Storm-induced turbidity currents on a sediment-starved shelf: Insight from direct monitoring and repeat seabed mapping of upslope migrating bedforms     

Alexandre Normandeau  Daniel Bourgault  Urs Neumeier  Patrick Lajeunesse  Guillaume St-Onge  Louis Gostiaux  Cédric Chavanne 《Sedimentology》2020,67(2):1045-1068

The monitoring of turbidity currents enables accurate internal structure and timing of these flows to be understood. Without monitoring, triggers of turbidity currents often remain hypothetical and are inferred from sedimentary structures of deposits and their age. In this study, the bottom currents within 20 m of the seabed in one of the Pointe-des-Monts (Gulf of St. Lawrence, eastern Canada) submarine canyons were monitored for two consecutive years using Acoustic Doppler Current Profilers. In addition, multibeam bathymetric surveys were carried out during deployment of the Acoustic Doppler Current Profilers and recovery operations. These new surveys, along with previous multibeam surveys carried out over the last decade, revealed that crescentic bedforms have migrated upslope by about 20 to 40 m since 2007, despite the limited supply of sediment on the shelf or river inflow in the region. During the winter of 2017, two turbidity currents with velocities reaching 0·5 m sec⁻¹ and 2·0 m sec⁻¹, respectively, were recorded and were responsible for the rapid (<1 min) upstream migration of crescentic bedforms measured between the autumn surveys of 2016 and 2017. The 200 kg (in water) mooring was also displaced 10 m down-canyon, up the stoss side of a bedform, suggesting that a dense basal layer could be driving the flow during the first minute of the event. Two other weaker turbidity currents with speeds <0·5 m sec⁻¹ occurred, but did not lead to any significant change on the seabed. These four turbidity currents coincided with strong and sustained wind speed >60 km h⁻¹ and higher than normal wave heights. Repeat seabed mapping suggests that the turbidity currents cannot be attributed to a canyon-wall slope failure. Rather, sustained windstorms triggered turbidity currents either by remobilizing limited volumes of sediment on the shelf or by resuspending sediment in the canyon head. Turbidity currents can thus be triggered when the sediment volume available is limited, likely by eroding and incorporating canyon thalweg sediment in the flow, thereby igniting the flow. This process appears to be particularly important for the generation of turbidity currents capable of eroding the lee side of upslope migrating bedforms in sediment-starved environments and might have wider implications for the activity of submarine canyons worldwide. In addition, this study suggests that a large external trigger (in this case storms) is required to initiate turbidity currents in sediment-starved environments, which contrasts with supply-dominated environments where turbidity currents are sometimes recorded without a clear triggering mechanism.  相似文献   

珠江口典型海岛周边水域浮游植物分布特征及其影响因素*     

苏芯莹  钟瑜  李尧  谭美婷  黄亚东  刘珊  徐向荣  宋星宇 《热带海洋学报》2020,39(5):30-42

旅游业为海岛带来可观经济效益的同时, 人类活动也导致水体生态环境恶化, 如水体富营养化加剧、赤潮频发等。文章通过对珠江口东南部典型海岛——庙湾岛和外伶仃岛周边水域丰水期和枯水期现场环境数据与浮游植物分布特征的对比研究, 分析珠江径流等自然因素以及人类活动对河口天然海岛周边水体生态的潜在影响。枯水期外伶仃岛和庙湾岛周边水域海水分别镜检鉴定出76种和74种浮游植物, 两个海岛浮游植物平均细胞密度分别为2.62×10⁴个·L^-1和2.08×10⁴个·L^-1; 丰水期则分别鉴定出38种和47种浮游植物, 平均细胞密度分别为52.91×10⁴个·L^-1和170.57× 10⁴个·L^-1。在外伶仃岛和庙湾岛, 丰水期中肋骨条藻(Skeletonema coatatum)均为绝对优势种, 而枯水期两个岛的最主要优势种分别为窄隙角毛藻(Chaetoceros affinis)和新月筒柱藻(Cylindrotheca closterium), 物种多样性指数均明显高于丰水期。两个海岛微型浮游植物相对于其他两个粒级常占据优势地位, 但在丰水期, 小型浮游植物贡献明显上升, 其中外伶仃岛相对于枯水期由16.32%升至26.75%, 庙湾岛则由12.12%升高至24.78%。两个海岛在丰水期和枯水期均仅检出聚球藻(Synechococcus, Syn)和真核微微型藻类(eukaryotic, Euk)两大微微型浮游植物类群, 两者细胞密度分别为~10⁷个·L^-1及~10⁸个·L^-1量级。与环境因子的对比分析表明, 两个海岛浮游植物的区域分布与季节变化受多种因素影响, 其季节性差异主要受径流影响强度、影响范围以及相应的盐度、营养盐等环境因素的季节变化所调控。丰水期岛屿屏蔽效应对浮游植物丰度的区域分布特征有显著影响, 无论小型浮游植物还是微微型浮游植物均发现存在迎流面出现丰度高值分布的现象, 但对群落结构的分布影响不明显; 在枯水期, 水体环境很可能主要受人类活动与水体垂直混合扰动的综合影响, 总体上浮游植物分布的区域差异较小。  相似文献   

风和径流量对长江口缺氧影响的数值模拟   总被引：1，自引：1，他引：0  

郑静静  刘桂梅  高姗  李云  李志杰 《海洋学报》2018,40(9):1-17

受自然和人类活动的影响，海洋缺氧现象日益严重，威胁着海洋生态环境，海洋缺氧问题已经引起了人们的广泛关注。本文应用区域海洋模式并耦合生态模式，对东海的生态系统进行了数值模拟和分析研究。与观测数据比较显示，该模型能较好地模拟长江口外生态变量的分布趋势。另外本文通过设置不同敏感性实验，探讨风和径流量对长江口底层缺氧现象的影响，结果分析表明，风和径流量对长江口外缺氧区的形成有显著的影响。径流量变化虽然对长江口外缺氧区的季节变化影响并不显著，但是对缺氧区域面积却存在显著的影响。径流量增加，水体层化增强，表层叶绿素浓度增加，最终导致缺氧区域范围扩展；径流量减小，水体层化减弱，表层叶绿素浓度减小，缺氧区域范围缩小。风向和风速的改变不仅影响长江口外缺氧区的季节变化，还影响缺氧区域面积。  相似文献   

珠江口淇澳岛滨海湿地沉积环境演化及其对人类活动的响应   总被引：1，自引：1，他引：0  

叶翔  李靖  王爱军 《海洋学报》2018,40(7):79-89

滨海湿地作为人类活动和全球变化反应最为敏感的区域，其沉积记录可以反映出周边地区环境变化及人类活动信息。珠江口淇澳岛滨海湿地钻孔分析结果表明，在中全新世期间淇澳岛附近海域为河口湾环境，在风化层以上开始出现淤积，但在4 200 a BP前后受极冷气候的影响，沉积物粗化；自2 500 a BP以来，沉积环境相对稳定，在小冰期期间略有变化。沉积速率计算结果显示:淇澳岛附近海域自中全新世高海面以来的平均沉积速率为0.29 cm/a，4 160~2 500 a BP、2 500 a BP-1488年、1488-1893年、1893-1986年、1990-2007年期间的平均沉积速率分别为:0.17 cm/a、0.23 cm/a、0.35 cm/a、1.37 cm/a和5.94 cm/a，沉积速率逐渐增大，反映了珠江三角洲演化过程中沉积相与沉积环境的变化；1986-1990年期间的海堤建造极大地扰动了该钻孔上部的沉积过程，在工程施工期间共沉积了厚度约112 cm的沉积层，而在海堤建成后，沉积速率也显著增大。沉积物总有机碳、总氮和C/N值的垂向分布表明，在4 160~2 500 a BP期间受海洋环境影响较大，沉积物中有机碳以海源为主，2 500 a BP以来沉积物中碳、氮含量明显增大，C/N也相应变大，有机碳主要来源于陆源输入，但在小冰期期间海源有机碳贡献略有所增大；近百年来由于受人类活动影响显著，陆源有机碳的贡献快速增加。  相似文献   

Evaluating the effects of catch-and-release angling on Cape stumpnose Rhabdosargus holubi in a South African estuary     

NK Arkert  A-R Childs  MC Parkinson  AC Winkler  E Butler  S Mannheim 《African Journal of Marine Science》2018,40(3):235-244

Fisheries managers are increasingly promoting catch-and-release (C&R) to manage recreationally angled fish stocks. Despite this, there is a scarcity of information on the effects of C&R on estuarine-dependent species. Cape stumpnose Rhabdosargus holubi dominates the recreational fisheries catch and provides an important source of food for subsistence fishers in some temperate South African estuaries. The health and survival of R. holubi exposed to a C&R event was investigated by examining their physiological stress response (blood glucose and lactate), reflex impairment (reflex action mortality predictors [RAMP]) and short-term (12-hour) survival. Fish were captured and exposed to one of three air-exposure treatments: 0 s, 30 s or 90 s. Stress and health were measured either immediately (immediate) or one hour after (delayed) the C&R event. There was no significant difference in blood glucose between air-exposure treatments, but there was a significant difference between the mean immediate and delayed glucose levels within each treatment (F_(2,143) = 81.8, p < 0.01). In contrast, blood lactate level was significantly higher in the 90-s treatment (p < 0.05). Immediate blood lactate levels were significantly lower than the delayed samples for each treatment (F = 4.29, p = 0.02; n = 169). Although all fish exhibited at least one reflex impairment, the RAMP score was significantly higher in the 90-s air-exposure treatment (H_(2,86) = 9.73, p = 0.007). Also, RAMP scores were significantly lower in the delayed samples (p < 0.01). Although short-term mortality was relatively low (2.3%) for this species, it was highest in the 90-s treatment (7%). These results suggest that physiological stress is higher when R. holubi are exposed to longer periods of air exposure and that the physiological stress of fish subject to a C&R event is best measured after a delay.  相似文献   

底栖有孔虫(Florilus decors)壳体微量元素/钙比值的LA-ICP-MS原位微区分析方法及应用——以长江口外海域为例     

南海明  许博超  黄湘通  杨守业  郭肖伊  王飞飞  邱敏志  张晓洁  于志刚 《海洋学报》2018,40(10):158-166

深海沉积物中有孔虫壳体的微量元素、同位素测试技术已较为成熟，而河口近海沉积物中有孔虫壳体元素微区测试却鲜有报道。本文报道了一种利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）分析法测试取自长江口外沉积物中的有孔虫壳体元素/钙比值的技术，研究了氦气载气流量、能量密度、束斑大小、激光剥蚀频率等参数对测试结果的影响，优化了活体有孔虫原位分析方法。应用确定的测试条件对2016年7月取自长江口外的底栖有孔虫优美花朵虫样品（Florilus decors）进行测试，发现Mg、Sr等元素/钙比值在壳体不同位置上无显著差异，而Mn的数据较为离散，可能与有孔虫生长过程中经历的水环境及其变化有关。  相似文献   

珠江口黄茅海底质沉积中介形类的生态类型及其分布特征          下载免费PDF全文

黄毅  吴洁  殷征欣  关瑶  倪锦锋 《海洋开发与管理》2020,37(6):89-94

文章通过对黄茅海底质沉积样品中的介形类生态类型进行研究，探讨其空间分布特征。研究结果显示：研究区内出现的介形类可划分为4种生态类型，总体表现为以近岸广盐型分子占主导地位，优势度极高；浅海多盐 真盐型分子次之；而广海真盐型和淡水 微盐型分子丰度很低。根据黄茅海河口湾的水体条件，可大致将研究区划分为5种亚环境区，各区内的介形类生态类型组成也存在较大差别，表现出不同的空间分布特征。介形类分布受海水盐度控制最大，其次为水动力条件。在水体盐度小、水动力条件强的河流入海口及其影响区域，介形类丰度小，且生态类型单一；而在黄茅海河口湾南部海域，由于海水底层盐度全年在15‰以上，水动力条件适宜，介形类丰度总体较高，生态类型增多。  相似文献   

闽江口及周边海域沉积物输运及资源效应   总被引：1，自引：0，他引：1  

王爱军  叶翔  赖志坤  王亮 《海洋与湖沼》2020,51(5):1013-1024

河流入海泥沙的大部分主要分布在河口、三角洲及近岸陆架地区,发育一系列的粗颗粒沉积体系,是海砂资源重要分布区。本文以福建闽江口为研究对象,初步探讨了沉积物输运过程及海砂资源的形成机制。观测结果表明,闽江河口水体盐度由河口内部向口外海域逐渐增大,水体浊度总体减小;闽江河口附近海域近底部(距离海底25cm)流向表现出一定的旋转流特征,潮周期内余流表现为向海输运,而推移质输运主要发生在涨潮期间,并且潮周期内净向陆输运。表层沉积物粒度分析结果表明,闽江河口水下三角洲前缘表层沉积物主要由粗颗粒物质组成,沉积物类型以砂和砂质粉砂为主,中值粒径小于4Φ;前三角洲地区表层沉积物主要由细颗粒物质组成,中值粒径介于4Φ—6Φ之间。沉积物粒径趋势分析结果表明,闽江入海泥沙经梅花水道和长门水道入海后,在盐淡水混合、径流、潮流的作用下,在闽江河口形成了四个粗颗粒沉积物汇聚区,成为闽江口地区海砂资源的重要分布区;而细颗粒物质在河口羽流和潮流的作用下向偏东方向输运,形成了以黏土质粉砂为主的前三角洲。  相似文献   

长江口表层沉积物中正构烷烃的高分辨分布特征及有机碳来源解析     

王春禹  姚鹏  赵彬 《海洋学报》2020,42(10):1-13

于2014年3月对长江口及邻近海域的表层沉积物进行了高分辨率采样，分析了沉积物粒级组成、比表面积、总有机碳含量及其稳定碳同位素组成(δ13C)、正构烷烃及其相关分子指标，讨论了此区域沉积有机碳和正构烷烃的高分辨分布特征，并结合基于主成分分析?蒙特卡洛模拟的三端元混合模型，对沉积有机碳的来源进行了定量解析。结果表明，长江口及其邻近海域表层沉积物中总有机碳含量为0.45%±0.16%，近岸泥质区总有机碳含量较高，外海砂质区含量较低。总正构烷烃(C₁₄?C₃₅)的绝对含量和相对于总有机碳的含量分别为(1.42±0.73) μg/g和(0.34±0.21) mg/g。泥质区以长链正构烷烃占优势，具有较强的奇碳优势；砂质区以短链正构烷烃占优势，且具有一定的偶碳优势。长江输入、老黄河口输入、闽浙沿岸小型河流输入和水动力分选等因素制约了正构烷烃的输运和分布特征。模型结果显示此区域沉积有机碳来自海源、土壤和高等植物的混合输入，其中以海源为主，其贡献为42.70%±18.18%，由陆地向外海贡献逐渐升高，其次是土壤和高等植物，其贡献分别为28.99%±15.37%和28.31%±17.12%。在水动力分选作用的影响下，两种陆源有机碳在入海之后的输运过程中存在明显的分异，土壤有机碳主要与细颗粒物结合，并沿闽浙沿岸向南输运，而高等植物来源有机碳则在长江口存在东北方向的输运。  相似文献   

东海北部小型底栖动物群落对径流及黑潮暖流入侵的响应   总被引：1，自引：1，他引：0  

刘清河  马林  李新正 《海洋学报》2020,42(2):52-64

为探究小型底栖动物群落在东海北部及其临近海域的分布规律，及其对环境因子的响应，于2016年9月和12月，对研究海域共计20个站位的小型底栖动物和环境因子进行了取样调查。调查结果显示，研究海域内共鉴定出小型底栖动物类群16个，其中海洋线虫为绝对优势类群，其他优势类群主要包括桡足类、动吻类和多毛类。9月航次小型底栖动物平均丰度为(1 758±759)个/（10 cm2），线虫占95.6%；平均生物量为(1 216.4±464.7) μg/(10 cm2)(干重)，线虫占55.26%。12月航次平均丰度为(2 011±1 471)个/(10 cm2)，线虫占95.6%；平均生物量为(1 143.0±755.0)μg/(10 cm2)(干重)，线虫占67.28%。聚类分析结果显示，小型底栖动物群落主要可以划分为近岸和外海两个组，其中近岸组小型底栖动物丰度显著高于外海站位。但在各断面分布上，绝大多数站位小型底栖动物丰度最高值均出现在60 m等深线附近，并且该水深处站位的温度和盐度数值均表现出黑潮水的特征。黑潮近岸分支对东海陆架入侵是导致小型底栖动物分布差异的重要原因，小型底栖动物在60 m等深线附近具有的高丰度值可作为其对黑潮入侵的响应。推测，黑潮入侵所导致的水体初级生产力增加以及黑潮水所携带的溶氧可能是导致该深度处小型底栖动物丰度增加的主要原因。  相似文献