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。     

南极阿德雷岛不同基底中真菌的分离培养及初步鉴定

为了探索南极真菌的多样性,进一步揭示其生态学角色和筛选有特定酶活性菌株,本研究对中国第27次南极科学考察采集自阿德雷岛的6份样品进行了真菌的分离培养及其胞外酶活性测定。从6份样品中共分离得到168株真菌,其中大型海藻腐烂物样品中分离到的真菌种类和数量最多,占所分离菌株总数的34.6%;对选取的15株代表菌株进行了真菌ITS1-5.8S-ITS2序列鉴定,结果表明它们分属于4个纲,8个属,其中青霉属5株,假散囊菌属、地丝菌属和枝孢属各2株,生赤壳属、曲霉属、出芽短梗霉属和unclassified Onygenales各 1株,该结果表明南极地区具有丰富的真菌物种多样性,其优势类群青霉菌。胞外酶测定显示产淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶产生菌分别占供试菌株的64.6%、45.1%、14.6%,产纤维素酶的菌株可能在南极物质能量循环中扮演着重要角色。     

南极长城湾沉积物中稀土元素的初步研究

本文通过对长城湾表层沉积物中稀土元素的地球化学研究,认为其总量丰度、配分模式、特征参数等,均与菲尔德斯半岛的火山岩相似,因而长城湾沉积物的主要来源似为菲尔德斯半岛基岩的风化产物。     

应用GPS资料反演南极大气可降水量的试验分析

本文研究的主要内容是从对流层天顶延迟来反演大气中的可降水量。利用我国长城和中山两站 1 998、1 999、2 0 0 0年参加全南极GPS国际联测所取得的南极地区的GPS数据 ,组成各期GPS网 ;采用高精度的GAMIT/GLOBK软件进行基线解算和网平差处理 ,使用多种数据处理方案 ,得到各时段两站对流层的天顶总延迟值 ,采用了Saastamonien和Hopfield两种模型分别进行天顶静力学延迟的解算来分离天顶静力学延迟。从两站的历史气象资料出发 ,通过回归计算得到适合两站 1、2月份的转换系数K ;然后进行天顶湿延迟至可降水量的转换 ,结合现场的气象资料进行对比分析。各期数据均取得了较为满意的结果。     

青藏高原北部湖泊沉积物中基于不同碳源可培养细菌多样性

自然环境溶解有机碳（DOC）的组成影响着微生物群落结构,不同微生物类群对有机碳源类型的利用表现出差异。然而,纯菌株的碳源利用选择性及其和盐度的关系却仍不是很清楚。本文采用单碳源纯培养技术、聚合酶链式反应（PCR,Polymerase Chain Reaction）和相关统计方法,研究了青藏高原北部六个湖泊（洱海、青海湖、托素湖、尕海1、尕海2、小柴旦湖）沉积物中的基于不同碳源可培养细菌多样性及其与盐度的响应关系。采用七种不同类型的单碳源（甲酸钠、乙酸钠、丙酮酸钠、乳酸钠、葡萄糖、纤维素、混合氨基酸）进行培养筛选。本文共获得10个细菌分类属,它们分属于假单胞菌属（Pseudomonas）、气单胞菌属（Aeromonas）、希瓦氏菌属（Shewanella）、脱氯单胞菌属（Dechloromonas）、动性球菌属（Planococcus）、盐单胞菌属（Halomonas）、微小杆菌属（Exiguobacterium）、弧菌属（Vibrio）、交替假单胞菌属（Pseudoalteromonas）和芽孢杆菌属（Bacillus）。其中,盐单胞菌属菌株可利用本研究使用的所有碳源类型,说明这类细菌具有广泛碳代谢途径,并潜在地参与了青藏高原北部湖泊碳循环过程。所得的纯菌株利用不同碳链长度的碳源具有选择性,即随着盐度增高,某些菌株更偏向利用结构更加复杂的碳源。总之,盐度不仅影响着纯培养细菌群落多样性,而且还影响着细菌对碳源类型的选择。     

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。     

南极普里兹湾表层沉积物中生物钡的含量与分布

利用中国南极科学考察第21和27航次采集的普里兹湾表层沉积物样品,分析了其中BBa的含量及分布特征,并讨论了控制其分布的相关因素。结果表明:分别利用直接扣除法和分步萃取法获得的BBa含量差别较大,直接扣除法获得的含量明显高于分步萃取法,这是因为扣除法获得的BBa中包含了大量的非生源钡,比如与样品中含砂量有密切联系的铁锰氧化物结合态钡,从而导致在该海域采用直接扣除法缺乏合理性。分步萃取法获得表层沉积物中BBa含量为104—445μg·g-1,平均值为227μg·g-1,呈现明显的空间分布差异,整体分布趋势为湾中心区域较高,浅滩及冰缘区较低。表层沉积物样品中BBa的含量及分布与BSi、OC以及上层水体的叶绿素a和初级生产力情况密切相关,说明上层水体的生物生产状况是BBa分布的主要控制因素。     

青藏高原北部湖泊沉积物中基于不同碳源可培养细菌多样性

前人研究显示微生物群落对有机碳源的利用具有选择性,但是纯菌株对碳源利用的选择性却不甚明了。此外,在盐湖环境中微生物出于能量的考虑可能选择性利用有机碳源以抵抗盐度渗透压。因此,盐度可能间接地影响微生物对有机碳源的利用。然而,目前类似的相关研究较少。采用单碳源纯培养技术、16S rRNA基因序列分析和相关统计方法,研究了青藏高原北部6个湖泊(洱海、青海湖、托素湖、尕海1、尕海2、小柴旦湖)沉积物中基于不同碳源可培养细菌多样性及其与盐度的响应关系。采用7种不同类型的单碳源(甲酸钠、乙酸钠、丙酮酸钠、乳酸钠、葡萄糖、纤维素、混合氨基酸)进行培养筛选。共获得10个细菌分类属的75株纯培养菌株,它们分属于γ-变形菌纲的气单胞菌属(Aeromonas)、盐单胞菌属(Halomonas)、希瓦氏菌属(Shewanella)、假单胞菌属(Pseudomonas)、假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)、弧菌属(Vibrio),β-变形菌纲的脱氯单胞菌属(Dechloromonas)以及芽孢杆菌纲的芽孢杆菌属(Bacillus)、微小杆菌属(Exiguobacterium)和游动球菌属(Planococcus)。其中,盐单胞菌属菌株可利用研究中使用的所有碳源类型,说明这类细菌具有广泛碳代谢途径,可能潜在参与了青藏高原北部湖泊碳循环过程。研究发现所得纯菌株对不同碳链长度碳源的利用具有选择性,即随着盐度增高,某些菌株偏向利用结构更加复杂的碳源。总之,盐度不仅影响着纯培养细菌群落多样性,而且还影响着细菌对碳源类型的选择。     

河西走廊黑戈壁生态系统中可培养细菌分布特征及抗辐射活性

黑戈壁区域具有干旱、强辐射等极端环境条件,鲜有人类踪迹,相关生物学研究报道较少,其中微生物研究未见报道。本研究首次针对黑戈壁生态系统中微生物分布特征开展研究,对河西走廊黑戈壁生态系统中不同生境土壤样品进行可培养细菌分离。结果表明：河西走廊黑戈壁生态系统中每克土壤可培养细菌数量（CFU）为2.3×10⁴~1.49×10⁶,不同生境土壤的可培养细菌具有明显差异,可培养细菌主要富集于石下生境,黑戈壁中砾石下为微生物提供了相对较适宜的生境;土壤总碳是影响黑戈壁土壤细菌数量的主要因素。结合16 S rRNA基因序列比对,分析共鉴定可培养细菌118株菌株,菌株主要归类于放线菌门（Actinobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（Proteobacteria）和异常球菌-栖热门(Deinococcus-Thermus)4个类群,其中放线菌门和厚壁菌门是优势门;芽孢杆菌属（Bacillus）、链霉菌属（Streptomyces）是优势属,10株细菌菌株为潜在新种。从分离菌株中筛选出了多株抗辐射活性较高的菌株,其中7株活性显著高于阳性对照耐辐射奇球菌（Deinocccus radiodurans）,为进一步筛选研究细菌抗辐射机制及抗辐射活性物质提供菌株资源。     

南极罗斯海高分辨率数字水深模型

数字水深模型是描绘海底地形地貌的水深地形图,在罗斯海陆架上,冰盖的进退形成形态大小各异的海底冰川地貌,而对海底冰川地貌的解释研究需要高分辨率数字水深模型的支持。采用36个国际公开航次采集到的多波束水深数据以及GEBCO_2014网格水深数据,融合、编绘成50 m网格间距的高分辨率罗斯海数字水深模型。由于采用的多波束水深数据来源于不同调查船只、不同多波束声呐系统及不同航次,这给多波束水深数据的精度评估、融合等带来一定的困难。本文首先采用通用绘图工具(GMT)对多波束中央波束水深数据的交点误差做统计分析,再利用统计分析结果对不同航次水深数据做出精度评估,最后利用"移除-恢复"法对两种来源及精度不同的水深数据做最后的融合。通过以上步骤得到的罗斯海高分辨率数字水深模型与国际南大洋水深地形图(IBCSO)相比,能够更加清晰地凸显海底微地形地貌特征,尤其是冰川进退过程中产生的地貌特征,可满足罗斯海海底冰川地貌的解释工作及综合地质地球物理研究任务。     

罗斯海和普里兹湾海域海冰范围变化对比分析

海冰范围的变化对气候变化、生态系统以及人类活动都会产生重大的影响,近年来极地海冰范围的变化受到广泛关注。对南极罗斯海与普里兹湾海域海冰范围进行时间序列分析,研究发现海冰范围季节性变化在罗斯海与普里兹湾海域差异较大,罗斯海地区表现出"快速缩小、迅速扩大"的特性,普里兹湾海域表现出"快速缩小、缓慢扩大"的特性。两地区的海冰范围在年际变化上都表现出扩大的趋势,2003—2014年罗斯海地区海冰变化趋势为(1.39±1.12)×104km2·a~(-1),普里兹湾海域海冰变化趋势为(0.61±0.26)×104km2·a~(-1)。罗斯海地区夏季的年际变化为减少趋势。     

南极罗斯海盆地油气地质条件及资源潜力研究

罗斯海位于罗斯海湾北部、南极太平洋扇形区,该区域的罗斯海盆地是南极最具资源潜力的盆地之一,可进一步分为维多利亚地盆地、北部盆地、中央海槽和东部盆地四个次级单元。在对区域地层特征、地震地层特征进行总结归纳后,也分析了盆地的构造、沉积、温压及烃类地化条件,认为罗斯海盆地具有较好的油气地质条件。以二维地震、钻孔资料为基础,对盆地成熟度及生烃量进行了模拟。研究认为:东部盆地与维多利亚地盆地油气生成区均较广,但后者的源岩热演化程度较前者稍高,而中央海槽与北部盆地在油气生成区域及热演化程度方面均较差;根据生烃量模拟结果,同时选择合理的排聚系数,推测罗斯海盆地的地质资源量约为91.5亿吨。     

1979—2015 年罗斯海海冰运动速度变化

基于美国冰雪数据中心的月平均海冰运动和海冰密集度数据, 建立了1979—2015 年罗斯海海冰运动 速度时间变化序列, 揭示了海冰运动速度的年际和季节变化特征, 探讨了海冰运动速度和海冰范围之间可 能存在的联系, 最后对影响海冰运动速度变化的因素进行了分析。结果表明, 1979—2015 年罗斯海海冰运动 速度总体呈现加快趋势, 海冰运动速度增加趋势最快的季节为秋季, 其次是冬季、春季和夏季。冬季海冰平 均运动速度最大, 依次是秋季、春季和夏季。海冰运动速度与海冰范围在37 年间均呈现上升趋势, 海冰范 围变化滞后海冰运动速度1—2 个月, 两者呈显著正相关关系, 海冰运动速度的增加导致罗斯海海冰范围不 断扩张, 进而影响南极整体海冰分布。罗斯海海冰运动速度与风速之间存在显著正相关关系, 风场是影响海 冰运动速度的一个直接因素。除此之外, 海冰运动还受到包括气压场、洋流场以及海洋阻力系数等的影响。     

Mineral magnetic study of Late Quaternary South Caspian Sea sediments: palaeoenvironmental implications

Magnetic properties of sediments from a core (10 m long) in the southern basin of the Caspian Sea have been investigated. Varying concentrations of greigite (Fe₃S₄) dominate the magnetic fraction in Late Pleistocene sediments. The synsedimentary formation of greigite indicates that the Late Pleistocene Caspian Sea was a brackish or fresh-water, poorly ventilated basin and suggests a water level higher than at the present. The variation in magnetic parameters, with the detrital magnetite-bearing fraction remaining constant, is interpreted in terms of greigite grain-size variation and related to the slight variation in water salinity. The Holocene sediments are characterized by detrital magnetite. This indicates better ventilation of the basin and suggests lower water levels than in the Late Pleistocene. The gradual change in magnetic properties of the sediments between 90 and ≈60 cm depth, with decreasing quantities of greigite, indicates stepwise establishment of oxic conditions in the Holocene.     

Phosphorus forms in sediments of the East China Sea and its environmental significance

By means of SEDEX, ASPILA and XRF, depth-dependent changes of different phosphorus forms in sediment cores from specific areas of the offshore Changjiang Estuary (Yangtze Estuary) in 1998 were analyzed. Results show that contents of total phosphorus (TP), organic-phosphorus (OP) and iron-phosphorus (Fe-P) decreased down-core, while those of absorbed-phosphorus (Ad-P) and calcium-phosphorus (Ca-P) increased. The distribution tendency of detritus-phosphorus (De-P) is not obvious. Results also show that TP, Fe-P and OP contents at Meso station of the Changjiang Estuary and Hangzhou Bay are higher than that of the other stations. This suggests that the pollutants carried by the Changjiang and the Qiantang rivers from inland have affected the natural environment in offshore area. TP, Fe-P and OP contents of each station become higher from bottom to top, indicating the amount of the terrestrial pollutants carried by the two rivers has been enhanced since the last 30-50 years. Ad-P, Ca-P, Fe-P and OP are all active phosphorus in sediments, and their re-cycling in sediment is closely related to each other.     

东海沉积物中磷的存在形态及其环境意义

By means of SEDEX, ASPILA and XRF, depth-dependent changes of different phosphorus forms in sediment cores from specific areas of the offshore Changjiang Estuary (Yangtze Estuary) in 1998 were analyzed. Results show that contents of total phosphorus (TP), organic-phosphorus (OP) and iron-phosphorus (Fe-P) decreased down-core, while those of absorbed-phosphorus (Ad-P) andcalcium-phosphorus (Ca-P) increased. The distribution tendency of detritus-phosphorus (De-P) is not obvious. Results also show that TP, Fe-P and OP contents at Meso station of the Changjiang Estuary and Hangzhou Bay are higher than that of the other stations. This suggests that the pollutants carried by the Changjiang and the Qiantang rivers from inland have affected the natural environment inoffshore area. TP, Fe-P and OP contents of each station become higher from bottom to top, indicating the amount of the terrestrial pollutants carried by the two rivers has been enhanced since the last 30-50 years. Ad-P, Ca-P, Fe-P and OP are all active phosphorus in sediments, and their re-cycling in sediment is closely related to each other.