南极普里兹湾沉积物中生物硅对粒度测量结果的影响

为了探讨生物硅对沉积物粒度测量结果的影响, 本文采用两种不同前处理方法对普里兹湾重力柱状样品进行了粒度测试。结果表明, 生物硅对沉积物的平均粒径以及黏土、粉砂、砂组分的影响较小, 而对沉积物的分选、偏态、峰态以及粒度频率分布的影响较显著。结合两组粒度组分相关性分析以及各粒级含量累积减小值, 认为生物硅对沉积物中砂、粉砂、黏土级组分含量的影响逐渐减小, 这也造成未去除生物硅的沉积物粒度测量结果偏粗。另外, 通过对比发现普里兹湾沉积物中生物硅粒径主要分布在<3Φ、5.25Φ—7.25Φ、8.75Φ—9.75Φ的粒径范围。极地研究中, 沉积物粒度结果为重建古环境变化提供重要参考, 本文研究认为在普里兹湾海域沉积物粒度研究中去除生物硅对研究结果有积极作用。     

南极普里兹湾沉积物中生物硅对粒度测量结果的影响

为了探讨生物硅对沉积物粒度测量结果的影响,本文采用两种不同前处理方法对普里兹湾重力柱状样品进行了粒度测试。结果表明,生物硅对沉积物的平均粒径以及黏土、粉砂、砂组分的影响较小,而对沉积物的分选、偏态、峰态以及粒度频率分布的影响较显著。结合两组粒度组分相关性分析以及各粒级含量累积减小值,认为生物硅对沉积物中砂、粉砂、黏土级组分含量的影响逐渐减小,这也造成未去除生物硅的沉积物粒度测量结果偏粗。另外,通过对比发现普里兹湾沉积物中生物硅粒径主要分布在3Φ、5.25Φ—7.25Φ、8.75Φ—9.75Φ的粒径范围。极地研究中,沉积物粒度结果为重建古环境变化提供重要参考,本文研究认为在普里兹湾海域沉积物粒度研究中去除生物硅对研究结果有积极作用。     

南极普里兹湾沉积生物标志物记录及浮游植物群落结构变化

本文利用浮游植物标志物（菜子甾醇、甲藻甾醇和长链烯酮）作为重建单种浮游植物（硅藻、甲藻和颗石藻）的指标,对普里兹湾浮游植物群落结构的变化进行研究。结果表明研究海域表层沉积物和III-12柱样沉积物中的生物标志物记录具有明显的空间和时间变化特征。用生物标志物重建的浮游植物总量（菜子甾醇+甲藻甾醇+长链烯酮）变化范围在391.0~1470.6ng/g之间,在过去的大约100年时间里海洋初级生产力呈上升趋势,但近10年略有下降,这种分布趋势与区域气候变化密切相关。普里兹湾及其邻近海域表层沉积物中浮游植物标志物的总含量变化范围为215.2~1249.3 ng/g,重建的浮游植物生产量呈现湾内高、湾外低（陆坡、深海区最低）的特征,并与2005年现场调查资料表层海水叶绿素a、有机碳和生物硅含量分布趋势相符,最大值均出现在普里兹湾中心区域,这意味着底部被埋藏的浮游植物标志物总含量和硅藻植物群落有很高的一致性,反映出海洋底部对上层海洋过程的一致响应。     

2011年夏季南大洋普里兹湾颗粒态生物硅的分布与变化特征

利用中国第27次南极科学考察期间获得的颗粒物样品,对南大洋普里兹湾海域水体中颗粒态生物硅的含量及分布特征进行了初步研究,分析了该海域颗粒态生物硅与营养盐、浮游植物以及颗粒有机碳之间的关系,同时结合历史数据对比了颗粒态生物硅的年际变化情况。研究结果显示：在2011年夏季普里兹湾表层水体中颗粒态生物硅含量在0.76-19.72μmol/ dm3之间变化,平均为6.06±4.55μmol/ dm3。在表层水体中的分布趋势是67°S以南的湾内区域颗粒态生物硅含量明显高于67°S以北的湾外区域,最大值出现在普里兹湾陆架区。在垂向分布上,P3断面水体中颗粒态生物硅含量随深度增加而减少。根据不同年份即24,25,26,27次南极科学考察期间获取的数据对比分析显示,颗粒态生物硅含量虽存在一定的年际差异,但是在普里兹湾的分布趋势基本一致。颗粒态生物硅含量的变化特征与硅酸盐相反与叶绿素a、颗粒有机碳相似。     

南大洋普里兹湾沉积物中锗的含量与分布

本文利用中国第21-27次南极考察期间获得的沉积物样品,对南大洋普里兹湾沉积物中锗（Ge）的含量以及分布特征进行了初步研究。结果表明：普里兹湾表层沉积物中总Ge（Getotal）的含量在1.14×10-6~2.35×10-6之间变化,平均含量为1.71×10-6,最高值出现在湾外深海区P3-9站,最低值出现在湾内冰架边缘附近的P4-13站。在研究海域表层沉积物中生源Ge（Gebio）占Getotal的百分含量在16-68%之间变化。在表层沉积物中Gebio与Getotal分布变化趋势总体上相近,以67°S为界均呈现湾外高于湾内的趋势,在柱状沉积物中Ge的垂向分布呈现表层高于底层趋势。在普里兹湾湾内非冰间湖区域的表层沉积物中Gebio与生物硅（BSiO2）呈现一定的正相关,在P3-16站位柱状沉积物中Gebio与BSiO2垂向分布相似。     

南极普里兹湾海域表层沉积物孢粉分布特征及其来源分析

利用中国第24次南极科学考察获得的沉积物样品,对南极普里兹湾表层沉积物中孢粉的含量以及分布特征进行了初步研究。研究结果显示,普里兹湾表层沉积物中孢粉由现代沉积孢粉和再沉积孢粉组成。其中,现代沉积孢粉主要来自南极辐合带以北的大陆或岛屿,风可能是将这些现代花粉长距离携带至普里兹湾的主要载体;根据区内表层沉积物中再沉积孢粉的组分、丰度及分布格局推测,其可能属于近源补给成因,主要来自于普里兹湾沿岸。     

生物硅在东南极湖泊古初级生产力研究中的应用

本文对南极中山站区的莫愁湖和大明湖沉积物中生物硅、有机质等环境指标进行了分析,并在对比研究的基础上,探讨了生物硅在重建东南极湖泊沉积生态环境记录研究中的应用.研究结果表明,大量保存较好的硅藻出现在东南极淡水湖泊沉积物中,生物硅含量在深度剖面上表现出显著波动,与有机质等生物地球化学指标具有一致的垂向变化趋势,表明它们具有...     

普里兹湾海域表层沉积物孢粉分布及其意义

利用中国第24次南极考察获得的沉积物样品,对南大洋普里兹湾表层沉积物中孢粉的含量以及分布特征进行了初步研究。研究结果显示,普里兹湾表层沉积物中孢粉由现代孢粉和再沉积孢粉组成,其中,现代孢粉主要来自南半球热带地区以及南极大陆周围其它陆地,风可能是将这些现代花粉长距离携带至普里兹湾的主要载体;再沉积孢粉的组分、丰度及分布格局,指出区内表层沉积物中再沉积孢粉可能属于近源补给成因,可能主要来自普里兹湾东南沿岸和西南沿岸。     

南极普里兹湾沉积物稀土元素地球化学特征

利用中国第29次南极科学考察在南极普里兹湾获取的3个短柱样品,进行了稀土元素测试分析,探讨了普里兹湾海洋沉积物稀土元素特征、分布模式及其控制因素。结果表明,普里兹湾各站沉积物中稀土元素含量各异,但均具有与上陆壳、中山站变质岩相似的页岩标准化配分模式,整体表现为轻稀土富集型,说明其物源一致,具有明显的大陆地壳来源特征。结合沉积物粒度、化学元素、生源指标等分析其分布及富集规律,发现物源是控制研究区稀土元素组成的主要因素,同时生物作用会对稀土元素的含量产生稀释,但"粒度效应"在此并不明显。普里兹湾沉积物短柱稀土元素参数垂向变化,反映了百年尺度内物源输入、沉积环境的变化。各站δCe值普遍具有向下减小的趋势,反映了随深度增加沉积环境的氧化性逐渐减弱的特征。     

海鸟活动在东南极中山站区莫愁湖沉积物中的记录

本文对采自东南极拉斯曼丘陵中山站区的莫愁湖沉积物的元素、氨基酸和Sr同位素组成进行了详细的地球化学分析。结果表明莫愁湖沉积物中Zn、Cu、F、S、P、Se等六种元素具有共同的物质来源,其标型组合特征很可能揭示了莫愁湖沉积物在历史时期曾受到过企鹅等海鸟粪的影响,沉积物中酸溶相Sr同位素组成则确认了海洋源Sr的生物地球化学转移过程。酸溶相87Sr/86Sr值和研究区的新鲜海鸟粪酸溶相Sr同位素组成基本一致,都非常接近于海洋来源锶同位素组成(87Sr/86Sr=0.7092),并且沉积物中的生物元素Zn、Cu、F、S、P、Se含量和酸溶相Sr浓度具有非常高的统计相关性。酸溶相的87Sr/86Sr比值和反映湖泊中藻类等生物自然生成量的氨基酸含量表现出明显的负相关关系,进一步揭示了莫愁湖沉积物在历史时期曾受到企鹅等海鸟活动的影响。上述研究结果为更深入地研究该地区的生态、气候和环境的演变历史及其相互作用提供了有价值的参考资料。     

南极普里兹湾表层沉积物的元素组合特征及物源分析

利用中国南极科学考察第18—27航次在普里兹湾获得的20个表层沉积物样品,测定了其中C、N、Ca和Ti等多种常、微量元素的含量,分析了元素组合对指示物源的意义,探讨了普里兹湾的沉积环境和物质来源。结果表明:研究海域表层沉积物中元素含量的变异系数均较大,元素的平面分布、相关性和聚类特征出现两种模式;一类以OC、TN和S元素为主的元素组合指示了海洋生物来源,而另一类元素组合K、Ti和Rb等指示了陆源碎屑来源;湾内中心及东南部区域的沉积作用主要受控于上层水体的生物生产,而西侧的弗拉姆浅滩和艾默里冰架前缘陆架区的沉积物则包含大量冰筏碎屑的输入。     

盐酸浓度和用量对粘土沉积物硼的提取和同位素组成的影响

研究了处理粘土沉积物时不同浓度盐酸和用量对溶出硼量及硼同位素组成的影响。结果表明,粘土沉积物中硼的溶出量随盐酸浓度的增加而增加,当盐酸浓度相同时,溶出的硼量随所加盐酸用量的增加而增加,加热有利于硼的溶出。实验结果还表明,粘土沉积物硼的溶出量对测定的硼同位素组成没有明显的影响。     

白洋淀沉积物间隙水中的自然有机质结构特征

利用紫外—可见吸收光谱(UV-Vis)研究白洋淀沉积物间隙水中的自然有机质(NOM)的结构和来源,通过提取自然有机质的UV-Vis图谱特征参数(HIX)发现,与入河口区和水产养殖区的采样点相比,淀区出水口区域采样点的沉积物间隙水中的自然有机质腐殖化程度较高,这表明淀区出水口区域沉积物间隙水中的自然有机质具有较高的芳香碳的结构。白洋淀沉积物间隙水中的自然有机质分层分析结果显示,表层沉积物(0~3 cm深)间隙水中的自然有机质腐殖化程度较低。特征参数E2/E3(UV-Vis在波长250 nm和365 nm处吸收率的比值)显示,白洋淀自然保护区采样点沉积物间隙水中的自然有机质主要来自胡敏酸源,河口区和养殖区采样点沉积物间隙水中的自然有机质主要来自生物源,其他采样点沉积物间隙水中的自然有机质则同时受到陆源和生物源的影响。     

南极普里兹湾碳循环研究进展

普里兹湾是南大洋碳循环研究典型代表海区,也是中国历次南大洋考察的重点调查区域。从初级生产力、营养盐、叶绿素、海-气CO₂通量、真光层颗粒有机碳（POC）输出通量,净群落生产力（NCP）等方面综合阐述了其碳循环特征。生物泵运转效率和海冰过程是碳吸收的主要控制因素。普里兹湾总体上可以从陆坡划界,分为湾内和湾外两大部分。两者碳循环特征差异显著。湾内碳循环过程活跃,是南大洋夏季的高生产力区域。湾外则表现出高营养盐、低叶绿素（HNLC）特征,初步认为存在Fe限制。总体上,溶解有机碳（DOC）、POC、营养盐、叶绿素、二氧化碳分压（pCO₂）等存在从湾内向湾外随纬度递增或递减的规律。海冰消长对碳循环过程影响剧烈。夏季融冰造成的冰藻释放、水体垂直稳定性增加是提高生物生产力的首要原因。总体上普里兹湾的碳循环受各种生物、物理过程及其耦合作用控制,对南大洋碳循环机制研究有重要意义。     

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。     

不同溶剂对沉积物碳酸盐组分中硼的提取和硼同位素组成的影响研究

实验研究了不同溶剂(盐酸、醋酸、饱和EDTA-2Na盐等)对沉积物样品中的碳酸盐组分硼元素提取和硼同位素组成的影响。结果表明,1 mol/L的醋酸是溶解沉积物样品中碳酸盐组分的最佳溶剂,能将沉积物中的碳酸盐完全溶解,并有效避免样品中石膏、硅酸盐等矿物的溶出,对其中铁的氧化物等影响也比较小;同时,在过硼特效树脂前将溶液调至弱碱性所用的亚沸氨水的量较少,从而引入的本底较少。采用盐酸和饱和EDTA-2Na溶液溶解沉积物,容易将沉积物中除碳酸盐以外的矿物中的硼溶出,如石膏、硅酸盐矿物等,不利于碳酸盐组分中硼的提取。     

不同溶剂对沉积物碳酸盐组分中硼的提取和硼同位素组成的影响的研究

本实验研究了采用不同溶剂（盐酸、醋酸、饱和EDTA-2Na盐等）对沉积物样品中的碳酸盐组分硼元素提取和硼同位素组成的影响。结果表明,1mol/L的醋酸是溶解沉积物样品中碳酸盐组分的最佳溶剂,能将沉积物中的碳酸盐完全溶解,并有效避免样品中石膏、硅酸盐等矿物的溶出,对其中铁的氧化物等影响也比较小,同时,过硼特效树脂前将溶液调至弱碱性所用的亚沸氨水的量较少,从而引入的本底较少。采用盐酸和饱和EDTA-2Na溶液溶解沉积物,容易将沉积物中除碳酸盐以外的矿物中的硼溶出,如石膏、硅酸盐矿物等,不利于碳酸盐组分中硼的提取。     

胶州湾养殖海区沉积物中酸可挥发性硫的研究

沉积物中酸可挥发性硫化物（AVS）的含量对控制重金属在沉积物/间隙水中的分配和重金属的生物可利用性方面有重要意义，也是海洋养殖业的重要指标之一，研究改正目前《海洋监测规范》中沉积物酸可挥发硫化物的测定方法基础上，建立了一套简单易行的仪器装置和分析程序，讨论了N2流量、反应时间、酸强度、硫总量4个方面对测定结果的影响，给出了胶州湾海区沉积物中AVS的定量数据，表明胶州湾养殖海区沉积物中AVS的含量显著高于非养殖海区和其它海湾沉积物中AVS的定量数据，表明胶州湾养殖海区沉积物中AVS的含量显著高于非养殖海区和其它海湾沉积物中AVS的含量，探讨了应用AVS归一化沉积物中二价有毒金属评价其化学活性和生物可用性的可能性。     

南大洋底栖生态环境研究I:Maxwell湾和Admiralty湾

本文分析了中国首次南大洋考察 (1 984/1 985 )现场及后续工作资料 ,并与其它纬度有关海区进行了比较。结果表明 ,在研究海湾充氧的底层水及弱氧化性的表层沉积物环境 (锰氧化物为优势氧化剂 )中 ,底栖生物较为丰富 ;而在垂直深度 5 - 1 0 cm以下 ,硫酸盐还原反应遏制了底内多毛类动物等的向下繁衍。测区主要大型底栖动物的分布特点是在特定条件下演化的结果 ,南大洋气候寒冷 ,碳酸盐溶解度较高 ,但其沉积物上覆水和间隙水中钙离子却并不高于其它纬度海区 ,因此钙离子的不足可能限制了需要钙质碳酸盐形成外壳的甲壳类和软体动物的繁衍而造成其在研究区域壳薄且所占比例较少的分布特征。上覆水温与底栖多毛类的生长有一定的关系 ,这可能表明南大洋测区该类生物尚未完全适应极区的寒冷气候。沉积物中微生物的数量主要受活性有机质量的制约。     

湿地土壤和沉积物异化铁还原过程研究进展

异化铁还原是湿地土壤和沉积物中重要的生物地球化学过程,也是有机质矿化的主要途径之一。湿地干湿交替等过程会使土壤的氧化还原状态发生改变,影响铁元素及与其相关的元素的迁移和转化。总结了湿地土壤和沉积物中异化铁还原过程及其与碳、磷、硫等元素在生物地球化学循环关键过程中的相互作用,阐述了湿地土壤和沉积物中异化铁还原过程对微量金属元素迁移和转化的影响,分析了影响湿地土壤和沉积物异化铁还原过程的主要环境因子。未来相关研究应集中于湿地土壤和沉积物中异化铁还原微生物分析和纯化、不同有机质形式对异化铁还原过程的影响以及异化铁还原对土壤有机质矿化的贡献。