中國海洋大學(xué)于志剛教授課題組在強潮型海灣多尺度海底地下水排放過程研究方面取得新進(jìn)展！

近日，中國海洋大學(xué)深海圈層與地球系統(tǒng)前沿科學(xué)中心、海洋化學(xué)理論與工程技術(shù)教育部重點實驗室于志剛、許博超教授團(tuán)隊在地學(xué)領(lǐng)域權(quán)威學(xué)術(shù)期刊Geochimica et Cosmochimica Acta發(fā)表題為“Radium and radon isotopes reveal multi-scale porewater and groundwater nutrient sources in a macrotidal embayment”的研究論文，在近海海底地下水排放（SGD）動力學(xué)特征及其營養(yǎng)鹽通量貢獻(xiàn)研究方面取得新進(jìn)展。研究結(jié)果揭示了杭州灣這一強潮型海灣中的SGD過程以發(fā)生在厘米尺度的間隙水交換為主，并且是該海域中溶解無機(jī)態(tài)營養(yǎng)鹽的重要來源，強烈的潮汐作用是該海域間隙水交換的主要驅(qū)動力。

本研究基于鐳-氡同位素質(zhì)量平衡模型，結(jié)合蒙特卡洛模擬的方法，解析量化了杭州灣淡水地下水、再循環(huán)海水和間隙水交換等不同類型SGD過程的通量，發(fā)現(xiàn)杭州灣的間隙水交換通量為0.50 (0.32~0.77) m3/m2·d，顯著高于陸源淡水地下水（<0.01 m3/m2·d）和再循環(huán)海水（0.07 (0.04~0.15 m3/m2·d)）（圖1）。發(fā)生在厘米尺度的間隙水交換過程貢獻(xiàn)了總SGD入海營養(yǎng)鹽通量的90%以上，由其輸送入海的DIN、DIP、DSi通量分別為565 (257~1060)、8 (-2~22)、209 (98~390) mmol/m2·d，是杭州灣營養(yǎng)鹽的重要來源（圖2）。強烈的潮汐作用（最大潮差可達(dá)9 m）是杭州灣海域間隙水交換的主要驅(qū)動力。本研究運用鐳氡多元示蹤模型成功實現(xiàn)了多尺度SGD過程及其營養(yǎng)鹽貢獻(xiàn)的區(qū)分量化，研究結(jié)果可為解析近岸水體富營養(yǎng)化成因及制定區(qū)域生態(tài)環(huán)境管理策略提供科學(xué)依據(jù)。

圖1. 杭州灣海域春季和夏季的淡水地下水（FSGD）、再循環(huán)海水（RSGD）、間隙水交換（PEX）通量。上述通量量化結(jié)果基于鐳-氡同位素質(zhì)量平衡模型和蒙特卡洛模擬方法得到。

圖2. 不同SGD過程（淡水地下水FSGD、再循環(huán)海水RSGD、間隙水交換PEX）向杭州灣海域中輸送的溶解無機(jī)氮（DIN）、溶解無機(jī)磷（DIP）、溶解硅（DSi）的通量。

該成果由中國海洋大學(xué)海化重點實驗室許博超教授課題組牽頭完成，2023級海洋化學(xué)專業(yè)博士研究生劉文和博士后趙世彬為共同第一作者，許博超教授為通訊作者，中國海洋大學(xué)、瑞典哥德堡大學(xué)、美國阿拉巴馬大學(xué)、生態(tài)環(huán)境部太湖流域東海海域生態(tài)環(huán)境監(jiān)督管理局生態(tài)環(huán)境檢測與科學(xué)研究中心等單位的相關(guān)學(xué)者合作完成了相關(guān)研究。研究工作得到國家自然科學(xué)基金項目、山東省自然科學(xué)基金項目、中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項資金等項目的資助。

文章信息：

Radium and radon isotopes reveal multi-scale porewater and groundwater nutrient sources in a macrotidal embayment. Wen Liu, Shibin Zhao, Isaac R. Santos, Natasha T. Dimova, Tianyi Zhu, Haowei Xu, Miaomiao Zhang, Ergang Lian, Pengxia Liu, Zhigang Yu, Bochao Xu*. Geochimica et Cosmochimica Acta (2026)

文章鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.gca.2026.02.014

圖文｜趙世彬

編輯｜鞏　潔

一審｜許博超

二審｜張榮平　鞏　潔

三審｜姚慶禎

• 信息來源:中國海洋大學(xué)。

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