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    近日,青岛海洋地质研究所(以下简称“青岛海洋所”)滨海湿地团队在黄河三角洲滨海湿地沉积碳汇稳定机制研究方面取得了重要进展。

    滨海湿地具有较高的碳捕获和储存能力,对缓解气候变化具有重要的意义。然而目前对滨海三角洲盐沼湿地土壤有机碳(SOC)的固存机制尚不清楚。为了弥补这一不足,青岛海洋地质研究所科研人员提出了关于黄河三角洲湿地SOC的分布、来源和降解的新发现。

    针对盐度梯度下的四种植被类型,芦苇、柽柳、翅碱蓬和互花米草,在20~100cm深度范围内,凋落物的输入是影响SOC的主要因素,而在20~100cm深度范围内,微生物降解和粘土含量是影响SOC的主要因素。四个生境的SOC主要由惰性有机碳(81%–99%)组成。

    互花米草的入侵导致易氧化碳(EOC)与SOC的比值显著增加,从而降低了SOC的稳定性,这凸显了治理互花米草入侵的重要性。对于黄河三角洲湿地,盐度上升提高了土壤有机碳稳定性,并且其有机碳稳定性高于我国其它滨海湿地。研究成果对深入理解滨海湿地沉积碳汇稳定机制具有重要意义,可为精确评估全球滨海湿地蓝碳提供数据支撑。

    上述研究成果由青岛海洋地质研究所、美国路易斯安那州立大学和中国海洋大学研究团队共同完成,得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、国家地质调查专项、自然资源部渤海生态预警与保护修复重点实验室开放基金等项目联合资助。研究成果发表在国际著名地学期刊《CATENA》(中科院一区,TOP期刊),青岛海洋所联合培养博士生尼鑫为论文第一作者,赵广明研究员为通讯作者。

     
    滨海湿地团队揭示黄河三角洲湿地沉积碳汇稳定机制

    全球非常规天然气资源量约923万亿立方米,其中近半数为页岩气,其资源量(456万亿立方米)与常规天然气(378万亿立方米)相当。美国是开发页岩气资源最早、最成功的国家之一。已发现的页岩气盆地主要是分布在以 Appalachian盆地为主的东部早古生代前陆盆地带、以 Fort Worth盆地为代表的南部晚古生代前陆盆地带、以 San Juan盆地为代表的西部中生代前陆盆地带以及以 Michigan 盆地和 Illinois盆地为代表的古生代—中生代克拉通盆地带。

    Appalachian盆地位于美国东北部,是美国石油工业的发源地,也是目前页岩油气资源勘探开发的主要盆地之一,其中的Marcellus页岩是北美洲最高产的区带之一。尽管Marcellus页岩区带仍是Appalachian盆地中具有低风险、高质量的资源区域,但是该区域内很多业内领先的生产商都在逐渐将他们的注意力从Marcellus页岩转向其下覆地层,美国能源部化石能源办公室认为“就厚度和延伸范围等方面而言,Marcellus页岩下方的Utica页岩的油气勘探开发潜力更大”。Utica/Point Pleasant页岩属于目前美国页岩气产量增长最为迅猛的页岩区带之一。

    我国页岩气资源丰富,勘探开发前景广阔,目前已在四川盆地及周缘多个区块取得海相页岩气勘探开发突破。四川盆地具有与美国东部典型盆地(如Appalachian盆地)相似的构造演化和地质条件,均为古生代沉积的海相盆地,页岩气勘探前景良好。美国典型盆地的页岩气开发为我国的页岩气开发展示了良好的前景,对我国页岩气的高效开发具有重要的参考意义。

    中国地质调查局地学文献中心(中国地质图书馆)文献情报室依托地调局二级项目“地学情报综合研究与产品研发”,针对美国Appalachian盆地石油天然气研究协会(AONGRC)和西维吉尼亚大学的相关研究成果组织编译了《Appalachian盆地Utica页岩勘探开发地质成藏手册》专辑,旨在为国内页岩气勘探开发提供借鉴。

    《Appalachian盆地Utica页岩勘探开发地质成藏手册》专辑集合并包含了不同尺度下进行的研究成果,范围涵盖了从盆地规模的地层和构造,到储层中因有机质生气而成的纳米级孔隙。主要包含三大方面内容:①描述和评估了Utica页岩和Appalachian盆地北部相应岩层的岩性、烃源岩、地球化学特征、地层发育特征、沉积环境及储层特性;②通过区域填图、钻井活动和生产动态跟踪的整合,确定了Utica石油和天然气富集区;③通过本研究过程中收集的地质和地球化学数据,提供了基于生产和体积计算的Utica资源量评估。第一章对Utica页岩的地质研究进行了简要介绍,包括所有数据的访问、组织和管理。第二章为Utica钻探活动和生产动态跟踪成果。第三章描述了整个研究区域Utica和与之相应的岩层的岩相特征。第四章阐述了测井分析、相关对比和填图成果。第五章介绍了岩心研究结果,包括沉积环境的解释。第六章涉及无机地球化学研究成果。第七章介绍了Utica源岩的地球化学发现和解释。第八章提供了储层孔隙成像和孔隙度/渗透率数据。第九章为资源评估结果。第十章为Appalachian盆地北部Utica区带开发的总体结论及意义。参考文献的完整清单包括在第十一章中。

    后续地学文献中心还将完成《东得克萨斯和路易斯安那州西部Haynesville页岩气地质》专辑,敬请关注。

     

    中国地质调查局地学文献中心完成《Appalachian盆地U...

    近日,美国地质调查局发布消息,总结了近年来与美国国防部北方司令部在应对重大自然灾害方面取得的成果。美国地质调查局与美国国防部北方司令部于2003年建立了联络处,其主要职责是协调对科学信息和专业知识的需求以及一般性公众服务和人道主义救援活动。这些工作帮助美国国防部北方司令部在关键时刻保护国家安全,完成公众支援任务,也使其对各类自然灾害的危害有深入的认识。对美国地质调查局来说,既提高了其科研能力,同时也拓展了其服务能力。

    经过2001911美国本土的恐怖袭击事件后,美国国防部北方司令部的任务重点就放在了预防、阻止并打击针对美国领土和利益的威胁和侵犯,这主要是依靠美国军事系统的能力来实现,包括国民警卫队和海岸警备队。美国国防部北方司令部的职责覆盖的地理范围有美国本土、阿拉斯加、加拿大、墨西哥、墨西哥湾、佛罗里达海峡以及巴哈马群岛、波多黎各和美属维京群岛在内的部分加勒比海地区。

    美国国防部北方司令部的任务还包括进行国内救灾行动,包括火灾、飓风、洪水和地震,因为这时发生的紧急情况往往超出了地方、州以及联邦政府机构的能力范围。在大多数情况下,支援工作是有限的、小范围的且有针对性的。当受灾范围减小,民事机构能够在无需军方援助的情况下能够恢复控制和管理能力时,美国国防部北方司令部便会撤退。

           

              图1为2008831日,在路易斯安那州湖滨机场一名美国第514航空医学疏散中队队员和两名新奥尔良的医护人员正用担架抬着一名患者登上一架加拿大C-17运输机。514中队队员正赶在飓风古斯塔夫登陆前,疏散新奥尔良的平民。

         

    在应对大规模灾难事件时,美国国防部北方司令部急需获取科学知识、工具和技术来评估破坏程度,同时评价次生影响,确定未来灾害可能会对生命和财产安全造成影响的地区。美国地质调查局是唯一一家能够提供此类科学知识来监控、评估和研究各种自然灾害以及提供防灾备灾、灾害响应和灾后重建所需信息的机构。

    近年来美国地质调查局为美国国防部北方司令部提供的支撑服务如下:

    1、灾害态势感知和防灾演练支撑

    美国地质调查局向美国国防部北方司令部提供各种信息类产品,为灾害态势感知提供支持,同时也为防灾演练和规划提供支持。例如,“美国地质调查局全球地震响应快速评估系统”(Prompt Assessment of Global Earthquakes for ResponsePAGER)能够在全球范围内发生重大地震灾害后提供人员伤亡和经济损失的影响估算。这些警报信息被发送给多个政府部门,包括美国白宫、美国国务院、美国国际开发署和美国国防部北方司令部。

    “全球地震响应快速评估系统”是在美国地质调查局的“地震速报图”(ShakeMap)的基础上创建的,该地图能够在重大地震灾害发生后提供近实时的震动烈度可视化分布图。“地震速报图”系列产品的用户包括联邦、州和地方机构团体和私营组织,可以帮助他们进行震后响应和灾后重建,提供公共和科学信息,同时用于防灾演练和灾害规划。

    2016年夏天,美国地质调查局和美国国防部北方司令部的负责人和科学家们参加了联邦应急管理局组织的卡斯卡迪亚地震灾难演练(Cascadia Rising exercise)。演练模拟了太平洋西北地区应急管理和公共安全官员们可能面临的最严重的灾害场景,该场景假设沿卡斯卡迪亚消减带发生了一次9级地震并导致海啸,各级政府对应急响应工作和减灾行动进行了模拟。

    美国地质调查局向美国国防部北方司令部及其他参与机构提供了现场支持,包括提供了“全球地震响应快速评估系统”产品和“地震速报图”产品以及科学支持简报。

         

           图2为联邦应急管理局第十区演练专家正针对2016年卡斯卡迪亚地震灾难演练汇报研究结果

    2、国家地理空间计划

    美国地质调查局通过开发基于“全国地图”的标准化地理空间产品为国家提供支持。“国家地理空间计划”对“全国地图”的图层进行维护,公众和合作伙伴可以通过地图浏览器和下载平台获取图层。美国地质调查局的“美国地形图”(US Topo)是另一款重要的国家地图产品,它被用来为北方司令部和美国国防部的其他合作伙伴提供自然灾害期间所需的支持。通过合作,美国国防后勤局可以获取“美国地形图”的纸质版。这样的合作能够确保立即将美国地质调查局的资源交付给受灾地区使用。

         

    3上图为用高分辨率激光雷达制作的数字地理模型去除了地表植被,能够反映下伏的火山地质情况,包括火山泥石流沉积物、岩屑崩落沉积物、高温时沉积的火山熔灰流。下图为航空影像,显示了同一区域没有去除植被和树木冠层的情况。   

    通过开展“三维高程项目”(3D Elevation Program3DEP),“国家地理空间计划”促进了增强型高程数据的集成和采集。“三维高程项目”的主要目的是以高质量激光雷达数据的形式,系统地采集美国本土、夏威夷和其他领土的高程数据,并在阿拉斯加地区实现干涉合成孔径雷达(IfSAR)数据覆盖。

    基于激光雷达的科学研究提供的信息和建模数据,可用于众多与灾害有关的产品,包括美国北方司令部关注的重点领域,如洪水、地震、海啸、火山喷发及滑坡。激光雷达具有穿透树木冠层的能力,让科学家们能够对裸地进行观察。该项技术及其产生的数据,能为灾害规划、减灾和灾害响应提供重要资源。

    此外,“国家地理空间计划”还为所有重大灾害提供了“灾害协同准备与应对网络地图应用程序”。该应用程序集成了标准测绘产品和合作机构数据,可在自然灾害发生之前和发生之时提供态势感知和资源管理。为应对2016928日发生的马修飓风提供支持,是其发挥作用的例子。该网络地图应用程序可以内部使用,也可以与合作机构共享,以利于对灾害事件的协调、管理及应对。

         

      4为201610月发生马修飓风之后美国南部洪水航空斜视照片。这些图像和相关数据可见于美国地质调查局网站

    3、其他支撑工作

    《空间与重大灾害国际宪章》是一个为全球范围内为救灾工作提供卫星信息的机制。美国地质调查局是其积极参与者,通过提供政府和商务数据源来支持该宪章的需求。

    事实证明,美国地质调查局大量的历史和最新卫星数据对于灾害管理机构、国际减灾组织和科技团体来说非常有用。美国地质调查局能够迅速为减灾启动宪章合作机制,也能通过“灾害数据分发系统”(HDDS)提供存档数据,这样美国北方司令部及其他合作伙伴就能获取这些数据。“灾害数据分发系统”是一个基于灾害事件的用户接口,通过这个入口,人们在应对自然灾害期间能够访问遥感影像、其他地理空间数据集和科学产品。

    最后,美国地质调查局还为美国北方司令部的“人道救援项目”提供了支持,为合作国家提供进修和培训、提高他们的备灾和应对能力,最终促进了美国的安全。美国地质调查局在“人道救援项目”中与美国北方司令部开展过的合作包括:参加在科罗拉多州戈尔登的国家地震信息中心召开的民防会议、为墨西哥-美国边界洪水灾害早期预警项目提供科学支持、巴哈马政府举办的地理信息系统研讨会、地震监测知识交流会、美国地质调查局滑坡知识交流会。

    美国地质调查局对能够为国防部在国内外提供高层次科学支持而自豪。作为内政部下属的唯一科研机构,美国地质调查局将继续为“变化中的世界”提供科学支持,根据科技发展,配备人才和提高认识,增强对自然灾害的预防、响应和恢复能力。

     
     
    美国地质调查局为美国国防部北方司令部提供支持

    9月29日,2018年度中国政府友谊奖颁奖仪式在人民大会堂隆重举行。自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所荣誉教授、美籍专家爱德华▪艾伦▪劳斯(Edward A. Laws)被授予2018年度中国政府友谊奖,成为青岛海洋所第二位获此殊荣的外籍专家。

    中国政府友谊奖是为表彰在中国现代化建设和改革开放事业中作出突出贡献的外国专家而设立的最高奖项。本年度共有来自21个国家的50名外国专家获得此奖。劳斯教授作为国际知名海洋地球化学专家、美国路易斯安那州立大学海岸与环境学院终身教授(前院长)、青岛海洋所荣誉教授,分别于2012年和2015年获青岛市政府“琴岛奖”和“特聘专家突出贡献奖”。他在科研领域贡献突出,在国际上具有很高的学术地位,在顶级期刊发表150余篇科技论文,发表专著3部。

    据了解,劳斯教授2002年以来与青岛海洋所叶思源研究员领导的湿地项目组开展了广泛合作和学术交流,帮助青岛海洋所组织了滨海湿地国际专家顾问委员会,指导多个科研项目,卓有成效地推动了滨海湿地调查和研究。他创新性改进了14C方法测定湿地水域初级生产力的技术方法,为生物地球化学研究带来了新动力。他指导建立了滨海湿地调查研究概念模型和技术规范,协助建设了滨海湿地野外观测基地和室内模拟试验装置,推动青岛海洋所碳循环、河口硫循环与污染等研究水平获得显著提升。同时,劳斯教授还提出湿地植被是一种可再生资源,引导项目组注重成果转化,为青岛海洋所湿地项目组践行研以致用提供了思路。

    此外,青岛海洋所多名科研人员在劳斯教授推荐下赴美开展合作研究,劳斯教授还促成青岛海洋所与美国地质调查局、丹麦奥胡斯大学等多个国际优秀湿地团队的合作,他在指导自然资源部中国地质调查局滨海湿地生物地质重点实验室建设的同时,积极协助推动“湿地国际研究中心”建设和滨海湿地大科学计划实施。

    青岛海洋所高度重视与国际知名机构专家的合作与交流,坚持“请进来”和“走出去”相结合的思路,以开放合作的姿态开展国际合作与学术交流。劳斯教授作为青岛海洋所推荐的第二位外籍专家荣获中国政府友谊奖,是该所在国际合作中取得的又一项重要成就。

     

    青岛海洋所荣誉教授Edward Laws荣获2018年中国政府友...

    5月11日-21日,中国地质调查局青岛海洋地质研究所湿地课题组前往江苏盐城滨海湿地开展首次监测工作,这标志着青岛海洋所倡导的滨海湿地功能全球观测网项目(CROWN:Coastal-wetland Research on Warming Network)正式启动。该监测网可持续地产出数据,服务于政府决策和湿地管理部门,在科学层面上还将丰富滨海湿地生态环境演变理论,有效甄别人类活动、气候变化和地质过程对滨海湿地生态功能影响,从而服务于湿地保护与修复实践活动。此外,CROWN长期监测数据对国家政策制定将有深远意义。

    据项目负责人介绍,全球变暖会通过与温度有关的环境因子的变化影响生态系统中的物质循环,野外自然条件下的生态系统模拟增温试验是进行气候变化相关研究的主要手段之一,有助于认识气候变化和相关环境因素对滨海湿地生态系统功能的影响这一科学问题。

    此次监测工作包括大气、地表水、孔隙水、土壤和植物等多圈层多要素的监测,其监测内容包括增温和非增温条件下的光合、生态系统呼吸、硫化氢释放通量以及地表高程动态变化的对比监测;生物量调查监测;表层土壤和孔隙水取样;环境理化参数的初步测试;芦苇生境区大气下垫面的二氧化碳、水分等的物质交换和能量交换监测等。

    在前期工作中,青岛海洋所湿地课题组通过与国际先进的湿地团队广泛的研讨、增温装置的测试和电子系统的调试,制定了CROWN的建设方案,并于今年4月底全面建设了四个观测站,分别分布于江苏盐城四卯酉和新洋港、黄河三角洲和辽河三角洲等湿地,实现了湿地生态系统多圈层多要素的原位观测。

    这些监测站覆盖我国北方主要的盐沼湿地,包括横跨不同纬度的对比监测、横跨不同生境的对比、分布于不同历史演化阶段的地质体的湿地生态系统对比。目前,CROWN监测站位增温效果明显,未来数年间项目组将可持续地获取科学数据。

    据悉,青岛海洋所倡导的CROWN研究工作已得到美国地调局、美国路易斯安那州立大学、美国维拉诺瓦大学、丹麦奥胡斯大学、西班牙IRTA研究所等欧美多家研究机构的科学家和研究生,以及国内名校浙江大学等师生的积极响应,拟在近期来青岛海洋所湿地项目组参加相关的研究工作。

    滨海湿地生态系统多圈层原位监测工作正式启动

    8月14日-8月23日,中国地质调查局青岛海洋地质研究所湿地课题组叶思源研究员带领科研人员与美国路易斯安那州立大学Edward Laws教授,丹麦奥胡斯大学Franziska Petra Eller博士和Emil Jespersen博士生,青岛农业大学郭霄博士,以及山东大学共同在辽宁盘锦辽河三角洲完成“全球芦苇同质园”的监测工作。

    据介绍,“全球芦苇同质园”是青岛海洋所承担的二级项目“渤海湾西部等重点海岸带综合地质调查”其中的一项重点研究内容。该芦苇同质园培养了来自世界各地芦苇基因种共46种,分别进行了淡水、盐水两个处理方式的野外原位培养。在经过一个生长周期的种植培养期后,项目组对芦苇叶绿素、光合作用速率、芦苇蒸散发参数、芦苇地上和地下生物量,以及指示芦苇生理的其他参数进行了全面测试,同时采集了同质园内不同介质样品进行ICP测试和DNA测序工作。在完成全部测试和样品采集后,还对芦苇进行回种,用于开展下一轮芦苇植物园的种植和监测工作。

    据悉,全球芦苇同质园遍布欧洲、亚洲、北美洲、大洋洲等10多个国家与地区,其中建设于意大利、丹麦与中国盘锦和莱芜四个观测基地的芦苇基因类型完全相同。该同质园成果能揭示不同纬度梯度条件下不同基因类型芦苇生理参数的演变,从而可回答未来气候变化、海平面上升条件下沿海低地区地形地貌演变规律、光合固碳过程以及地表水地下水均衡预测等一系重大地学问题。将湿地植物作为地球表面地质过程一个重要的地质营力加以研究在世界湿地学术界还属首例。

    中美丹联合完成全球芦苇同质园的监测工作

    近日,从国土资源部第二批国土资源高层次创新型科技人才培养工程入选名单结果获悉,中国地质调查局青岛海洋地质研究所裴绍峰博士成功入选杰出青年科技人才培养计划。

    裴绍峰主要从事海洋生物地球化学、海洋生态环境和湿地环境地质等方面的调查和研究,于2012年在美国路易斯安那州立大学获海洋学与海岸科学博士学位,及应用统计学硕士双学位。2012年底经青岛市蓝色硅谷计划选拔入青岛海洋所工作。自参加工作以来,裴绍峰曾先后申请获得包括国家青年自然科学基金(41306175)等在内科研项目4项,作为骨干人员参与国家专项海洋地质保障工程项、国土资源部公益性科研专项等多个科研项目;已公开发表20多篇科技论文,多数为高影响因子的国际SCI期刊论文;先后被聘为中国地质科学院与中国海洋大学硕士研究生导师。

    目前,裴绍峰在解决困扰科学界半个多世纪的C-14示踪技术测定海洋初级生产力的争议问题上取得重要进展,该研究成果表明藻类的物种组成、生长率以及不同藻种细胞的呼吸作用与光合作用比值对C-14测定结果有显著影响;并提出利用分批培养和连续稳态培养相结合的方法来解决有关C-14示踪技术究竟测定海洋净初级生产力、总初级生产力还是中间值的固有争议。该成果有助于校正卫星遥感计算模式,并在全球尺度上研究海洋初级生产力对全球碳循环以及气候变化的影响。此外,他还通过调查辽河三角洲和辽东湾水域初级生产力及环境参数,发现了温度和光照对浮游植物碳同化系数影响模式,利用三阶多项式函数方程构建了数值模型,并反演出了辽东湾水域区域初级生产力及碳同化系数平均值。

    据悉,国土部第二批高层次创新型科技人才工程分为科技领军人才开发和培养计划、杰出青年科技人才培养计划和科技创新团队培育计划三个组成部分,其中杰出青年科技人才培养计划共遴选出49人,青岛海洋所胡高伟博士曾在2013年入选首次杰出青年科技人才培养计划。

    裴绍峰(左)在实验测试

    青岛海洋所裴绍峰入选第二批国土资源部杰出青年科技...

    近日,全国中学生地球科学竞赛组委会公布全国地球科学科普讲解大赛获奖名单,由中国地质调查局青岛海洋地质研究所滨海湿地科普团队指导青岛市第二中学学生制作的科普讲解视频《湿地-地球之肾,生命之舟》获得大赛优秀作品奖。 

    《湿地-地球之肾,生命之舟》包括我国湿地概况、湿地问题、湿地重要性、湿地保护与开发等四个方面的内容。作品首先介绍了湿地的定义、类型、成因与在我国的分布情况;接着介绍了受自然因素和人为因素的影响,湿地面临退化、污染、水土流失以及过度利用等问题,展示了干旱导致路易斯安那州湿地退化的案例;作品最后强调了湿地在作为重要的物种栖息地、调节气候、污染净化、资源利用、旅游开发等方面的重要性,呼吁政府与公众做好湿地保护与开发工作。

    据悉,此次全国中学生地球科学科普大赛共收到参赛作品近百份,经过专家评审和网络投票,共评选出优秀作品21份。《湿地-地球之肾,生命之舟》作品获奖是竞赛组委会对青岛海洋所与青岛二中合作开展“育人计划”成果的肯定。青岛海洋所将继续加强科技资源科普化研究,为传播科学知识、提升青少年科学素养贡献力量。

    青岛海洋所指导中学生参加全国地球科学科普大赛获优...

    日前,自然资源部中国地质调查局滨海湿地生物地质重点实验室在国际Top学术期刊《Catena》上发表了题为《Historical change of carbon burial in Late Quaternary sediments of the ancient Yellow River Delta on the west coast of Bohai Bay》(渤海湾西岸古黄河三角洲晚第四纪沉积物碳埋藏记录)的最新研究成果。该成果由滨海湿地生物地质重点实验室赵广明副研究员为第一作者,叶思源研究员为文章的通讯作者,青岛海洋所荣誉教授,中国政府友谊奖获得者美国路易斯安娜州立大学Edward Laws为该文章的合著者的科研团队共同完成。《Catena》期刊2020年1月中科院分区为1区Top,影响因子为3.851。

    1 研究区位置图及海岸线变化 

     

    近年来,对气候变化有重要影响的碳循环研究是科学研究的热点问题之一,河口三角洲连接陆地和海洋两大碳库,每年大量陆地侵蚀的有机物经河流汇入海洋,是陆地侵蚀物质输入海洋的最终通道,许多大河三角洲已成为重要的碳埋藏区(汇),并且其沉积物中大量存在SO42-离子,阻碍了甲烷的产生量,相比陆地生态系统,释放更少量的温室气体,在单位体积内埋藏的有机碳量在减少全球气候变暖发挥着巨大的作用。但目前从地学角度研究其碳汇作用的成果较少。 

    本文是利用2016年大地调项目在渤海湾西岸老黄河三角洲获得的一口30.76m的岩心(图1),重建了古黄河三角洲晚更新世以来沉积有机碳埋藏历史,研究结果表明海平面稳定后,三角洲湿地C3植被逐渐发育,距今6500年开始至今,陆源有机碳呈逐渐减少趋势(图2)。

                     

    图2 钻孔沉积物各物理化学指标对应关系 

    各沉积环境中三角洲前缘碳埋藏能力最高,浅海沉积环境最低,研究区全新世以来沉积物碳埋藏通量平均值为20.76 g/(m2 yr),远小于位于山东东营的现代黄河三角洲地区,反映出上游黄土高原水土流失加重及后期黄河沿岸筑坝等人类活动的影响作用。这项研究成果将为解决在海洋中找不到足够的陆源碳踪迹,即所谓的“丢失的碳”科学问题提供一些科学的参考。

    据了解,这项成果是在中国地质调查局二级项目“江苏滨海湿地多圈层交互带综合地质调查”和“渤海湾西部等重点海岸带综合地质调查”以及国家自然科学基金(41406082, 41240022, 41706057),科技部国家重点研发计划(2016YFE0109600)联合资助下完成的。研究团队近年来一直专注于中国北方大河河口三角洲湿地不同时间尺度的碳循环研究,先后在黄河三角洲,辽河三角洲,渤海湾西岸古黄河三角洲、江苏沿岸古黄河三角洲等河口湿地开展土壤-水-植物-大气综合调查,探寻碳在不同圈层之间的迁移转化规律及对气候变化和人类活动的响应机制。

    国际Top期刊发表滨海湿地局重点实验室最新研究成果

    随着科技创新对经济、社会的影响越来越大,人们对科学普及的需求也在不断提高。近年来,自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所积极推进《中国地质调查局科学技术普及规划(2017-2020年)》,以青少年素质教育的重大需求为导向,立足科技创新成果,加强海洋地质科普能力建设,打造了一支金字塔式的科普团队,创新推出海洋地质研学“精品课程”,实现了科学传播和成果转化双丰收。此外,该所还入选多领域国家级科普和研学基地,科普工作得到了自然资源部、科技部、教育部等国家部委的充分肯定。

    聚集资源夯实基础

    青岛海洋所依托海洋地质调查研究项目,大力加强科普能力建设,不断积累科普资源,为开展优质科普服务奠定了坚实基础。

    一是基础设施齐全。青岛海洋所拥有近5000平方米的科普活动场所,包海洋地质科技馆、海洋地质样品库、天然气水合物实验室、研学专用教室,配备十余台套教学实验设备,以及移动科普平台“海洋地质九号”和“业治铮”科考船。利用这些条件,该所能充分展示“外业调查-地质样品保存-室内分析和模拟实验-综合研究”的海洋自然资源调查研究工作全链条,集中展现海洋地质学科特色和最新科研成果。

    二是人力资源齐备。青岛海洋所以地质调查项目科普任务为抓手,打造了一支以工程首席为科普首席专家、研究员为科普资深专家、优秀青年科学家为科普骨干、研究生为科普志愿者的近50人的金字塔式科普人才梯队,已培养出自然资源部首席科学传播专家3人、中国地调局优秀科普传播青年1人、青岛知名科普讲师10余人,组建了海洋地质科普品牌的支撑团队。

    三是产品丰富。该所已完成科普报告48个、科普文章31篇、科普专著2部、电子科普游戏1个、科普视频和电视科普专题片16部、科技馆和科考船网上全景影像2部、科普虚拟现实VR系统1套、研学实践课程8个,为海洋地质科普品牌建设打下坚实的基础。

    四是平台高。青岛海洋所先后获批国家国土资源科普基地、全国海洋科普教育基地、全国中小学生研学实践教育基地等3个国家级科普和研学基地,成为我国海洋地质科普的核心力量。

    参观“海洋地质九号”

    注重特色创立品牌

    青岛海洋所高级别的科普平台、特色的研学课程、丰富的科普活动、优质的科普服务,受到了青岛市乃至国内外观众的青睐,显著提升了中国地调局科普工作在国内和国际上的影响力。

    一是立足青岛,发挥专业特色,服务青少年教育。

    将科普工作融入青岛市海洋教育,多项研学课程入选学校教学用书。倡议并推动成立青岛海洋科普联盟,建立与地方政府及中小学校科普需求对接机制,率先启动适合中、小学生的海洋实验课程。7项海洋地质研学课程入选市南区《基础教育海洋特色课程》教学用书,将海洋地质科学知识和重大成果写入课本。

    以服务青岛青少年教育为示范,获批国家级科普项目。以突出的科普成果赢得地方政府支持,获得市南区科普专项经费100万元,用于建设满足青少年海洋研学需求的重点实验基地。在此基础上,向教育部申报的全国中小学生研学实践教育基地成功获批,每年获得30万元稳定的经费支持;向中国科协申报的学术资源科普化研究示范项目获得20万元经费支持,将科普工作提升至国家层面。

    二是面向全国,走出去、请进来,服务国家战略。

    依托大型科普主题活动,面向全国普及海洋地质科学知识。坚持“科技强国、科普惠民”宗旨,在世界地球日、全国科普日、全国海洋日等活动期间,在湖北、山西、河北、江西、北京等地举办海洋地质专题科普展,将海洋地质科普知识带入内陆地区,活动受到中国科协表扬。全国科技周期间,参加科技部“科技列车甘肃行”活动,5天内为定西市四县的6所学校2000多名学生宣讲8场科普报告,得到当地政府和学校的高度评价。在青岛、深圳等地多次举办“海洋地质九号”船科普开放日活动,接待2000多名市民参观。

    以科普扶贫为抓手,联合多方力量开展研学实践教育。贯彻“扶贫先扶智”理念,在部扶贫办和局科外部的指导下,牵头联合青岛市13所科研及科普机构,举办“弘扬李四光精神 探索海洋奥秘”主题研学实践教育活动,组织来自江西革命老区赣县五云镇和青岛市的共20名小学生参加为期一周的研学活动,让山那边的孩子和海这边孩子互相陪伴,共同体验“认识青岛”“海洋地质”“海洋生物”“海洋环境”“海洋探测”“海洋权益”六大课程。活动受到中央和地方媒体的高度关注,为局市合作开展科普扶贫综合实践提供了优秀案例,有效服务了国家脱贫攻坚战略。

    三是走向国际,引进结合输出,展示大国风范。

    科普引智,成功探索科普国际化。举办青岛市首次国际“船岸互动”科普活动,组织高中生与“决心号”大洋钻探船上的科学家成功连线。邀请欧洲科学院院士、美国地调局专家Walter Mooney教授,中国政府友谊奖获得者、路易斯安那州立大学Edward Laws教授,新加坡国立大学Praveen Linga教授等国际著名专家走进青岛高中开展科普讲座。

    成果输出,科普服务大国外交。依托科技创新成果和特色研学课程,先后组织开展韩国培明中学师生“解密可燃冰”专题研学、发展中国家地学团组海洋地质专题研学等活动,接待东盟国家、CCOP等组织的官员参观科普基地。通过面向国际的科普活动,宣传地质调查重大成果,展现中国大国风范和科学家风采,有效服务“一带一路”建设。

    四是加大推广,树品牌推产品,实现成果转化。

    将重大科技创新成果与科普宣传相结合,打造品牌形象。与中国科协青少年科技中心、青岛海洋科学与技术试点国家实验室、中科院科学传播局、中央网络影视中心等合作,制作“问海夏令营——我是海洋科学演说家”之“冰火战队”科普电视真人秀、“青岛海滨神奇的红色石头”“走进海地所探访可燃冰”等电视科普专题产品。多位科学家登上科普中国“科技前沿大师谈”、中国科协科普大讲堂等舞台,受众广泛。创建“业治铮海洋地质科普讲堂”品牌,每年报告几十场。多项科普作品获局科普大赛表彰,科普专著《可燃冰知识100问》入选自然资源部优秀科普图书,树立了青岛海洋所海洋地质学科普品牌形象,扩大了影响。

    坚持科普“公益先行,市场跟进”原则,践行公益科普任务的同时注重科技成果转化。创新研发的“海洋地质科普虚拟现实VR2.0系统”拥有丰富立体的场景、沉浸式的体验、一体化的设计、新颖的教学模式等特点,受到市场高度关注,获国家发明专利和软件著作权证书,注册了商标,已通过专利实施许可的方式实现成果转化,取得了经济效益。

    体验海洋地质虚拟现实VR2.0

    勠力创新绘就蓝图

    俗话说,温故而知新。经过梳理和分析,青岛海洋所总结出了科普工作的四大经验与启示,对未来的发展方向也有了新的探索。

    首先,领导重视与顶层设计是发展关键。局党组指导制定的《中国地质调查局科学技术普及规划(2017-2020)》是我国地学领域的首个科普规划,为科普工作提供了方向遵循。地调项目绩效目标中设定科普任务极大提升了科技人员的科普意识,为科普工作奠定了坚实的业务基础。所领导的高度重视和积极参与树立了榜样,为科普工作创造了良好氛围。

    其次,精准对接与产品服务是发展路径。积极建立与地方的合作关系是科普工作可持续与高质量发展的助燃剂。主动对接地方政府和学校科普需求,根据现代青少年发展的核心素养和素质教育特点开发科普产品,是科普服务精准落地的重要路径。

    第三,业务融合与资源整合是重要方法。紧密结合科学普及与地调科研业务,充分利用人才团队、国际合作、成果转化、科考船和实验室等创新平台资源,联通科技创新和科学普及两翼,为创新发展提供动力。充分发挥科普基地兼具区-市-省、局-部-国家等各级平台的优势,深化“政产学研用”渠道,提升科普工作能力与成效。

    最后,信息化与智能化是创新手段。通过加强VR、AR、AI等现代化信息技术在学术资源科普化研究中的应用,研发创新型海洋地质科普产品,建设线上科普场馆,开设科普融媒体平台等手段,优化科普传播方式,扩大科普受众面,提高科普工作效率,实现科普工作创新发展。

    对于如何突破已取得的成绩,让海洋地质科普产生更深远的影响,青岛海洋所有自己的规划——

    该所将在部、局领导下,加强能力建设,筑牢根基,践行国家级科普基地责任,积极谋划并实施面向国内、国际的大型科普活动,创新科普工作理念与方式,做海洋地质科普领域的引领者。

    同时,他们计划与青岛市自然资源与规划局、蓝谷管理局等单位合作,推进青岛市城市地质调查成果科普化进程,联合筹建青岛市城市地质科普展厅、海洋地质科普展厅,将地质工作服务地方经济社会发展辐射延伸到科普领域。

    在科普产品应用方面,该所依托海洋地质虚拟现实科普系统,完成研学课程的系统化、结构化和信息化升级;与青岛市中小学合作,联合建设海洋地质科普虚拟现实教学示范点,推广沉浸式体验与动手实践相结合的特色研学课程,丰富科学普及形式和教学模式。

    该所还积极鼓励科普领域的发明创造,加强科普知识产权申请与保护;积极扩展服务范围,向博物馆、研学机构推介海洋地质虚拟现实科普系统、研学课程等拥有自主知识产权的科普产品,利用好科技成果转化政策,争取更大的科普产品科技成果转化收益,从而反哺科普工作,不断提升科普研究水平。

     

    做海洋地质科普领航者

    近日,自然资源部中国地质调查局青岛海洋地质研究所滨海湿地科研团队在滨海湿地沉积地质学方面的研究取得重要进展。团队骨干成员何磊博士重新对黄河三角洲多期次超级叶瓣的时空分布进行了划分,该研究成果对我国长江以北滨海湿地形成演化研究奠定了基础,可望为湿地修复与创建选址提供科学依据。该项成果论文《New evidence on the spatial-temporal distribution of superlobes in the Yellow River Delta Complex》刊登在国际地学top期刊《Quaternary Science Reviews》(214(2019)117-138)。 

    据了解,该团队与美国路易斯安那州立大学Edwards Laws教授以及意大利博洛尼亚大学Alessandro Amorosi教授合作研究在“黄河三角洲超级叶瓣的时空重新划定”方面取得了新进展,利用研究区获得的12个钻孔和前人已发表的25个钻孔,共获取了233个AMS14C数据。根据时间-深度曲线(age-depth curve)的原理,通常认为三角洲快速沉积时间对应着时间深度曲线斜率急剧增加的时段。研究团队对黄河三角洲超级叶瓣进行了重新划分,从前人认为的10个叶瓣减少为8个叶瓣,分别为利津叶瓣(7000-5500 cal a BP)、黄骅叶瓣(5500-3600 cal a BP),泥沽叶瓣(3600-2600 cal a BP)、岐口叶瓣(700 BC- 11 AD)、垦利(11-1099 AD)、塘沽(1048-1128 AD)、苏北叶瓣(1128-1855 AD)以及现代黄河三角洲叶瓣(1855 AD至今)。

    该研究认为利用时间深度曲线原理,结合详实的沉积相分析和地层框架序列对比,也可以有效地应用到世界其它三角洲多期次叶瓣复合体研究,比如密西西比河三角洲。研究成果突破了已经盛行三十年的黄河三角洲10期次叶瓣的主流观点,并进行了有利的重构和完善。

    黄河三角洲是世界著名的多河流泥沙三角洲,全新世以来巨量的泥沙在渤海湾沿岸及江苏海岸带地区堆积,形成了多期次的复杂三角洲沉积体(delta complex),并由此孕育了现今面积广袤的黄河三角洲湿地和江苏滨海湿地。因此,研究以上地区滨海湿地的形成演化过程,对黄河三角洲复合体多期次叶瓣时空分布的精确划分显得尤为重要。

    该项成果是在自然资源部中国地质调查局地质调查项目“江苏滨海湿地多圈层交互带综合地质调查”和“渤海湾西部等重点海岸带综合地质调查”两个项目的资助下完成的。

     

     

     

     
    滨海湿地沉积地质学研究取得重要进展

    6月5日,应中国地质调查局青岛海洋地质研究所邀请,国际著名同位素地球化学家,美国路易斯安娜州立大学Oxy-Anion Stable Isotope Consortium实验室创立者鲍惠铭教授和彭永波助理教授来青岛海洋所进行了学术交流,并分别进行了学术报告。 

    彭永波博士的报告题目为“The role of authigenic carbonate in global carbon cycle and recognition it in geological record”。他首先探讨了自生碳酸盐岩在全球碳循环中地位,并以自己最新的研究成果为主线,提出了判别自生(包括冷泉)碳酸盐岩与正常海相碳酸盐岩的新方法和科学意义,思路独特,问题新颖,研究方法巧妙,引发了与会人员的热烈讨论。 

    鲍惠铭教授报告题目为“What a good scientific paper is like?”,他以自己多年来几十篇高水平SCI论文(其中以第一作者发表Nature论文4篇、Science论文2篇)的深厚积淀为基础,介绍了高水平科技论文写作的方法与策略。他睿智风趣,从科技论文应有的“神”谈起,高屋建瓴,旁征博引,对科技论文的谋篇布局、语言运用以及逻辑表达等方面都分享了自己的真知灼见,给人以醍醐灌顶的启迪,并引发了对科学本原和功用的思考。交流中,许多科技人员和研究生向鲍教授提出了写作中遇到的具体问题,均获得耐心解答。该报告从方法论的高度上展示了一个国际著名学者对于现代科学体系的独特体验,这对于提高参会听众的科研素养,同时提高科技论文写作水平大有裨益,受到一致好评。 

    报告会结束后,鲍惠铭和彭永波参观了国土资源部天然气水合物重点实验室,对青岛海洋所目前正在进行的天然气水合物及同位素研究实验交换了意见,并探讨了未来进一步深入合作的计划细节。

      

      学术报告

      

      参观实验室

    美国路易斯安娜州立大学教授访问青岛海洋所