海洋沉积物粒度的测定方法及与底栖动物关系研究现状【文献综述】.doc

1、毕业论文文献综述海洋生物资源与环境海洋沉积物粒度的测定方法及与底栖动物关系研究现状摘要海洋沉积物的粒度分析是海洋地质实验的一项基本内容,它对阐明海底沉积物的来源、解释沉积分异作用和确定沉积环境等具有重要的意义。底栖生物对不同粒度的沉积环境有不同的适应性。本文主要通过对粒度测定方法和对底栖生物生活环境的影响这两方面进行阐述，从而来了解海洋沉积物粒度的研究现状和展望。关键词沉积物粒度方法环境因子底栖生物1前言粒度即颗粒的大小，一般用颗粒的直径来表示。实验常用筛析沉析法和显微镜法来测定，前者较常用。随着科技的进步，自动化设备的普遍，激光粒度仪的使用变得更加频繁。随着激光粒度仪的出现,粒度测量结果的重

2、复性和准确性得到了很大提高,样品测量速度明显加快,致使利用沉积物粒度分析进行气候古环境演化的研究也得到了很好的发展,取得了一系列的研究成果1。在对沉积环境的研究中也得到应用。粒度作为环境因子，在研究底栖动物丰度、多样性和分布等因素中也起到了不可忽视的作用。本文就沉积物粒度的研究方法及现状与展望进行了阐述。2测定方法对于沉积物粒度的测定方法主要为筛析沉析法和激光粒度分析法。用两种不同的方法去测定相同的样品，所得到的实验数据有所不同。青岛海洋大学的陈秀法和冯秀丽等，就激光粒度分析与传统粒度分析方法做过相关对比，从分析可知,海陆相沉积对样品的影响很小。2种方法的原理不同，从而产生了激光法低估粘土部分

3、百分含量的结果2。测定方法如下筛析沉析法。筛析法是将样品通过不同孔径筛子，从粗到细筛分，主要用于粒径大于0063MM的沉积物。筛析法虽然能反应实际粒度，具有代表性，但是劳动强度大，样品用量多。沉析法主要适用于粒径小于0063MM的沉积物，不过这种方法检测速度慢，测定的误差较大，而且还费时间。这两种方法通常联合使用，统称为综合法，也叫做传统法。不过根据物质的粒径不同，也可以分开使用。激光粒度分析法。激光粒度仪的工作原理是基于激光与颗粒之间的相互作用。激光衍射法测量粒度大小基于以下事实,即小粒子对激光的散射角大,大粒子对激光的散射角小。通过散射角的大小测量即可换算出粒子大小，此法操作简单方便、测量

4、范围宽、速度快3。3粒度在沉积环境中的研究通过对沉积物中的粒度研究，从而来了解沉积环境，用粒度这个指标来判断沉积环境的特征。沉积物粒度分布受到物质来源和沉积环境，主要包括水动力强度、海岸类型和植被状况等诸多因素的影响，其中水动力条件和物源对沉积物的粒度分布有直接的影响，所以粒度分布可以反映水动力强度和物质来源的变化4。有些专家还通过对沉积物进行分析，得到重金属和AS含量与沉积物粒度有密切的关系5。近几年来，很多科学工作者对中国沿海海域的沉积物进行了粒度的分析，从而了解海域的沉积环境。2003年9月，张富元等人在沉积学报上发表了关于南海东部海域沉积物粒度分布特征的文章，通过用英国马尔文MAM50

5、05型激光粒度分析仪对南海东部海域179个站表层沉积物作了粒度分析、粒度参数计算和多元统计分析得出，南海东部表层沉积物主要粒级是40100粗粉砂粗粘土,核心粒级是6080细粉砂。南海东部沉积物中粉砂和粘土含量总体上由北向南呈线性逐渐增加,平均粒径和峰态也有同样的变化趋势。根据沉积物粒度、物质组成和生物化石组合分析表明,南海北部陆坡区69柱1875190CM、2875280CM、3775380CM,深海区149柱157187CM、187194CM,南部陆坡区323柱280350CM表现出浊流沉积特征，所以根据沉积物的粒度分布就可以了解南海海域的沉积物状况，从而为了解该地区的生物生活环境提供依据6

6、。2006年，蓝先洪和张志珣等人用不同的粒度分析方法对南黄海沉积物进行研究。分析了南黄海海域65个沉积物样品的激光法与综合法筛析法沉析法的粒度分析结果,并作了对比研究。南黄海沉积物样品的激光粒度仪和筛析法测试结果很接近激光粒度仪测定的细粒组分4的含量85样品的测试效率达到75以上,平均值为92,表层沉积物黏土粒级的激光法与综合法分析结果呈弱正相关。用激光粒度分析南黄海海域沉积物结果可靠,可以替代传统的粒度分析方法7。1999年6月，黄建东、洪华生和郑天凌等人，在福建环境上发表了一篇关于厦门大学海滨沙滩动力沉积环境特征的文章，主要是关于沉积物粒度与水动力的关系。考虑到沉积物粒度的分布范围，采用筛

7、析法对样品进行分析。实验结果是用粒度分析数据处理系统软件进行处理，从而得到粒度特征曲线和粒度参数，这样能更直观地反映沉积物特征和沉积环境。实验结果表明研究区中潮位沿线沉积物主要属粗砂和极粗砂的粗颗粒物质，粒径范围的主要部分在2至3之间，粒径平均值为045。粒度分布曲线均为双峰或三峰。由粗到细，三个次组分的众数位分别在118，037和217附近。三个次组分中，多数以中间组分的相对含量为最大，粒度分布的粒径范围和集中程度，反映了强的水动力作用和波浪对海滩物质的簸选。局部岸线轮廓对波向线与岸线夹角的影响和波浪季节性变化及物源特点，这就造成本区岸段各部分和表层与次表层的粒度特征差异8。4沉积物构成对底

8、栖生物的影响对于底栖动物的生活来说，它受到环境因子的制约，粒度就是其中一个。由于不同的沉积物底质造就了不同的沉积环境，对底栖动物的影响各不相同。比如张艳在对南黄海底栖动物分布及其与环境因子的关系的研究中发现线虫所占的比例均为87以上9。此结果与长江口2003年的结果91接近10，但低于渤海1997年的结果919811。这主要与底质的类型（粉砂粘土）有关。所以通过沉积物粒度的分析，得到底质的类型，对底栖动物的生物学研究也会更进一步。2005年，王银东，熊邦喜等，就环境因子对底栖动物生命活动的影响进行了研究。其中关于沉积物对底栖动物的影响有了较系统的认识。水体的底质大体可分为岩石、砾石、粗砂、细砂

9、、粘土和淤泥等。粗砂和细砂的底质最不稳定，通常生物量最低；砾石底质的底栖动物生物量较高。在不同底质中的底栖动物优势种常有明显的差异。同种底栖动物在不同底质中的差别也较大，如在泥沙滩和砾石滩同种软体动物呈现出不同的优势度，东湖铜锈环棱螺主要则生活于含砂的湖底。底栖动物的多样性和丰度随着底质的稳定性和有机碎屑的增加而增加，在淤泥和粘土的底质中，有机质的含量丰富、颗粒较小，底栖动物的生物量就较高；但有机质过于丰富反而会导致环境缺氧，底栖动物的丰度会明显下降。水体中的各类污染物会以不同的方式进入到沉积物中，引起底质环境变化，进而影响底栖生物群落的结构和组成12。2009年，赵永强，陈全震等，对椒江口潮

10、间带多毛类动物时空分布与环境因子的关系进行了调查，本次调查结果显示底质构成对多毛类空间分布具有重要的影响，如黏土含量与物种数量呈显著的正相关关系，原因可能是较细的沉积物所含的有机质相对丰富，更容易为更多的物种和生物量提供能源。在本次调查中沉积物构成具有顺河流到海洋方向砂含量越来越低，沉积物越来越细的趋势。此外，本研究中滩涂宽度对多毛类动物具有显著的影响，这可能是滩涂宽度越大，坡度越缓，水动力作用越弱，底质环境更为稳定，有利于多毛类动物的充分发展，同时也有利于海水中有机颗粒物质沉降，有机质更为丰富，为生物提供了充足的食物来源13。5结语对于沉积物粒度的研究越来越深入，相关方面的研究也更加深入，通

11、过粒度数据分析来描述沉积环境，从而为研究该海域的底栖动物提供了一个良好的背景。在研究沉积物粒度时，还会考虑到其他的环境因子，比如黄河三角洲沉积物重金属、氮和磷,以及多环芳烃污染的研究14,15,刘成等对环渤海湾永定河黄河口底质现状进行过调查研究16。通过对这些环境因子的研究，结合该地区的底栖生物的分布、丰度和优势种等生态学方面的资料，从而掌握该海域的环境状况。当然，还可以根据指示生物的一些生物学指标来分析环境的状况。在渤海以往小型底栖生物生态学方面的研究中17,18底栖桡足类只作为一个大的类群对数量和密度进行统计。在研究小型底栖生物的群落结构时，会选择合适的工具，将测定地点的一些地理数据考虑在

12、内，能够较正确地反映情况1921。由于影响粒度分布的因素很多，包括波浪、人为因素和生物作用，使得粒度随着这些因素的影响而不断变化，要完全正确地反映沉积环境比较困难22,23。不过随着人们不断深入地研究，涉及面的扩大，会较完善地建立一个系统，能较正确地反映环境和生物的状况24,25。参考文献1向荣,杨作升,等济州岛西南泥质区粒度组分变化的古环境应用地球科学中国地质大学学报,2005,3055825882陈秀法,等激光粒度分析与传统粒度分析方法相关对比青岛海洋大学学报,2002,246086143牛占,和瑞勇,李静激光粒度分析仪在黄河泥沙研究中的应用J水利水电技术,2002,331071734杨世

13、伦,陈吉余试论植物在潮滩发育演变中的作用J海洋与湖沼,1994,2566316345李任伟,李原渤海沿岸环境沉积调查AS重金属、氮和磷污染沉积学报,2008,2611281376张富元,章伟艳,等南海东部海域沉积物粒度分布特征沉积学报,2003,2134504607蓝先洪,张志珣,等南黄海沉积物不同粒度分析结果的对比研究海洋地质动态,2006,2210578黄建东,洪华生,等厦门大学海滨沙滩动力沉积环境特征福建环境,1999,1639119张艳,等南黄海小型底栖动物分布及其与环境因子的关系中国农学通报,2009,251932332910华尔，张志南,张艳长江口及其邻近海域小型底栖生物丰度和生物

14、量J生态学报,2005,2592234224211郭玉清,张志南,慕芳红渤海小型底栖动物生物量的初步研究J海洋学报,2002,246768312王银东,熊邦喜,等环境因子对底栖动物生命活动的影响浙江海洋学院学报自然科学版,2005,24325325713赵永强,陈全震,等椒江口潮间带多毛类动物时空分布与环境因子的关系中国水产科学,2009,16458058714李任伟,李禾,李原,等黄河三角洲沉积物重金属,氮和磷污染研究J沉积学报,2001,19462262915李任伟,李原,张淑坤,等黄河三角洲沉积物烃类污染及来源J中国环境科学,2001,21430130516刘成,王兆印,何耕环渤海湾诸河

15、口底质现状的调查研究J环境科学学报,2003,231586317张志南,李永贵,于子山黄河口水下三角洲及其邻近水域小型底栖动物的初步研究J海洋与湖沼,1989,20319720718张志南,谷峰,于子山黄河口水下三角洲海洋线虫空间分布的研究J海洋与湖沼,1990,211111919DLEDUC,PKPROBERT,SDNODDERINFLUENCEOFMESHSIZEANDCOREPENETRATIONONESTIMATESOFDEEPSEANEMATODEABUNDANCE,BIOMASS,ANDDIVERSITYDEEPSEARESEARCHI,2010,571354136220DSTAR

16、EKRPIPI,KIHAGAROVAIMEIOFAUNA,TRACEMETALS,TOC,SEDIMENTOLOGY,ANDOXYGENAVAILABILITYINTHELATEMIOCENESUBLITTORALDEPOSITSOFLAKEPANNONFACIES,2010,5636938421郭玉清,张志南,慕芳红渤海底栖桡足类群落结构的研究海洋学报,2001,23612012722孙刚,盛连喜,李明全长春南湖底栖动物群落特征及其与环境因子的关系生态应用学报,2001,12231932023王家栋,类彦立,徐奎栋,等中国近海秋季小型底栖动物分布及与环境因子的关系研究海洋科学,2009,339627024厉红梅,李适宇,蔡立哲深圳湾潮间带底栖动物群落与环境因子的关系中山大学学报,2003,425939625程鹏,高抒北黄海西部海底沉积物的粒度特征和净输运趋势J海洋与湖沼,2000,316604615