西北太平洋环流及其对我国近海环流的影响

本论文介绍了MOM2.0模式的差分格式以及开边界情形的改进，较好地模拟了西北太平洋环流的季节变化和黄海冷水团环流结构。第三章计算了北太平洋环流的季节变化，模式先从年平均温盐场开始积分，积分8a后基本上达到动力平衡态，再以月平均海表面条件积分4a后达到季节平衡态。结果表明：1）PN断面黑潮流量冬季为29.0 * 10~6m~3/s （SV），夏季为32.2 * 10~6m~3/s （SV），这与Sverdrup关系相反，这主要是由于风应力涡度零线随季节变化而导致北赤道流在菲律宾以东的分叉线春夏季偏南而秋冬季偏北。2）由于层化影响，东海黑潮夏季较冬季表层流速明显地强化。3）在台湾以东，黑潮明显地分为黑潮主流与东分支，主流穿过苏澳海脊进入东海，然后经吐噶喇海峡进入日本以南海域，东分支则流向琉球群岛以东海域，然后也进入日本以南海域与前一个分支相汇合。4）与网格相关的Smagorinsky方案要比采用常数更能反映中尺度结构。第四章采用1997年7月的水文资料，计算了西北太平洋21.875°N～35.125°N、120.875°E～137.125°E°范围的环流，主要结果如下：在此期间，1）黑潮在台湾以东并不存在东分支流向琉球群岛以东海域；2）东海黑潮的流量约为30 * 10~6m~3/s（SV），日本以南黑潮流量厚大约为70 * 10~6m~3/s （SV）；3）在21.875°N～25°N之间大约有15 * 10~6m~3/s（SV）的流量向西流去。速度分布与流函数分布均表明这一支向西的海流大约在冲绳岛西南分为3支，主要分支转向东北沿冲绳以东海域向东北流去；4）琉球海流主要来自上述西向海流。第五章通过理论分析及数值模拟研究了底边界混合和地形热累积效应对黄海夏季斜压结构的影响。黄海的垂向混合系数为10～100cm~2/s。结果表明：1）不同强度的潮混合，导致黄海冷水团的温度分布完全不同，较强的潮混合造成了海底附近直立型温度分布。黄海的热传导特征时间尺度为几天。2）黄海冷水团的水平环流在垂直方向上分为两层，上层为气旋式环流，其流速较强而厚度较厚，下层为反气旋式环流，流速较弱而厚度较薄（约10～20m），二者的相对强弱与底边界混合的强弱关系不大。垂向积分环流则为气旋式的。3）黄海冷水团环流受温度分布影响，而后者受环流的平流效应的影响则较小。论文的主要创新有三点：1.发现PN断面黑潮流量的夏季略强于冬季的原因主要是因为风应力涡度零线随季节变化而导致北赤道流在菲律宾以东的分叉线春夏季偏南而秋冬季偏北。从动力学上阐述了PN断面黑潮流量季节变化的机制。2.在1997年7月黑潮在台湾以东并不存在东分支流向琉球群岛以东海；在21.875°N～25°N之间大约有15 * 10~6m~3/s的流量向西流去。速度分布与流函数分布均表明这一支向西的海流大约在冲绳岛西南分为3支，主要分支转向东北沿冲绳岛以东海域向东北流去；琉球海流在此期间主要来自上述西向海流。3.不同强度的潮混合，导致黄海冷水团的温度分布完全不同，较强的潮混合造成了海底附近直立型温度分布。黄海的热传导特征时间尺度为几天：黄海冷水团的水平环流在垂直方向上分为两层，上层为气旋式环流，其流速较强而厚度较厚，下层为反气旋式环流，流速较弱而厚度较薄（约10～20m），二者的相对强弱与底边界混合的强辫关系不大。垂直积分环流则为气旋式的。黄海冷水团环流受温度分布影响，而后者受环流的平流效应的影响则较小。

全球及北太平洋环流诊断模式研究

本文在基于GFDL的MOM模式基础上，分别建立了一个全球和一个北太平洋大洋环流的诊断模式（Robust diagnostic model），并分别进行了月平均的（全球模式还进行了年平均）模拟。积分的时间长度全球模式为11年，北太平洋模式为8年。水平空间分辨率，全球模式为1°* 1°，北太平洋模式为1／3°* 1／3°，垂向都分为21层。所用的温度、盐度数据基本是Levitus的资料进行了插值所得，表面风应力为Hellerman and Rosenstein的全球风场数据插值而来。从模拟的结果来看，全球大洋中的主要环流均得到体现，如：湾流，南北赤道流，北赤道逆流，南极绕极流，黑潮等等。与Fujio，Bryan等人的结果相吻合。基于模拟的结果，本文还分析了一些断面上的体积运输和热盐输运以及主要海区的热平衡。结果显示：南极绕极流从西向东，从印度洋南部（SSI）流往太平洋南部（SSP）的流量为170－190 Sv，而从SSP表面上流向大西洋南部（SSA）以及从SSA流向SSI的流量都大约为150－170 Sv。从SSP到南太平洋的流量为17－26 Sv，从太平洋通过印度尼西亚海流向印度洋的流量为15－29 Sv。从南印度洋到SSI的流量为17－26 Sv。各大洋中通过赤道的流量均很小。对于中国近海，由太平洋通过吕宋海峡进入南海的流量为0.6－2.1Sv，台湾海峡中的北向流量和台湾岛东部黑潮入侵东海的流量分别为0.1－1.9Sv和14－23Sv。琉球群岛北部和对马海峡中的流量分别为13－22Sv、1.6－2.1Sv。从日本海通过津轻和宗谷海峡流向太平洋的流量则分别为0.9v以及0.5－1.0Sv。一些断面上的热、盐通量也进行了分析。

Potential of the seaweed Gracilaria lemaneiformis for integrated multi-trophic aquaculture with scallop Chlamys farreri in North China

In this study the red alga, Gracilaria lemaneiformis, was cultivated with the scallop Chlamys farreri in an integrated multi-trophic aquaculture (IMTA) system for 3 weeks at the Marine Aquaculture Laboratory of the Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences (IOCAS) in Qingdao, Shandong Province, North China. The nutrient uptake rate and nutrient reduction efficiency of ammonium and phosphorus from scallop excretion were determined. The experiment included four treatments each with three replicates, and three scallop monoculture systems served as the control. Scallop density (407.9 +/- 2.84 g m(-3)) remained the same in all treatments while seaweed density differed. The seaweed density was set at four levels (treatments 1, 2, 3, 4) with thallus wet weight of 69.3 +/- 3.21, 139.1 +/- 3.80, 263.5 +/- 6.83, and 347.6 +/- 6.30 g m(-3), respectively. There were no significant differences in the initial nitrogen and phosphorus concentration between each treatment and the control group (ANOVA, p > 0.05). The results showed that at the end of the experiment, the nitrogen concentration in the control group and treatment 1 was significantly higher than in the other treatments. There was also a significant difference in phosphorus concentration between the control group and the IMTA treatments (ANOVA, p < 0.05). Growth rate, C and N content of the thallus, and mortality of scallop was different between the IMTA treatments. The nutrient uptake rate and nutrient reduction efficiency of ammonium and phosphorus changed with different cultivation density and time. The maximum reduction efficiency of ammonium and phosphorus was 83.7% and 70.4%, respectively. The maximum uptake rate of ammonium and phosphorus was 6.3 and 3.3 A mu mol g(-1) DW h(-1). A bivalve/seaweed biomass ratio from 1:0.33 to 1:0.80 (treatments 2, 3, and 4) was preferable for efficient nutrient uptake and for maintaining lower nutrient levels. Results indicate that G. lemaneiformis can efficiently absorb the ammonium and phosphorus from scallop excretion and is a suitable candidate for IMTA.

学习刘东生先生环境地质观、深入环境演化与过程研究——贺东生院士九十华诞

1972年刘东生先生发表了“环境地质学的出现”。刘东生院士的环境地质观聚焦于：环境地质学发展的动力源于社会需要、地球环境系统的整体性及其与人类关系的相互依存性。35年来，地质环境的地球化学研究以区域环境质量和全球环境变化两大科学问题作为基本目标，经历了调查评价一区域综合一界面机理的3个发展阶段，在典型区域环境演化及环境一生态效应方面取得了重要进展。环境地质学以“地质学与人类”为宗旨，将在21世纪为人类谋求更多的福祉

地质环境的地球化学研究—贺“环境地质学的出现”发表30周年暨中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室成立10周年

1972年刘东生院土撰文发表了“环境地质学的出现”。中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室于1992年正式成立，刘东生院士的环境地质学学术观点聚焦于：环境地质学发展的动力源于社会需要，地球环境系统的整体性及其与人类关系的相互依存性。30年来，地质环境的地球化学研究以区域环境质量和全球环境变化两大科学问题作了基本目标，经历了调查评价，区域综合和界面机理3个发展阶段，研究重点是典型区域环境演化的发生学原理，谱系特征以及健康和生态效应，云贵高原地质环境的特殊性显示出青藏隆起对周边现代环境的影响。环境地质学以“地质学与人类”为宗旨，将在21世纪为人类谋求更多的福利。

济阳坳陷CO2气藏同位素地球化学特征及成因

济阳坳陷CO2气藏主要发育在高青-平南深断裂中南段和阳信次级凹陷西北缘及商店火山岩穹隆构造内。气藏中CO2气体浓度为69％～97％，δ^13CCO2值为-5．67‰～-3．35‰，CH4／^3He值为（1．01～5．65）×10^8，^3He／^1He值为（2．80～4．49）×10^-6，即R／Ra为2．00～3．21，^40Ar／^36Ar值为317～1791，CO2/^3He值为（0．25～2．61）×10^9。以上地球化学数据表明，济阳坳陷气藏中CO2主要来源于地慢，且慢源CO2在成藏过程中有损失，或者有壳源CO2的加入，特别是部分碳酸盐岩变质成因CO2的加入。在对CO2气来源定性分析的基础上，还需要在各来源的定量区分和CO2气藏的成藏及其与岩浆活动的时空匹配关系等方面作进一步的研究.

峨眉山玄武岩分布区内铂族元素异常分析及其找矿远景预测

区域地球化学填图成果表明，在中国西南川-滇-黔交界地区存在一个与产出规模巨大的峨眉山玄武岩分布范围相吻合的Pt，Pd地球化学巨省。作为地幔热柱成因的峨眉山玄武岩的铂族元素丰度虽略有偏高，但玄武岩中铂族元素很难形成可以利用的铂族矿物，故该异常是“非找矿异常”。在该区内寻找铂族元素矿床应在基性岩-超基性岩体出露较多的中岩区南段，注意沿循已知的矿床、矿化或较小型基性岩侵入体，将矿区(或岩体)的整体地质特征、地球化学特征等与典型的岩浆型铂族元素矿床相比较，进而研究、预测本矿区或本岩体的铂族元素成矿的可能性及远景规模等，寻找岩浆型铂族元素矿床，而在岩浆型矿床的周边地质体内注意寻找热液型铂族元素矿床。

滇黔相邻地区峨眉山玄武岩地球化学特征及其成自然铜矿作用

峨眉山玄武岩分布于云、贵、川三省。在滇黔交界处，二叠世玄武岩因为广泛发育自然铜矿化而具有重要的研究意义。本研究通过地质、地层和地球化学的方法探讨本区出露的峨眉山玄武岩的起源、成因和喷发时代，同时用同位素方法探讨玄武岩铜矿成矿。通过本次研究获得以下成果： 1 探讨了威宁二叠纪玄武岩的成因。通过主量和微量元素地球化学特征研究表明：玄武岩起源于微混染的EMⅡ型富集地幔，岩浆端元矿物为石榴子石二辉橄榄岩。岩浆在上升过程中发生了辉石和橄榄石的分离结晶。微量元素Rb的强烈负异常，表明玄武岩形成后遭到了强烈的热液蚀变。 2 用恢复Rb-Sr古混合线定年方法确定了本区宣威组底部硅质页岩的成岩年龄为255±12 Ma，首次确定了峨眉山玄武岩的喷发上限年龄。 3 玄武岩铜矿石铅同位素组成206Pb/204Pb=18.078~18.923；207Pb/204Pb= 15.463~15.690； 208Pb/204Pb=38.301~39.036。通过Pb同位素比较研究，矿石铅同位素组成与玄武岩岩石铅同位素组成相似，成铜物质可能来源于玄武岩的淋滤。 4 与玄武岩铜矿伴生的沥青和碳质δ13CPDB值变化在－32.3‰ ~－21‰之间，与自然界δC13储库生物成因的碳同位素组成相符，表明其为有机成因。铜矿石中方解石的碳氧同位素表现出明显的特殊性，以富δ18OSMOW和贫δ13CPDB 为特征，δ18OSMOW和δ13CPDB值分别为13.1‰~22.9‰ 和-32.3 ‰ ~ -13．5‰。不同矿床碳同位素组成一致，暗示碳为同一来源，均为有机碳。 5 矿石中石英和方解石中流体包裹体的H-O同位素组成为：δ18O矿物-SMOW，14.3‰ ~18.9‰；δ18O水－SMOW，2.8‰ ~ 7.2‰； δ18D水－SMOW，-63.6‰ ~ -80.6‰。其中流体包裹体均一温度为151 ~ 201℃。研究表明，成矿流体来源于建造水与玄武岩发生强烈的水-岩反应所形成的成矿流体。成矿流体通过对流循环方式从玄武岩中萃取成矿物质,有机质对成矿流体的还原和对成矿物质的吸附作用可能是成矿的重要机制。