夏季南极普里兹湾碳的生物地球化学循环Ⅳ:有机碳的垂直迁移与转化

根据CHINARE 1 5航次调查数据对普里兹湾DOC与POC相互转化以及垂直迁移过程进行了初步分析。研究表明 ,在上层水体中用于DOC、POC降解的氧分别占表现耗氧量的 6 .0 %和 6 .2 % ,1 0 0m以下水体中虽然DOC的降解与表层相比有所加强 ,但仍不是非常大的规模 ,这也证明普里兹湾难降解的DOC含量较高。在 2 5m以内DOC与POC的正相关性说明在表层生成的POC部分转化为DOC ,且对DOC的贡献不容忽视     

南极普里兹湾外海大磷虾声学映像的分布分析和生物量的初步估算

本文主要根据 1 990 /1 991年度中国南极考察队南大洋调查所获的探鱼仪的磷虾映像资料 ,经 WT- 2图像处理系统处理分析 ,结果表明 ,1 990 /1 991年度南极夏季 ,普里兹湾外海域 (6 2°- 6 9°S,6 8°- 1 0 8°E)的磷虾主要分布在 6 1°- 6 5°S,1 0 3°- 1 0 8°E海区 ,该海区的探鱼仪记录的磷虾群映像的面积占整个调查海区的 92 .3 2 %,磷虾群的分布水层主要在 3 0 - 6 0 m水层 ,在一天 2 4小时中 ,磷虾群映像面积的形心基本在 40 m层上下起伏 ,波动幅度约 1 0 m左右。在调查海区 (6 2°- 6 9°S,6 8°- 1 0 8°E)内 ,估算磷虾资源现存量为 2 2 0 0万吨 ,磷虾分布密度平均为 3 2 .5 t/km2。     

夏季南海北部水体中颗粒有机碳的分布特征

通过干式燃烧法对2008年8―9月南海北部的颗粒有机碳(POC)进行了分析,得出南海北部表层海水POC的含量范围为37～330μg/l。分析显示:受珠江口陆源输入颗粒物的影响,华南沿岸海域POC含量最高;浮游植物碳是中央海盆北部POC的重要组成;琼东上升流区和吕宋海峡则在一定程度上受陆源物质的影响。华南近岸浅海水域由于垂直混合,水体10 m以下水层POC分布比较一致。琼东上升流区、中央海盆北部及吕宋海峡100 m以浅水层POC总体表现为随深度增加而下降,琼东上升流区和吕宋海峡100～200 m水层POC含量出现波动,可能分别受到沉积物再悬浮和不同水团混合的影响。     

艾比湖湿地土壤活性有机碳及其对厌氧条件下碳分解的影响

揭示土壤活性有机碳的特征及其与碳释放的关系对研究全球气候变化具有重要意义.本研究对艾比湖湿地不同生境土壤活性有机碳及厌氧条件下碳分解过程进行测定与分析.研究结果表明：1）不同生境土壤DOC、MBC和EOC含量分别为43.41～151.30 mg.kg-1、8.23～417.83 mg.kg-1、69.63～2376.0...     

艾比湖湿地土壤活性有机碳及其对厌氧条件下碳分解的影响

揭示土壤活性有机碳的特征及其与碳释放的关系对研究全球气候变化具有重要意义.本研究对艾比湖湿地不同生境土壤活性有机碳及厌氧条件下碳分解过程进行测定与分析.研究结果表明:1)不同生境土壤DOC、MBC和EOC含量分别为43.41～151.30 mg.kg-1、8.23～417.83 mg.kg-1、69.63～2376.08 mg.kg-1,平均含量分别为81.18 mg.kg-1、112.20mg.kg-1、768.59 mg.kg-1,变异系数为40.8%、91.9%和88.0%;2)不同组分土壤活性有机碳之间呈现出极显著正相关(P<0.01);3)土壤氮含量和黏粒含量是影响DOC、MBC和EOC的重要因子;4)土壤EOC是指示不同生境土壤厌氧条件下碳分解潜力的主要碳源.     

长江口滨岸湿地沉积物对上覆水体中无机氮的净化能力估算

Estuarine wetlands serve as a natural barrier to remove the land-generated pollut-ants and attenuate the pollutant load from the land to the sea. As one of the most important estuarine wetlands, the Yangtze estuarine wetlands have attracted particular interests in the biogeochemical studies of nutrients. The objectives of this study were to characterize the seasonal and spatial distribution of dissolved inorganic nitrogen (DIN) fluxes across the sediment-water interface; to calculate the total DIN fluxes in a year and different seasons; and to evaluate the DIN removing capability of the sediment in the tidal wetlands of the Yangtze Estuary. The spatial distribution of DIN fluxes shows complicated seasonal variations and spatial differences. The annual DIN fluxes range from -22.22 mmol N m-2 h-1 to 19.54 mmolN m-2 h-1, with an average of -1.48±1.34 mmol N m-2 h-1. The tidal wetlands in the Yangtze Estuary behave as a source of water DIN in spring when DIN is released from sediment into overlying water, and the released amount of DIN is 1.33×104 tons of nitrogen (T N). In sum-mer, autumn and winter, the sediment absorbs the DIN from the overlying water, and the absorbed amounts of DIN are 4.36×104 T N, 6.81×104 T N and 2.24×104 T N, respectively. The average amount of DIN in overlying water of the Yangtze Estuary is 52.6×104 T N yr-1, and the perennial average amount of DIN absorbed from the overlying water by the sediment is 12.1×104 T N yr-1. The annual DIN elimination rate of the tidal wetlands was 23.0%.     

气候变化背景下极地海洋和陆地生态系统中持久性有机污染物的迁移和分布

近年来,气候变化对极地环境产生深远的影响,进一步影响到持久性有机污染物(persistent organic pollutants,POPs)在极地同环境介质之间的分布和迁移。对极地海洋生态系统而言,气候变化导致的海冰消融和开放性海域面积增加,使得表层海水和海冰中的POPs物质再次释放进入大气;同时气候变化导致的极地海洋初级生产力降低会对海洋生物泵产生影响,而使得极地海洋中的POPs物质难以进入深海,增加极地生态系统对POPs的暴露。对极地陆地生态系统而言,POPs的地球化学循环受到温度增加,及其导致的土壤有机质含量增加共同作用的影响。     

逐渐干旱胁迫下生物土壤结皮中真藓和土生对齿藓的活性氧清除机制

真藓(Bryum argenteum)和土生对齿藓(Didymodon vinealis)是腾格里沙漠南缘沙坡头地区生物土壤结皮中重要的藓类植物组成成分。我们以真藓和土生对齿藓为材料,研究了逐渐干旱胁迫下两者的活性氧(ROS)清除机制及其差别。结果表明,逐渐干旱胁迫下,真藓的H2O2含量略微升高,丙二醛(MDA)含量显著下降,可溶性蛋白含量变化不大。在逐渐干旱胁迫下,真藓以过氧化氢酶(CAT)为主,超氧化物歧化酶(SOD)为辅,清除其体内活性氧自由基(ROS),抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化物酶(POD)作用不明显,而谷胱甘肽还原酶(GR)和还原性谷胱甘肽(GSH)则主要在中度干旱胁迫下起作用。逐渐干旱胁迫下,土生对齿藓的H2O2和MDA含量均显著上升,而可溶性蛋白含量显著下降。在逐渐干旱胁迫下,土生对齿藓以GSH为主,SOD、CAT为辅,清除其体内ROS,APX和GR的作用不明显,而POD则主要在中度干旱胁迫下起主要作用。     

南极普里兹湾表层沉积物有机地球化学特征及其生态环境意义

用气相色谱和气相色谱-质谱分析法分析了南极普里兹湾5个站位表层沉积物中多种生物标志物,探讨了其生态环境指示意义。结果显示:(1)湾内中心区总类脂物含量最高(1 193μg·g-1),埃默里冰架区次之(572μg·g-1),陆坡区最低(341μg·g-1),且与沉积有机碳、总糖、生物硅、菜籽甾醇、表层海水叶绿素a等参数显著正相关(p0.1),表明底层有机质与上层水体浮游植物密切相关;(2)C27甾烷含量与C28甾烷显著负相关(p0.01),指示着晶磷虾与硅藻的食物链关系;(3)相对较高的饱和烃/芳烃比值(2.5)、较低的Pr/C17(0.5)和Pr/Ph(2)证明沉积有机质主要来源于硅藻等浮游植物,同时饱和烃双峰群(C17或C18和C29)的存在及较高含量的C29甾烷(35.79%)指示外域有机质输入,且湾中心区的(CPI=1.60,Pr/Ph=0.69)要高于陆坡区和冰架区(CPI=1.01,Pr/Ph=0.39);(4)湾内中心区和冰架区脂肪酸C18:2/C18:0平均比值(0.78)要高于陆坡区(0.23)和低纬度地区(0.1),表明南极夏季普里兹湾陆坡区的表层海水温度要高于湾中心区和冰架区。     

南极普里兹湾海域铀系同位素的分布

本文报道了南极普里兹湾海域U、2 2 6Ra、2 1 0 Pb、2 1 0 Po的分布以及2 34U/2 38U和2 1 0 Po/2 1 0 Pb放射性比值。研究结果表明 ,该海域表层水中的铀同位素分布基本均匀 ,铀含量范围为1 3 2 8- 1 4 2 0 μmol·m- 3,平均值为 ( 1 3.82± 0 .2 9) μmol·m- 3,2 34U/2 38U平均放射性比值为1 1 4± 0 0 3。铀含量与盐度之间存在良好的相关性 ,其相关系数达 0 895。该海域溶解态2 2 6Ra比活度范围为 1 37- 1 78Bq·m- 3,平均值为 1 5 5Bq·m- 3;颗粒态 2 2 6Ra比活度范围为0 0 0 6- 0 0 35Bq·m- 3,平均值为 0 0 1 5Bq·m- 3;2 1 0 Po比活度 0 80- 1 5 2Bq·m- 3,平均 1 1 4Bq·m- 3;2 1 0 Pb比活度 1 34- 2 1 5Bq·m- 3,平均 1 66Bq·m- 3;2 1 0 Po/2 1 0 Pb的放射性比值0 5 5- 0 84,平均 0 69。并对2 1 0 Po和2 1 0 Pb的不平衡作了讨论。还研究了 1个站位溶解态和颗粒态2 2 6Ra、2 1 0 Pb的深度分布及2 1 0 Pb在两相中的分配     

南极普里兹湾及其邻近海域细菌生产力的研究

本文阐述了在中国第 1 6次南极科学考察期间 ( 1 999/ 2 0 0 0南半球夏季 )运用3H 胸腺嘧啶核苷示踪法研究南极普里兹湾及其邻近海域细菌生产力的分布特征。结果表明 :该海区细菌生产力比较低 ,变化范围在 4.5- 1 91ngC·dm- 3·h- 1 ,平均为 5 0 .4ngC·dm- 3·h- 1 ,其水平与Ross海相当。细菌生产力的变化较好地反映了浮游植物变化的特性 ,BP与PP的比值为 0 .41。表层水体中BP与DOC的分布特征呈反相关关系。普里兹湾及邻近海域细菌生产力、初级生产力及溶解有机碳之间的关系表明 ,细菌的活动受浮游植物活跃程度及其它环境条件的影响     

南极普里兹湾表层沉积物中磷的形态分布特征

针对多次南极考察中雪龙号在普里兹湾海域获取的表层沉积物样品,分析了该海域沉积物中各形态磷的含量,并讨论了其分布特征和控制因素。结果表明,表层沉积物总磷含量介于416.1×10-6—676.3×10-6之间,平均为543.5×10-6,主要由碎屑磷(平均为209.9×10-6)和自生磷(平均为137.7×10-6)组成。自生磷、有机磷呈现从湾东部至西部逐渐降低的分布趋势,这种分布与有机碳、生物硅等生源要素的分布以及上层水体生产力的高低相吻合,指示了其海洋生源属性;碎屑磷在湾西部含量较高,其分布与沉积物中铝、砂质的分布模式一致,表明其主要来自堆积在西部浅滩区域冰山携带的陆源砂质碎屑。可交换态磷(平均为36.0×10-6)和铁结合磷(平均为47.1×10-6)在沉积物中含量较低,分别受沉积物粒度和铁含量的控制,仅在湾东部和中心个别站位含量较高。生物可利用磷在湾东部和中心区域含量较高,可能与上述区域较高的生源颗粒物沉降速率有关,同时这些颗粒物可能吸附了水体中的磷进入沉积物中,导致对应底层海水磷酸盐浓度相对降低。     

普里兹湾及其邻近海域晶磷虾的生态特点研究

198 9/1 990年和 1 990 /1 991年南极夏季在普里兹湾及其邻近海域进行了拖网调查 ,对这一海域晶磷虾 (Euphausia crystallorophias)幼体和成体的数量分布、发育特点、成体的体长 -频数分布以及体长与体重的关系等进行了研究。晶磷虾的近岸性分布特点非常明显 ,幼体和成体均分布在 1 0 0 0米等深线以浅的水域。在陆架区晶磷虾是优势种 ,其幼体和成体的数量远远高于其他种类的磷虾。幼体密度在 70 - 44 3 6 5个 /1 0 0 0米 3之间 ,平均为 942 8个 /1 0 0 0米 3 ;成体及未成体密度在 1 0 - 2 0 3个 /1 0 0 0米 3 之间 ,平均为 5 7个 /1 0 0 0米 3 。1 990年 1月份幼体发育期组成为 N1 - C3 ,其中C1占优势 ,平均发育期指数在 4.1 2 - 5 .0 7之间 ;2 - 3月份发育期组成为 C1 - F3 ,F1 ,F2占优势 ,平均发育期指数在 6 .98- 7.81之间。1 991年 1月份幼体发育期组成为 N1 - C2 ,平均发育期指数为 2 .71 - 3 .6 3 ,MN占优势。未成体体长在 1 7毫米以下。成体体长在 1 7- 3 7毫米之间 ,主要分布在 2 2 - 3 1毫米体长段。大于 2 8- 3 0毫米的体长段里雌性成体的比例大于雄性成体。雌性成体的体重与体长的关系为 :Log W(毫克 ) =3 .0 1 L og L(毫米 ) - 2 .1 4,(n=2 83 ,r=0 .83 ) ;雄性成体的体重与体长的关系为 :L     

南极普里兹湾铁加富培养浮游植物的实验

在中国第 1 8次南极科学考察期间 ( 2 0 0 2年 1月至 3月 )于南极普里兹湾进行了 3次铁加富培养浮游植物实验。共在三个站位 (St.Ⅰ 1 ,Ⅶ 1和Ⅶ 5 )的 2 0m水深处采水进行培养实验(分别标记为实验 1 ,2和 3)。三个站位水样的营养盐浓度都很高 (NO3 N 2 2- 2 9μM ,PO4 P1 1- 1 7μM ,SiO3 Si35- 60 μM ) ,而叶绿素a (Chla)浓度却变化很大 ,三个站位的浓度分别为 0 1 3- 0 1 7,0 2 0- 0 2 6和 2 35- 2 65 μg·L- 1 。St.Ⅰ 1和Ⅶ 1是典型的HNLC(high nu trient,low chlorophyllaconcentration ,高营养盐 ,低叶绿素a浓度 )海区特征。结果表明 ,在实验1和 2 ,添加铁大大促进了浮游植物的生长和营养盐的消耗。在实验 1中 ,添加 2 0 ,40和 80nM铁的培养瓶中的Chla浓度指数生长 ,在第 1 7d达到最高 ( 4 0- 43μg·L- 1 ) ,生长率为 0 .36- 0 .38d- 1 。添加 1 0nM铁的培养瓶中Chla浓度增长缓慢 ,在第 2 3d达到最高 ( 1 9.35 μg·L- 1 ) ,生长率为 0 .2 7d- 1 。在对照瓶和添加 5nM铁的培养瓶中 ,Chla浓度的生长率分别为 0 .1 3和0 .1 6d- 1 。在实验 2中 ,对照瓶和添加 1 0和 40nM铁的培养瓶中的Chla浓度的生长率分别为0 .1 3,0 .32和 0 .40d- 1 。在实验 3,对照瓶和添加铁的培养瓶中     

南极普里兹湾的海水化学特征

本文利用 1 989/1 990年度中国第六次南极考察期间所获得的调查资料 ,探讨了普里兹湾营养盐分布及其与生物生产力间的相互关系。结果表明 ,在艾默里冰架外侧存在大片温暖高盐水域 ,该水域真光层内营养盐含量较低 ,溶解氧饱和度高达 1 2 0 %,叶绿素 A含量大于 1 .0 0 mg/m3 ,表明了普里兹湾是南极高生产力区。化学要素垂直分布如温度一样出现了强跃层 ,并于3 5 0 m层出现了异常的营养盐垂直分布 ,但盐度无明显跃层存在。最后讨论了引起异常分布的原因。     

南极普里兹湾全新世的冰海沉积

ＮＰ９３－２柱样采自南极普里兹湾陆架区域,具有明显的冰海沉积作用特征,受冰川和海洋共同作用。粒度参数、矿物组成、微体古生物和地球化学等资料揭示了该区１２９３７ａ以来的沉积作用特征和沉积环境与气候变动的信息。大约在１０ｋａ,气候波动突然明显回暖,冰筏源碎屑物质增加,晚期还有一个短暂气候波动。     

普里兹湾海域的夏季上层水及其北向运动

本文利用中国第 1 5次南极科学考察普里兹湾及邻近水域观测的 CTD资料 ,研究并分析了普里兹湾及其邻近洋域上层的水团分布。确定了普里兹湾夏季近岸水 ,普里兹湾夏季表层水 ,普里兹湾陆架水和南极绕极深层水的范围、深度和温盐特性。在此基础上 ,进一步发现了普里兹湾陆架水的北向扩展。讨论了其北向扩展的热力学和动力学特征。这些特征涉及到逆温层的厚度、垂向温度和温度梯度最小值的存在 ,以及陆架水北向运动的斜压性和科氏力的作用