中国近海生态环境变化的同位素示踪研究     

陈敏  曾健  杨伟锋 《海洋学报》2018,40(10):32-41

同位素在确定物质来源、指示生物地球化学循环路径、定量生物地球化学过程速率等方面具有独特的优势，本文以近海生态环境变化研究中常用的稳定同位素（13C、15N、18O）和放射性核素（14C、234Th、232Th、230Th、228Th、210Po、210Pb、137Cs、226Ra、228Ra、224Ra、223Ra）为对象，介绍它们在揭示海洋有机质来源、食物网结构、水体缺氧机制、氮循环过程、颗粒动力学、海底地下水输入、有机地球化学过程、沉积年代学等方面的应用，侧重于总结我国近海生态环境研究中同位素示踪取得的进展。伴随着我国经济的发展，近百年来我国近海生态环境也发生了明显的变化，基于同位素示踪揭示的近海富营养化和沉积环境的演变规律表明，我国近海生态环境自20世纪50年代起经历持续的变化，特别是在过去20~30年时间里，近海生态环境的变化尤为剧烈，反映出人类活动是我国近海生态环境变化的主要驱动力。未来需要通过发展新的同位素技术及拓展更广泛的应用，围绕近海海洋生态环境变化的突出问题，重点揭示近海生态环境变化的响应特征、变化速率和作用机制，从而系统地掌握近海生态环境的时空变化规律。  相似文献   

碎软煤层空气泡沫复合定向钻进技术应用研究     

刘建林  方俊  褚志伟  杨伟锋 《煤田地质与勘探》2021,49(5):278-285

针对碎软煤层空气定向钻进存在空气螺杆马达降温润滑, 煤尘降尘处理和孔内煤层出水处置技术需求, 在分析钻渣运移特性的基础上, 通过集成稳定高效发泡、“机械+泡沫”复合排渣和“空气+泡沫”复合钻进等关键技术, 配套定向钻机、泡沫发生灌注系统、空气螺杆马达、异形钻杆和随钻测量系统等关键装备, 开发了碎软煤层空气泡沫复合定向钻进技术。在安徽省宿州市某矿开展了应用试验, 在出水碎软煤层中顺利施工了主孔深度232 m顺煤层定向钻孔, 与应用空气定向钻进技术施工的2个钻孔相比, 成孔深度分别提高了97%和105%, 显著提高了顺煤层定向钻孔成孔深度, 增强了碎软煤层瓦斯抽采效果, 同时达到了降温润滑空气螺杆马达, 降低孔口返出煤尘目的, 可为碎软煤层定向钻孔施工提供一种新的技术途径。   相似文献   

南海与厦门湾海水中210Po和210Pb的粒级分布     

杨伟锋  黄奕普  陈敏 《台湾海峡》2008,27(1):1-7

对南海和厦门湾表层水中210Po和210Pb的粒级分布特征进行了研究.结果表明,南海海水中210Po和210Pb在不同粒级颗粒物中的体积比活度高低顺序为:(＜0.4μm)＞(0.4～2.0 μm)＞(2.0～10 μm)＞(＞10μm).210Po、210Pb主要存在于＜2.0 μm粒级颗粒物中.厦门湾210Po体积比活度高低顺序为:(2.0～10 μm)＞(＜1.2μm)＞(＞10μm)＞(1.2～2.0 μm),210Po主要存在于＞2.0μm粒级颗粒物中.南海不同粒级颗粒物中210Pb的质量比活度差异不大,0.4～2.0 μm和2.0～10 μm粒级210Po质量比活度约为10μm粒级210Po比活度的3倍.厦门湾210Po的质量比活度比南海相应粒级210Po低约1个数量级,且各粒级间差异不大,表明不同粒径颗粒物在210Po和210Pb清除过程中的作用不同.210Po和210Pb的固-液分配系数(Kd)及分馏因子(α)进一步证实南海0.4～2.0 μm粒级颗粒物对210Po的清除能力比其它粒级颗粒物更强,而＞10μm粒级颗粒物对210Pb的清除能力比其它粒级颗粒物更强.不同粒级颗粒物中210Po与210Pb之间的不平衡状况揭示了不同粒级颗粒物不同的来源,为210Po/210Pb不平衡示踪颗粒物来源提供了依据.  相似文献   

九龙江河口区表层水铀同位素的粒级分布          下载免费PDF全文

吕娥  张磊  陈敏  邱雨生  邢娜  杨伟锋  李艳平  黄奕普 《海洋学报》2007,29(4):59-68

利用微滤和超滤技术研究了九龙江河口区表层水中铀及其同位素组成的粒级分布和地球化学行为.结果表明,溶解态(<0.4μm)中低分子量组分(<10 000 u)占主要份额,胶体态(10 000 u~0.4μm)238U所占比例不足1%,且随盐度的增加其所占份额逐渐降低.溶解态、低分子量组分和胶体态238U的比活度与盐度之间存在良好的线性正相关关系,证实它们在九龙江河口区呈现保守行为.在颗粒态(>0.4μm)中,各粒级组分238U所占份额主要受控于相应颗粒物的浓度,在盐度小于20的区域,各粒级颗粒组分238U占颗粒态的份额有如下变化次序:10~53μm>2~10μm>0.4~2μm>大于53μm,而在盐度大于30的近外海站位,该次序发生一些变化:0.4~2μm>10~53μm>2~10μm>大于53μm,最小粒级颗粒组分238U的贡献有所增加,反映了自生铀贡献的加强.九龙江河口区表层水中溶解态(包括低分子量组分和胶体态)的234U/238U)_A.R.均大于1,显示出234U过剩的特征,而各粒级颗粒组分中的234U/238U)_A.R.则接近于平衡值(1.0).这一现象与陆地岩石风化过程中水体对铀的淋滤释出量及234U的优先浸出有关.对232Th/238U质量比的研究显示,溶解态及其所包括的低分子量组分和胶体态的232Th/238U质量比均小于1,而颗粒态及其所包括的4个粒级组分中的232Th/238U质量比均大于1,反映了向外海输送过程中铀、钍地球化学行为的差异.  相似文献   

夏季大亚湾悬浮颗粒有机物碳、氮同位素组成及其物源指示   总被引：5，自引：1，他引：4  

牟新悦  陈敏  张琨  曾健  杨伟锋  张润  郑敏芳  邱雨生 《海洋学报》2017,39(2):39-52

2015年夏季开展了大亚湾悬浮颗粒有机物碳（POC）、氮含量（PN）及其同位素组成的研究,结果表明,δ13C_POC和δ15N_PN的变化范围分别为-25.7‰~-17.4‰和-6.3‰~10.4‰,平均值分别为-20.2‰和8.2‰。大亚湾悬浮颗粒有机物含量及其碳氮同位素组成的空间变化反映了不同有机质来源的影响:喜洲岛附近海域表现出高POC、PN、δ13C_POC和δ15N_PN的特征,指征着浮游植物水华的主导贡献;东北部范和港附近海域具有高POC、PN、低δ13C_POC和高δ15N_PN的特征,反映了河流/河口水生有机物的影响;湾顶白寿湾附近海域的δ13C_POC和δ15N_PN出现低值,体现了陆源有机质和人类污水排放的影响。借助δ13C_POC和δ15N_PN的三端元混合模型,定量出海洋自生有机质、陆源有机质、河流/河口水生有机质等3个来源的贡献平均分别为70%、13%和17%,其中海洋自生有机质是夏季大亚湾悬浮颗粒有机物的最主要来源。从这3种来源颗粒有机物含量的空间变化看,海洋自生有机质含量由湾内向湾外减少,与初级生产力的空间变化相对应;河流/河口水生有机质含量在大亚湾东北部出现高值;陆源有机质含量在表、底层出现不同态势,表层陆源有机物含量在湾中部海域最低,而底层则呈现出自湾内向湾口增加的趋势,主要受控于离岸距离和珠江冲淡水、粤东沿岸上升流输送的影响。  相似文献   

多站联合星地时间同步及预报性能分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

杨伟锋  唐桂芬  苏冉冉  李晓杰 《时间频率学报》2018,(2)

无线电双向法通过上行与下行观测量比对实现星载钟与地面站时间同步,比对过程中消除或削弱了绝大多数的公共误差项,因此时间比对精度高。卫星不可视时该方法不能实施,此时卫星钟预报精度只能依赖卫星钟自身的物理性能,不可视弧长越长卫星钟预报精度衰减越快。为了削弱因卫星不可视带来的精度损失,多站联合星地时间同步是一种有效的解决方案。给出了多站联合星地时间同步的基本原理、推导了时间比对模型,并利用COMPASS实测数据分析了多站联合时间同步及预报性能,实验结果表明,多站联合观测有效延长了卫星的可视弧长,为提升卫星钟预报精度提供了数据基础。由于观测设备之间的系统性偏差,各站得到的星地钟差结果可能存在跳变,影响卫星钟预报精度。因此系统性偏差成为制约多站联合星地时间同步性能的关键性因素,系统性偏差的精确标定能确保多站联合星地时间同步及预报精度的大幅提升。  相似文献   

Seasonal export fluxes of size-fractionated particulate derived from polonium-210: A case study in Xiamen Bay     

杨伟锋  黄奕普  陈敏  邱雨生 《中国海洋湖沼学报》2010,(2)

Size-fractionated 210Po and 210Pb, in the size fractions 0.4 μm, 2 μm and 10 μm, were examined to determine the seasonal variability of particulate fluxes in Xiamen Bay. Good correlations between 210Po and particulate organic carbon (POC) or non-Particulate Organic Matter (nPOM) suggested that 210Po can be used to trace the export fluxes of POC and nPOM. Both steady-state (SS) model and nSS model were used to evaluate fluxes of size-fractionated 210Po, results showed that nSS model was better than the SS model in coastal areas. Based on the nSS model, size-fractionated POC fluxes decreased with increasing particle size. For the particle size studied, maximum POC fluxes occurred in autumn, followed by spring, winter, and summer. Fluxes of nPOM were an order of magnitude higher than the corresponding size-fractionated POC fluxes. Differences between size-fractionated nPOM fluxes indicated that hydrodynamic conditions were the main factor regulating transportation of particulate out of the inner Bay. In winter most particulates, including 10 μm particles, were transported under the strongest hydrodynamic conditions. In contrast, only a fraction of the 2 μm particulates were transported from the inner Bay in spring. This study suggested that 210Po is a powerful tracer of seasonal particulate export in coastal seas.  相似文献   

Seasonal export fluxes of size-fractionated particulate derived from polonium-210: A case study in Xiamen Bay     

杨伟锋  黄奕普  陈敏  邱雨生 《中国海洋湖沼学报》2010,28(2):379-386

Size-fractionated ²¹⁰Po and ²¹⁰Pb, in the size fractions >0.4 μm, >2 μm and >10 μm, were examined to determine the seasonal variability of particulate fluxes in Xiamen Bay. Good correlations between ²¹⁰Po and particulate organic carbon (POC) or non-Particulate Organic Matter (nPOM) suggested that ²¹⁰Po can be used to trace the export fluxes of POC and nPOM. Both steady-state (SS) model and nSS model were used to evaluate fluxes of size-fractionated ²¹⁰Po, results showed that nSS model was better than the SS model in coastal areas. Based on the nSS model, size-fractionated POC fluxes decreased with increasing particle size. For the particle size studied, maximum POC fluxes occurred in autumn, followed by spring, winter, and summer. Fluxes of nPOM were an order of magnitude higher than the corresponding size-fractionated POC fluxes. Differences between size-fractionated nPOM fluxes indicated that hydrodynamic conditions were the main factor regulating transportation of particulate out of the inner Bay. In winter most particulates, including >10 μm particles, were transported under the strongest hydrodynamic conditions. In contrast, only a fraction of the <2 μm particulates were transported from the inner Bay in spring. This study suggested that ²¹⁰Po is a powerful tracer of seasonal particulate export in coastal seas.  相似文献   

南沙海域表层水中²¹⁰Po/²¹⁰Pb不平衡及其海洋学意义     

杨伟锋  黄奕普  陈敏  张磊  李鸿宾  刘广山  邱雨生 《中国科学D辑》2006,36(1):81-89

对南沙海域表层水中溶解态(<0.45 mm)和颗粒态(>0.45 mm)²¹⁰Po和²¹⁰Pb进行了研究. 结果表明, 南沙海域表层水中溶解态和颗粒态²¹⁰Po平均比活度分别为0.61 Bq/m³(n = 24)和0.43 Bq/m³ (n = 23). 溶解态和颗粒态²¹⁰Pb 平均比活度分别为1.66 Bq/m³ (n = 24)和0.23 Bq/m³(n = 23). 颗粒态²¹⁰Pb比活度约占总²¹⁰Pb比活度的12%, 与开阔大洋相应值吻合; 而颗粒态²¹⁰Po占总²¹⁰Po的比例约40%, 明显高于开阔大洋和富营养海域. 根据稳态不可逆模型得到总²¹⁰Po和²¹⁰Pb的停留时间分别为0.82 和1.16 a. 清除过程中²¹⁰Po和²¹⁰Pb的平均分馏因子由清除速率常数法和固-液分配系数法计算分别为5.42和6.69, 揭示了²¹⁰Po和²¹⁰Pb从溶解相清除至颗粒相的过程中发生了明显的分馏. 进一步的研究证明了南沙海域²¹⁰Po和²¹⁰Pb的分馏主要由微生物控制, 与富营养海域的分馏机制不同: 在富营养海域, 浮游植物颗粒和粪粒充当²¹⁰Po和²¹⁰Pb清除和迁出过程的主要载体, ²¹⁰Po和²¹⁰Pb的分馏主要发生于浮游植物颗粒和粪粒对两核素的清除过程; 在寡营养南沙海域, 由于浮游植物颗粒和粪粒的相对贫乏, 使微生物对²¹⁰Po的清除作用相对突出, 并在此过程中使²¹⁰Po和²¹⁰Pb产生明显的分馏效应. 这与寡营养的马尾藻海的研究结果极为相似, 进一步证实寡营养海域和富营养海域²¹⁰Po生物地球化学行为和循环路径的差异. 这表明²¹⁰Po可能是研究与微生物有关的海洋学过程, 尤其是研究硫族元素(S, Se, Te和Po)生物地球化学循环的有用示踪剂.  相似文献   

北太平洋亚热带环流区表层水的210Po/210Pb不平衡     

马嫱  陈敏  杨伟锋  邱雨生  黄奕普 《台湾海峡》2013,32(1):3-12

对北太平洋亚热带环流区表层水中溶解态(＜0.2 μm)和颗粒态(≥0.2 μm)210 Po、210pb的含量、分布、停留时间及其在颗粒物清除迁出过程中的分馏效应开展了研究,结果表明,研究海域表层水中溶解态210Po、210Pb的比活度分别介于0.14 ～3.75和1.41 ～6.87 Bq/m3之间;颗粒态210Po、210Pb的比活度分别介于0.35 ～ 2.49和0.18 ～3.18 Bq/m3之间.溶解相和颗粒相中的210Po/210Pb不平衡状态呈现截然不同的特征,溶解相中210Po相对于210Pb呈亏损状态,而在颗粒相中则呈过剩状态,反映出210Po与210Pb生物地球化学行为的差异,210Po具有更强的颗粒(生物)活性.由稳态不可逆模型计算出溶解态和颗粒态210Po的平均停留时间分别为0.28、0.27 a;溶解态和颗粒态210Pb的平均停留时间分别为0.88、0.15 a.由清除速率常数法计算得到的溶解态210Po、210Pb在颗粒清除过程中的平均分馏因子为4.73,且该分馏因子随颗粒氮含量的增加呈增加的趋势.停留时间的差异以及明显大于1的分馏因子均表明,210Po、210Pb在颗粒清除过程中发生了明显的分馏,而分馏因子与颗粒氮(PN)之间存在的正相关关系则显示含氮组分对210 Po、210Pb的分馏起着一定的作用.  相似文献