南极乔治王岛菲尔德斯半岛土壤的化学风化作用

西南极南设得兰群岛乔治王岛菲尔德斯半岛土壤化学分析表明土壤中存在着一定的化学风化作用。相对于母质,土壤中的SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、FeO、MgO,GaO和Na_2O淋失,K_2O、H_2O~+、H_2O~-、TiO_2和P_2O_5富集。土壤中SiO_2/Al_2O_3的平均值为4.71,属弱风化壳类型。硅铝比反映出成土作用时间越长,土壤的风化程度越高,化学风化作用大于南极大陆边缘和内部。Al_2O_3在南极的淋失率大于SiO_2,使较老土壤剖面由下向上硅铝比增大。土壤的化学性质很大程度上取决于母质。南极强烈的冻融扰动作用破坏了土壤分层。土壤中存在着较强的水合作用。     

The pedogenic groups and diagnostic characteristics in the Fildes Peninsula of King George Island， Antarctica

（赵烨）（李天杰）ＴｈｅｐｅｄｏｇｅｎｉｃｇｒｏｕｐｓａｎｄｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｔｈｅＦｉｌｄｅｓＰｅｎｉｎｓｕｌａｏｆＫｉｎｇＧｅｏｒｇｅＩｓｌａｎｄ，Ａｎｔａｒｃｔｉｃａ￥ＺｈａｏＹｅａｎｄＬｉＴｉａｎｊｉｅ（Ｉ...     

西南极纳尔逊岛Stansbury半岛火山岩地质和岩石学基本特征

西南极纳尔逊岛Stansbury半岛基本被玄武质、玄武安山质熔岩以及火山角砾岩和含植物化石的火山-碎屑沉积岩所覆盖。地层接触关系和火山岩岩石组合显示,该半岛的熔岩和火山角砾岩主要形成于第一阶段的火山活动,可与菲尔德斯半岛的碧玉山段以及玛瑙滩段地层对比;含化石的火山-碎屑沉积岩和角砾熔岩、火山角砾岩分别相当于长城站地区的化石山段和岩块山段的岩层,它们是晚期火山作用的产物。stansbury半岛和菲尔德斯半岛发育有基本相同的火山岩地层,并且都在化石山段地层中发现了植物化石,这表明两个半岛上的火山岩可能是早第三纪区域火山作用的共同产物。 半岛所出露的断裂大致平行菲尔德斯海峡并且控制了次火山岩的分布。 岩石学特征说明,Stansbury半岛的熔岩和次火山岩主要为玄武质和玄武安山质,岩石中的斑晶矿物包括偏基性的斜长石、单斜辉石。岩石化学成分中,随着SiO_2含量增高,Al_2O_3、CaO、MgO和铁含量下降,碱质则升高。和菲尔德斯半岛的火山岩一样,这个半岛的火山岩也基本沿着钙碱趋势演化。微量元素和稀土元素的丰度以及配分模式证明,这套岩石具有同源岩浆的亲缘关系并且可能经历了分离结晶作用过程。     

菲尔德斯半岛植物和表层土壤中部分金属元素的富集特征

利用湿法消解-电感耦合等离子体质谱仪对南极菲尔德斯半岛地区植物和表层土壤中的化学元素进行了分析,讨论了其元素含量、相关性、富集系数及污染指数等化学特征。研究发现,南极菲尔德斯半岛土壤和植物中的Ni、Li、As、Cs变异系数波动较大,且土壤中元素的区域性变化小于植物。植物中的Al、Fe、Mn元素丰度主要依赖于土壤元素丰度的高背景值,而对Ca、K、Cr、Ba元素具有较强的选择吸收能力,对重金属元素Cr、Cu、Zn、Cd、Pb富集能力很强。进行重金属污染评价表明,南极菲尔德斯半岛地区受到不同程度的污染,Cu元素存在普遍污染,Cd和As均达到了轻度污染,Cd元素的潜在生态风险最大。     

西南极纳尔逊岛Stansbury半岛火山岩地质特征初论

纳尔逊岛Stansbury半岛被玄武质、玄武安山质熔岩和火山碎屑岩以及沉积火山碎屑岩所覆盖。区域火山岩地层对比证明其是在形成长城站地区火山岩的同一火山作用下发育起来的。据地质接触关系和岩石组合特点,初步认为该半岛火山岩地层可以进一步划分为三个岩性段,分别形成于两期火山作用。该半岛的主要构造线方向平行于菲尔德斯海峡,这在地貌特征及次火山岩的分布上得到了证实。     

南极菲尔德斯半岛土壤氮循环微生物类群数量与功能活性的初步研究

南极乔治王岛南端的菲尔德斯半岛被认为是研究南极生态与生物资源的理想之地。本研究从该半岛全岛范围采集了3类不同类型的土壤样品,采用传统最大或然法(MPN)对其所含氮循环各类群微生物的总量进行了测定,同时利用常规Griess试剂、纳氏试剂等显色法初步估算了各菌群的功能活性强度,并结合土壤理化性质和采样点生态等进行了初步分析。目的是对该半岛土壤氮循环微生物进行先期初步了解,为进一步深入研究它们的其他特性奠定基础。结果表明:13个土样中所含氮循环微生物总量趋势为氨化菌反硝化菌硝化菌和固氮菌(活菌数),除极个别样品外均具有不同程度的硝化、反硝化、氨化活性。其中,所有土壤样品均具有比较高的氨化菌含量及氨化活性强度;丘陵山坡土壤的反硝化菌含量与反硝化活性强度要高于动、植物区土壤(极个别样品除外);动物区和植物区土壤的硝化菌含量较少,但硝化活性强度较高,预示着可能存在高效功能菌株;而丘陵山坡土壤的硝化菌含量及硝化活性强度则表现得高低不一。本结果为进一步深入研究该地区氮循环微生物提供了前期参考。     

南极菲尔德斯半岛地区土壤中主要元素的迁移与富集

对 Si、Al、Fe、Ca、Mg、Mn、K、Na和 P等元素在南极菲尔德斯半岛地区三个代表性土壤剖面 (不饱和寒冻雏形土、纤维质寒冻有机土和鸟成土 )中的迁移与富集规律进行了研究 ,结果表明 ,本区土壤中物质移动和元素迁移现象明显 ;几种主要元素在不同类型土壤以及同一土壤不同层次中的移动行为有显著差异 ,土壤自由水状况和地表生物活动在元素迁移与富集过程中发挥重要作用。另外 ,在土壤发育和土壤粘粒形成过程中 ,不同元素在不同土壤颗粒之间的再分配现象存在较大差异。     

南极菲尔德斯半岛地区与拉斯曼丘陵地区湖泊水化学比较研究

为了解南极淡水生态系统的水化学特征，完成了拉斯曼丘陵地区１３个湖泊和菲尔德斯半岛１０个湖泊以及雪样的调查分析。西南极乔治王岛菲尔德斯半岛和东南极拉斯曼丘陵的气候条件不同，前者属于极地海洋性气候、气温不很低、湿润、风小、夏季较长；后者属于极地大陆性气候、气温低，冬天严寒、干燥、风大，夏季较短。因此，两地区的湖泊地貌、成因、发育、水生生物种群结构以及水化学状态存在较明显的差异，虽然水化学类型均比较单一，但矿化度却相差甚大。本文还对两区饮水水源进行了评价。     

人类活动对南极乔治王岛菲尔德斯半岛环境的影响

人类活动对南极环境的影响主要表现为全球性人类活动的影响和南极局地人类活动的影响两方面。本文在对南极乔治王岛菲尔德斯半岛环境进行调查和采样分析的基础上,明确了南极环境中存在源于北半球中高纬地区人类核活动产生的人工放射性同位素１３７Ｃｓ：土壤表层（０～５ｃｍ）、苔藓活体层、枝状地衣、壳状地衣体中１３７Ｃｓ比活度分别为６．０～１４．８、２５．１、２９．０和５８．１Ｂｑ／ｋｇ;而中国北方地区土壤表层（０～１０ｃｍ）、壳状地衣体中１３７Ｃｓ比活度分别为６．４～３７．３和２９４．０～３１２．０Ｂｑ／ｋｇ,可见这类全球陆地表面广泛分布的壳状地衣是监测人工放射性核素长期扩散影响极为敏感的信息载体。南极科学考察活动对局地生态系统和地表冻融过程有一定程度的干扰,南极生物体（特别是地衣体）和水体是对人类活动影响极为敏感的环境信息载体,考察站区周围的生物体和水体中Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｚｎ等污染物含量明显偏高。菲尔德斯半岛作为南极科学考察站最为密集的地区之一,其环境与陆地生态系统受人类活动影响较为明显,故加强本区环境和生物保护工作已成为当前南极环境科学研究的重要方面     

南极菲尔德斯半岛土壤可培养细菌多样性分析

对中国第29次南极科学考察采自南极菲尔德斯半岛区域16个站位的土壤样品进行了细菌的分离培养。经细菌16S r DNA序列测定及系统发育分析,共鉴定得到3个门,13个属的67株细菌。其中优势门为放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria),优势属为节杆菌属(Arthrobacter)和假单胞菌属(Pseudomonas)。对受到不同外界动物因素影响的4个典型站位的土壤理化性质进行了测定,初步分析了土壤理化因子对可培养细菌群落结构的影响。结果表明在菲尔德斯半岛人活动对土壤中可培养细菌群落的影响显著区别于企鹅和海豹。研究还对产淀粉酶的菌株进行了筛选,发现8株产淀粉酶的菌株。     

南极菲尔德斯半岛微生物总量的调查

在南极菲尔德斯半岛进行了微生物总菌量的调查。共收集样品３５个（以土壤样品为主），从这些样品中计数得到一般细菌总量范围为：１０３－１０６ｃｅｌｓ／ｇ（３０°Ｃ），１０４－１０６ｃｅｌｓ／ｇ（１６°Ｃ），１０４－１０６ｃｅｌｓ／ｇ（４°Ｃ）；一般真菌总量范围为：１０２－１０３ｃｅｌｓ／ｇ（３０°Ｃ），１０２－１０３ｃｅｌｓ／ｇ（１６°Ｃ），１０３ｃｅｌｓ／ｇ（４°Ｃ）。初步鉴定细菌有７个属：微球菌属，葡萄球菌属，节细菌属，黄杆菌属，产碱菌属，假单胞菌属，芽孢杆菌属。真菌有５个属：青霉菌属，金孢霉菌属，枝孢霉菌属，曲霉菌属，散子囊菌属。特别是在绝大多数样品中４°Ｃ下培养的一般细菌与真菌总量明显高于３０°Ｃ下培养的菌量，同时离半岛海岸线近的地区菌量也高于半岛内陆地区的菌量。在该地区，４°Ｃ下培养的低温菌出现率主要是假单胞菌属（６９％），芽孢杆菌属（５４％），青霉菌属（４６％），曲霉菌属（１７％）。     

南极海洋性气候区土壤水分动态变化研究

利用特制的石膏抗冻电极作为土壤水分探测探头 ,对南极海洋性气候区乔治王岛菲尔德斯半岛上两个土壤类型饱和寒冻石质土和贫盐基寒冻始成土进行了土壤自由水分含量动态变化定位监测。研究结果表明 ,本区土壤解冻期可持续 5～ 6个月甚至更长 ,解冻期内土壤自由水主要来自于大气降水、地表融雪、坡面径流以及水平侧渗。土壤水分动态变化规律因土壤类型差异以及剖面底部有无永冻层而表现出明显的不同。另外 ,土壤进入冻结与解冻期的时间、冻融作用的强度以及土壤自由水分状况具有明显的年际变化。     

南极洲维斯特福尔德丘陵与菲尔德斯半岛冰缘地貌的比较研究

东南极大陆沿岸的维斯特福尔德丘陵(68°22'～68°40'S,77°55'～78°30'E)和西南极乔治王岛南端的菲尔德斯半岛(62°08'～62°20'S,58°45'～58°58'W)的气候条件不同。前者属于极地大陆性气候,气温低,冬季严寒,干燥、风大,夏季较短;后者属于极地海洋性气候,气温不很低,湿润、风小,夏季较长。因此,两地的冰缘地貌的组合类型及其发育过程存在明显的差异。前者冰缘地貌单一,发展速度较慢;后者冰缘地貌复杂多样,发展速度较快。 本文根据实地观测资料,对极地大陆型和极地海洋型两类冰缘地貌作一些比较,并且提出,年冻融日数是决定冰缘作用强弱的最重要指标。     

西南极乔治王岛北海岸第三纪火山岩的岩石化学和地球化学研究

乔治王岛北海岸的第三纪火山岩包括菲尔德斯半岛组（ＦＰＧ）熔岩、Ａｄｍｉｒａｌｔｙ湾组（ＡＢＧ）岩颈和Ｗｅｇｇｅｒ峰组（ＷＰＧ）侵入岩。大多数中基性熔岩为斑状结构，斜长石和普通辉石是岩石中最主要的斑晶相。安山岩中尚含有少量斜方辉石，英安岩质熔岩则为细晶质结构。岩颈相岩石的物质组成与熔岩相似，但斑晶含量往往较少。岩石化学成分表明，所有岩石均富铝，为亚碱性火山岩，属于钙碱性岩石系列。岩石富集大离子亲石元素，轻稀土元素略为富集，稀土元素总含量落在钙碱性岩石的含量范围之内并基本随硅含量的增加而增加。岩石具有很低的８７Ｓｒ／８６Ｓｒ比值（０．７０３４左右）和较高的１４３Ｎｄ／１４４Ｎｄ比值（０．５１２７８－０．５１２８８），εＮｄ平均值在＋６左右。８７Ｓｒ／８６Ｓｒ比值与Ｓｉ、Ｋ、Ｒｂ、１／Ｓｒ等元素呈水平线性关系。在Ｃｅ／Ｙｂ－Ｃｅ和Ｔｈ／Ｔａ－Ｔｈ图解上所有岩石的投影点分布趋势相同，趋势线的斜率＞０。上述特征表明，乔治王岛北海岸第三纪火山岩均由上地幔物质直接生成而未受壳源物质的混染。推测在古太平洋板块向南极板块下俯冲的过程中，上地幔发生的不同程度部分熔融所生成的玄武岩岩浆从深部岩浆囊沿构造薄弱带穿过地壳直接喷出形成     

南极菲尔德斯半岛湖泊沉积物的稀土地球化学

本文研究了燕鸥湖、西湖和基太湖湖泊沉积物的稀土地球化学。这些湖泊沉积物的稀土分布模式与菲尔德斯半岛第三纪火山岩非常相似，它们的物质来源是菲尔德斯半岛岛弧火山岩。湖泊沉积相与冰碛层稀土模式的差异，反映了它们经历的化学风化程度不同、粘土含量不同。Ｃｅ异常意味着每个湖泊沉积旋回结束的阶段气候是比较干燥的。湖泊沉积物的稀土含量和分布模式变化小，也意味着在中晚更新世时气候是比较干燥的。     

南极乔治王岛菲尔德斯半岛晚白垩世火山岩地层的古生物证据

南极乔治王岛菲尔德斯半岛半三角附近的火山沉积岩,首次发现孢粉、叶化石,显示出晚白垩世的组合面貌。它们表明菲尔德斯半岛存在两个时代不同的植物层,即晚白垩世半三角植物层及始新世化石山植物层;菲尔德斯半岛火山活动始自中生代后期,而不是以前认为的侏罗纪,也非第三纪早期。这也是南设得兰群岛首次发现的晚白垩世陆相古生物证据。     

南极海洋动物粪土源N2O稳定同位素实验研究

N₂O是一种重要的温室气体,土壤是全球N₂O的重要排放源。通过测定土壤源N₂O中N、O同位素值,可以有效识别N₂O的来源途径。本文采集了南极法尔兹半岛两个地点的海豹粪土（HS和GS）、阿德雷岛两个地点的企鹅粪土(AB和AF)以及东南极的帝企鹅粪土(DQ和DQT),在室内对所采集的样品分别在有氧和厌氧条件下进行冻融培养实验。结果表明：土壤在厌氧条件下比有氧条件下排放了更多的N₂O。土壤排放的N₂O与当地大气N₂O相比普遍贫15N和18O。除DQT和HS外, δ15N和δ18O在有氧和厌氧培养下均呈现很好的正相关性。N₂O排放量下降的同时伴随着培养瓶内剩余N₂O中δ15N和δ18O 值的增加,证实N₂O还原为N2的过程会引起重同位素富集。高的水分含量有利于土壤反硝化作用的进行,使释放的N₂O气体富集重同位素;pH值也会影响N₂O的同位素组成,低pH会引起δ15N值增加。     

南极乔治王岛菲尔德斯半岛几个地层划分命名问题之商榷

本文对菲尔德斯半岛群的划分提出了一个新的方案 ,时代从晚白垩世一直延续到中新世早期 ;新建立的半三角组系湖相沉积 ,孢粉及同位素年龄数据 (71 .3 +0 .3 Ma)均指示属晚白垩世后期 ,是目前所知菲尔德斯半岛出露最早的岩层 ,也是南极仅知的晚白垩世陆相沉积地层 ;据岩层区域分布、岩相及含古生物组分的差别 ,始新统化石山组可进而划分为上、下两部分 ,层型剖面仅代表该组下部地层 ,上部在别林斯高晋站油库附近出露较好 ;文中命名“苏菲尔角火山岩”以表示菲尔德斯半岛更新时代的火山活动 ,但尚需深入研究。     

西南极菲尔德斯半岛长城站地区深部电性结构

本文分析了1992年12月长城站附近三个测点的大地电磁测深资料(1s到4096s的低频信号数据),得出菲尔德斯半岛风谷断裂电性主轴为北东110°,半岛地壳厚度为22.3km,壳内含四个主要电性层,厚度分别为:1.3km,6.7km,1.2km和13.3km,其中上地壳为9.2km,下地壳为13.1km。     

Holocene environmental change according to lake core in Fildes Peninsula of King George Island,Antarctica

Lake core sampled from Xihu in Fildes Peninsula of King Gorge Island, Antarctica could reveal the environmental change of the district. The lake core( GA7) , 9.28 meters long , was sectioned at an interval of 2 cm. Through measuring the organic carbon, magnetic susceptibility, granularity and organic carbon isotope of GA7, by use of 14C age it was estimated that there were four periods of high temperature in Fildes Peninsula; 4800-4400 aB. P. , 3600-3350 aB. P. ,2100 - 1800 aB. P. and 900 aB. P. - present. Meanwhile, results showed that there was a strikingly positive correlation between the content of organic carbon and that of organic carbon isotope (δC01213 ) which could be the substitute indicators of environmental temperature.