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对南海南部25个表层沉积样进行了生物硅的测定分析，试图揭示南海南部表层沉积生物硅的分布及其对现代海洋环境的指示意义，以便为古海洋学研究提供进一步的科学依据。研究发现，表层沉积物中生物硅含量与其所处水深呈显著正相关关系，相关系数达到0．782。陆架浅水区表层沉积物中生物硅含量非常低，不能反映表层水体中硅质生物生产力情况，这可能与沉积类型和陆源物质输入影响有关。深水区表层沉积物中生物硅的含量分布表明，其不仅能反映出表层水体中硅质生物的古生产力水平，而且还能指示上升流的强弱，从而进一步证实了利用沉积物中生物硅含量来追踪上升流发育和变化的有效性与可信度。研究结果还显示，在研究区域中北部表层沉积生物硅中放射虫和海绵骨针较硅藻占有更大的比重，这可能是由于硅藻易被溶解并易被其他生物体摄食的缘故。在有上升流发育的海域，放射虫、硅藻和海绵骨针基本上均表现出较高的丰度，这与高的生物硅含量相一致。 相似文献
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楚科奇海与白令海表层沉积中的钙质和硅质微体化石研究 总被引：13，自引：4，他引：13
通过对北冰洋楚科奇海和令海41个表层沉积样品中的有孔虫、介形类等钙质微体化石和硅藻、放射虫、海绵骨针等硅质微体化石的定量分析，发现表层沉积中浮游有孔虫几乎缺失，这可能与该区表层生产力相对低、碳酸盐溶解作用较强有关，而底栖有孔虫和硅质微体化石的丰度分布则明显受表层沉积物类型、表层初级生物生产力和碳酸盐溶解作用所控制。其中，北冰洋楚科奇海陆架区有孔虫丰度和分异度低，含少量浅水介形类，放射虫在陆架浅水区缺失，但含有较多硅藻和海绵骨针等其它硅质微体化石，反映该区由于海冰、表层海水温度较冷而导致表歧初级生产力相对低。白令海陆坡区底栖有孔虫丰度比较科奇海高一个数量级，底栖有孔虫分异度也相对高，硅藻、放射虫、海绵骨针等硅质微体化石的丰度与钙质化石一样，其丰度比楚科奇海明显高，反映表层初级生产力相对高。根据白令海陆坡区底栖有孔虫和硅质微体化石丰度、底栖有孔虫胶结质壳比值的水深变化，推测该区碳酸盐溶跃层和补偿深度（CCD）相对浅，分别位于水深2000m和3800m处。 相似文献
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通过采用两种不同的粒度预处理方案,对南海南部表层沉积物进行了粒度分析,探讨了生物硅对南海南部表层沉积物粒度结果的影响。结果表明,生物硅无论是对粒度组分、粒度参数,还是对沉积物类型都有显著的影响。同时,结合显微镜镜下涂片鉴定的硅质生物碎屑含量,认为要获取有效的南沙陆坡区的陆源沉积物的粒度分布特征需去除掉生物硅。通过对比发现南海南部表层沉积物生物硅的主要粒级分布范围为8~90μm。 相似文献
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《海洋地质与第四纪地质》2016,(3)
通过采用两种不同的粒度预处理方案,对南海南部表层沉积物进行了粒度分析,探讨了生物硅对南海南部表层沉积物粒度结果的影响。结果表明,生物硅无论是对粒度组分、粒度参数,还是对沉积物类型都有显著的影响。同时,结合显微镜镜下涂片鉴定的硅质生物碎屑含量,认为要获取有效的南沙陆坡区的陆源沉积物的粒度分布特征需去除掉生物硅。通过对比发现南海南部表层沉积物生物硅的主要粒级分布范围为8~90μm。 相似文献
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南海表层沉积物生物标志物的分布特征及古生产力重建意义 总被引：3，自引：1，他引：2
作为一种新的地球化学指标方法，多参数生物标志物法已被广泛应用于重建浮游植物生产力。这个方法假设沉积物中生物标志物含量基本可以反映光合层浮游植物的生产力。但对于这个假设还缺乏现场的证据验证，尤其是西太平洋边缘海地区现场证据。本文对南海表层沉积物中的浮游植物生物标志物含量分布进行了研究。通过对南海77个站位的调查，发现硅藻、甲藻和颗石藻3种主要浮游植物生物标志物的总含量变化范围为551147ng·g^-1，陆源生物标志物C27＋C29＋C21正构烷烃总含量变化范围为57—732ng·g^-1。浮游植物生物标志物高值主要分布在近岸区、越南外部及巽他陆架北部的2个上升流区等高生产力区。研究表明，生物标志物的含量分布与现代海洋调查和其他古生产力指标对比显示生物标志物法基本可以用来重建生产力。相对于总有机碳含量（Total organic carbon，TOC）和蛋白石，生物标志物指标可以更准确地重建南海生产力。同时我们也发现，由于氧化降解和陆源冲淡效应的影响，在南海北部陆坡区和吕宋西北上升流区表层沉积物中生物标志物的含量与表层生产力的变化出现偏差，因此，在南海利用沉积物中生物标志物含量重建生产力存在区域性限制。 相似文献
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黄海、渤海沉积物中生物硅的测定及存在问题的讨论 总被引：16，自引：3，他引：16
硅是水生态系统中构成生物群落的重要元素[1].海洋中硅主要来源于河流输入(4.2±0.8)×1014g/a和热液喷发(1.9.77;10)×1014g/a[2].另外冰川风化、低温海底玄武岩风化、沉积物的成岩作用和大气沉降亦是其来源之一[3].沉积物中的生物硅又称生物蛋白石(简称蛋白石),指化学方法测定的无定形硅的含量,主要由硅藻、放射虫、硅鞭毛虫和海绵骨针组成.沉积物中蛋白石的积累反映了生产力在时间和空间尺度的变化[4,5].对于生物硅的测定,至今已提出了许多种方法.其中最灵敏、应用最广泛的是化学提取法[6,7]. 相似文献
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南海若干古生产力替代指标探讨 总被引：2，自引：0，他引：2
沉积记录中的古环境信息,是经过各种复杂的生物地球化学过程改造后的信号,因而是不完整的,有些甚至可能是被歪曲的。通过表层沉积有机碳、生物硅和色素对上层海洋的响应,对南海古生产力替代指标的可靠性及其影响因素作出初步评估。尽管南海海洋生产力较低,生源通量以小颗粒为主(沉降速率慢),侧向漂移明显,且不易形成低氧条件,使有机碳的保存效率比较低,影响了沉积有机碳作为古生产力替代指标的可靠性,但南海表层沉积有机碳含量在大的时空尺度上仍然能反映上升流高生产力区状况,说明沉积记录(几十至几百年时间尺度)对小尺度(自季至年)上的"细节"差异可以进行"平滑"。总的来说,沉积有机碳是比较好的古生产力指标,但对于寡营养、生物群落结构时空变化大、碳酸盐溶解和陆源稀释影响明显的南海,将绿素和生物硅含量作为古生产力替代指标时应该更加慎重。 相似文献
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海水巾可溶性无机硅(以下简称硅)，是海洋浮游植物所必须的营养盐之一，尤其是对硅藻类浮游植物、放射虫和硅质海绵，硅更是构成机体不可缺少的组分。在海洋浮游植物中硅藻占很大部分，硅藻繁殖时摄取硅使海水中硅的含量下降。浮游植物死亡下沉分解又释放出硅，使海水中硅的含量再生。另外放射虫也能排泄出二氧化硅，硅质死亡迅速释放二氧化硅进入海水中。总之硅的含量对于海洋生物产量具有直接和间接影响，由此可知生物活动使海水中硅的含量随季节呈现周期性变化。 相似文献
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东太平洋中国开辟区环境调查区的沉积物及其与环境关系 总被引：4，自引：0，他引：4
以生态环境为主的环境基线调查, 是与深海采矿有关的研究内容之一, 它对保护海洋自然环境有着重要的意义, 而环境小区沉积物的分析研究是其中一个不可缺少的环节。通过对东太平洋中国开辟区内沉积物类型与碎屑成分特征的研究表明, 该区表层沉积物基本上是硅藻放射虫软泥, 个别站和层位是硅质粘土和深海粘土。碎屑物成分以放射虫壳体占绝对优势。它们以大洋生物源为主体,火山喷发源和陆源为次。沉积物组分构成特点同海洋环境密切相关。上述结果为地球化学、生物学和土力学等综合研究提供了基础资料, 并有助于了解开辟区本底环境的变化。 相似文献
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南大洋普里兹湾沉积物中生物硅含量与分布 总被引：1，自引：2，他引：1
利用中国第18,21次南极考察获得的沉积物样品,对南大洋普里兹湾沉积物中生物硅(BSiO2)的含量以及分布特征进行了初步研究.结果表明:普里兹湾表层沉积物中生物硅含量丰富,生物硅含量在4.89%~85.41%之间变化,平均为30.90%.最高值出现在湾内的IV-10站.生物硅的垂向分布与间隙水中硅酸盐呈现相反的变化趋势.表层沉积物中生物硅和有机碳分布趋势与表层海水中叶绿素a、初级生产力的分布趋势密切相关,最大值均出现在普里兹湾环流中心区域,较好地反映了上层水体中初级生产力的变化状况. 相似文献
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Processes controlling solubility of biogenic silica and pore water build-up of silicic acid in marine sediments 总被引：1，自引：0，他引：1
Dissolution experiments in batch and flow-through reactors were combined with data on sediment composition and pore water silicic acid profiles to identify processes controlling the solubility of biogenic silica and the build-up of silicic acid in marine sediments. The variability of experimentally determined biogenic silica solubilities is due, in part, to variations in specific surface area and Al content of biosiliceous materials. Preferential dissolution of delicate skeletal structures and frustules with high surface areas leads to a progressive decrease of the specific surface area. This may cause a reduction of the solubility of deposited biosiliceous debris by 10–15%, relative to fresh planktonic assemblages. Dissolution of lithogenic (detrital) minerals in sediments releases dissolved aluminum to the pore waters. This aluminum becomes structurally incorporated into deposited biogenic silica, further decreasing its solubility. Compared to Al-free biogenic silica, the solubility of diatom frustules is lowered by as much as 25% when one out of every 70 Si atoms is substituted by an Al(III) ion.The build-up of silicic acid in pore waters of sediments with variable proportions of detrital matter and biogenic silica was simulated in batch experiments using kaolinite and basalt as model detrital constituents. The steady-state silicic acid concentrations measured in the experiments decreased with increasing detrital-to-opal ratios of the mixtures. This trend is similar to the observed inverse relationship between asymptotic pore water silicic acid concentrations and detrital-to-opal ratios in Southern Ocean sediments. Flow-through reactor experiments further showed that in detrital-rich sediments, precipitation of authigenic alumino-silicates may prevent the pore waters from reaching equilibrium with the dissolving biogenic silica. This agrees with data from Southern Ocean sediments where, at sites containing more than 30 wt.% detrital material, the pore waters remain undersaturated with respect to the experimentally determined in situ solubility of biogenic silica.The results of the study show that interactions between deposited biogenic silica and detrital material cause large variations in the asymptotic silicic acid concentration of marine sediments. The production of Al(III) by the dissolution of detrital minerals affects the build-up of silicic acid by reducing the apparent silica solubility and dissolution kinetics of biosiliceous materials, and by inducing precipitation of authigenic alumino-silicate minerals. 相似文献
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北冰洋西部表层沉积物中生源组分及其古海洋学意义 总被引：4，自引：0，他引：4
通过对中国首次和第二次北极科学考察在北冰洋西部所采取的66个表层沉积物中生源组分的分析,探讨了该海区表层生产力变化与水团的相互关系。楚科奇海西南部呈现出高的有机碳和生源蛋白石含量,而中部和东部哈罗德浅滩至阿拉斯加沿岸,以及楚科奇海台、北风脊和加拿大海盆表现出低的有机碳和生源蛋白石含量。楚科奇海陆架区表层沉积物以底栖有孔虫为主,丰度低;而楚科奇海台、北风脊和加拿大海盆则以浮游有孔虫占绝对优势,丰度较高。生源组分的分布特征显然与通过白令海峡进入楚科奇海的三股太平洋水和大西洋次表层水相关。楚科奇海西侧沿富营养的阿纳德尔流方向的区域呈现出高的表层生产力。而东侧受寡营养的阿拉斯加沿岸流及阿拉斯加西北沿岸陆源物质输入的影响,呈现出低的表层生产力。北纬75°以北及加拿大海盆受海冰覆盖影响,也表现出最低的表层生产力。而受北大西洋次表层水的影响,楚科奇海陆架外侧高纬海域表现出较高的钙质生物生产力。表层沉积物中Corg/N比值及其分布反映楚科奇海表层沉积物中的有机碳以海洋自身来源为主,且主要受生物泵过程控制。有机碳和生源蛋白石含量呈现高的正相关关系,说明硅藻等浮游植物的初级生产力可能控制着生物泵对碳的吸收和释放。 相似文献
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胶州湾沉积物中高生源硅含量的发现--胶州湾浮游植物生长硅限制的证据 总被引：12，自引：1，他引：11
从研究胶州湾沉积物中生源硅入手,利用对比分析对其限制的原因进行了探讨.研究表明,相对于邻近的黄海和渤海沉积物,胶州湾沉积物中的生源硅含量较高,在湾内外的三个站表层沉积物中生源硅的含量分别为1.58%、1.44%、1.48%,在整个柱状样中的平均含量分别为1.54%、1.48%和1.39%,属于高生源硅含量区.沉积物中BSi∶TN远远大于1,BSi∶TP也远远大于16,与水体中Si∶TN〈1,BSi∶16P〈1相反,同时沉积物中的OC∶BSi值远远小于Redfield比值（106∶16）,表明沉积物中有机质的分解速率远大于BSi的分解速率,生源硅分解的较慢.研究还发现,生源硅和有机碳的含量有明显的正相关关系,二者共同作用的结果是造成相当大的一部分BSi被埋藏,不能参与再循环,从而水体中的硅被永久地“清除”,造成水体硅的缺乏,这可能是造成胶州湾浮游植物生长硅限制的根本原因.湾外BSi较湾内低的主要原因是湾外的沉积物因其有机质含量低,且沉积物的颗粒粗而造成BSi的溶解速率比湾内的高.根据沉积物中生源硅的沉积通量和初级生产力的对比可推知,由硅藻形成的生源硅在沉降过程中平均只有15.5%被分解重新进入水体,其余的84.5%可被埋葬而形成沉积物.而胶州湾沉积物中的硅通过沉积物-海水界面返回到水体中的速率也小于生源硅的沉积速率,这进一步证明了海水中的硅不断向沉积物迁移,导致水体中硅含量持续的低水平,进而使Si成为浮游植物生长限制因子的主要原因. 相似文献
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Lynn Abramson Sue Wirick Cindy Lee Chris Jacobsen Jay A. Brandes 《Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography》2009,56(18):1369-1380
Diatoms play a significant role in the global carbon cycle through their role in biogenic silica production and the transport of organic matter to the seafloor. Recent work has shown that silicified diatom frustules contain a significant amount of organic matter, and that the proportion of diatom-bound organic matter increases with depth in the water column and sediments. Here, we investigate the association between organic matter and the mineral phase. We used a combination of scanning transmission X-ray microscopy (STXM) and carbon X-ray absorption near-edge structure (XANES) spectroscopy to characterize the distribution and composition of organic matter in frustules of the diatom Cylindrotheca closterium and a biomimetic silica gel. To our knowledge, this study represents the first successful attempt to simultaneously image and obtain chemical information about the organic matter within a diatom frustule using X-ray spectromicroscopy near the carbon edge. Organic carbon, most likely protein, was distributed throughout the frustules and was not removed by harsh chemical treatment. The physical structure of the frustules appeared to be related to the chemical composition of this organic matter, with aromatic or unsaturated carbon being concentrated in the most intricately patterned regions of the frustule. A similar physical and chemical structure was observed in a biomimetic silica gel precipitated spontaneously with polylysine. These results are consistent with the theory that organic constituents of diatom frustules direct silica precipitation and become incorporated within the silica matrix as it forms. The relationship between organic matter composition and silica morphology, the failure of harsh chemical treatments to remove this organic matter, and the spontaneous nature of the co-precipitation of silica and organic matter indicate some chemical interaction between the siliceous and organic components of diatom frustules. Frustule-bound organic matter should therefore be protected from decomposition in the water column or diagenetic alteration in sediments unless the frustule dissolves. 相似文献
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硅元素深刻影响着地表物质循环,是地表过程、陆海相互作用和全球碳循环研究的关键元素之一。在已有的陆-海生物硅研究中,大多数没有考虑生物硅组成在区域硅循环中的作用,因此开展不同来源与组成生物硅参与下的地表与陆-海硅循环研究是非常必要的。硅藻、硅鞭毛藻、植硅体、放射虫和海绵骨针是生物硅的主要存在形式,不同来源的生物硅由于化学性质的差异在硅生物地球化学循环过程中扮演着不同的角色,影响着生物硅的溶解速率与硅的埋藏等过程。今后应采用复合技术手段,重视"新硅"和"老硅"在硅循环中的差异化作用以及对分析测定结果的影响,并加强这方面的定量研究、过程与机理研究以及系统的综合性研究,特别是针对复杂的环境样品的多学科交叉综合研究。 相似文献
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长江水下三角洲沉积层中高分辨生物硅(Bio-Si)曲线具有明显的波动规律,记录了该区硅藻生物量的季节性差异,据此对近14年来的沉积速率进行了估算。在1992～2005年里,该处沉积速率变化于1.2～3.4 cm/a之间,平均沉积速率2.1 cm/a,沉积速率与长江入海沙量具有较好的对应关系。研究结果表明长江水下三角洲Bio-Si沉积记录类似于季节性湖泊中的"年纹",可作为沉积速率估算的新指标。 相似文献