中國海洋大學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展！

近日，中國海洋大學深海圈層與地球系統前沿科學中心、海洋化學理論與工程技術教育部重點實驗室于志剛、許博超教授團隊在地學領域權威學術期刊Geochimica et Cosmochimica Acta發表題為“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）動力學特征及其營養鹽通量貢獻研究方面取得新進展。研究結果揭示了杭州灣這一強潮型海灣中的SGD過程以發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態營養鹽的重要來源，強烈的潮汐作用是該海域間隙水交換的主要驅動力。

本研究基于鐳-氡同位素質量平衡模型，結合蒙特卡洛模擬的方法，解析量化了杭州灣淡水地下水、再循環海水和間隙水交換等不同類型SGD過程的通量，發現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）和再循環海水（0.07 (0.04~0.15 m3/m2·d)）（圖1）。發生在厘米尺度的間隙水交換過程貢獻了總SGD入海營養鹽通量的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，是杭州灣營養鹽的重要來源（圖2）。強烈的潮汐作用（最大潮差可達9 m）是杭州灣海域間隙水交換的主要驅動力。本研究運用鐳氡多元示蹤模型成功實現了多尺度SGD過程及其營養鹽貢獻的區分量化，研究結果可為解析近岸水體富營養化成因及制定區域生態環境管理策略提供科學依據。

圖1. 杭州灣海域春季和夏季的淡水地下水（FSGD）、再循環海水（RSGD）、間隙水交換（PEX）通量。上述通量量化結果基于鐳-氡同位素質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、再循環海水RSGD、間隙水交換PEX）向杭州灣海域中輸送的溶解無機氮（DIN）、溶解無機磷（DIP）、溶解硅（DSi）的通量。

該成果由中國海洋大學海化重點實驗室許博超教授課題組牽頭完成，2023級海洋化學專業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、瑞典哥德堡大學、美國阿拉巴馬大學、生態環境部太湖流域東海海域生態環境監督管理局生態環境檢測與科學研究中心等單位的相關學者合作完成了相關研究。研究工作得到國家自然科學基金項目、山東省自然科學基金項目、中央高校基本科研業務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。

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