面海底地形上的影响因素。 通过对本区所发现的地貌类型，结合海洋地质灾害类型分析，通过对相关地质灾害类型的统计说明，得出该地区地质灾害的影响因素及其潜在危害程度。通过提取南海北部的灾害地质因素和对调查区灾害地质环境的充分研究，以灾害地质因素为评价因子，采用加权统计模型对研究区的海底稳定性进行分区定量评价。利用评价结果，确定了调查区基于地貌类型区划的海底稳定性级别。

东海典型海域溶解无机碳的稳定碳同位素研究

本文采用碳稳定同位素比分析法，进行了29个调查站的溶解无机碳稳定同位素的研究。研究结果表明，海水的混合强度是决定#delta#~13C-DIC分布的重要因素；在表层海水中，海－气界面二氧化碳交换和浮游植物光合作用对#delta#~13C-DIC影响较大；在中、底层海水，特别是底层海水中，有机物的氧化分解作用对#delta#~13C-DIC影响较大。