南极菲尔德斯半岛环境保护与人类活动管理对策研究

随着全球气候变化的加剧和极地人类活动的增多,南极及其生态系统正面临前所未有的变化。国际社会对减轻和适应这些变化的持续关注,促使人们不断呼吁采用基于生态系统的方法来管理南极地区的人类活动。在世界诸多区域,海洋空间规划已成为将这一概念转化为管理实践的重要途径,并被认为是实现极地空间综合管理的新工具。南极菲尔德斯半岛是南极海域最大的无冰区,该地区具有科考站密度高、人类活动多、生物多样性丰富等特点,是研究南极生态环境保护、人类活动与空间管理的理想区域。结合中国第36次南极科学考察,系统梳理了菲尔德斯半岛自然环境、生物分布与区域保护等环境特征,简要分析了科学考察站基活动、南极旅游、海上与空中交通、商业捕捞等主要人类活动及其环境影响,在此基础上,开展了海洋空间规划在菲尔德斯半岛的实践研究,初步建议提出了由3个“一级功能区”与10个“二级功能区”构成的分区体系,以实现对南极脆弱生态环境的有效保护与人类活动的科学管理,为海洋空间规划在南极地区更大尺度、更广范围的应用提供借鉴参考。     

菲尔德斯半岛潮间带生态系统中的食物网

菲尔德斯半岛潮间带食物链是较简单的 ,一般说来在不利环境条件下的生物群落只有很少的消费者和较少的营养级。食物链中主要的生产者是大型底栖藻类 ,主要消费者是腹足类和石鳖 ,棘皮动物中的海胆与海星 ,甲壳动物 ,鱼和海鸟 ,海鸟和鱼占营养级的上层 ,草食软体动物位于中间营养级 ,大量的固着藻类 -叶状藻类、皮壳状藻类构成营养级的底层。观测实验表明 :(1 )海鸟和鱼类减少了草食性软体动物和肉食性螺类的数量 ;(2 )肉食性腹足类减少了草食性软体动物和固着无脊椎动物的数量 ;(3 )草食性软体动物减少了叶状藻类的数量并影响到皮壳状藻类的数量 ,在不清除消费者的实验中 ,皮壳状藻类显示出与其它固着生物竞争空间的优势。作者观察了并在本文中描述了异性底质与消费者对固着生物多样性的影响。壳状藻类在低潮带岩石表面占优势 ,其它的固着生物 (叶状藻类与固着无脊椎动物 )占据洞穴和狭缝。同质岩石表面固着生物的种类与数量低于异质性的岩石表面。清除岩石表面的消费者后叶状藻类与其它固着无脊椎动物的种数就超过皮壳状藻类     

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。     

南极菲尔德斯半岛潮间带小型底栖动物初步研究

极地是唯一未被人类活动大量影响的地区,而关于南极潮间带底栖动物的报道很不充分。为评估小型底栖动物的类群组成和分布格局,于2013年1—2月中国第29次南极科学考察期间,对南极南设德兰群岛乔治王岛的菲尔德斯半岛20个潮间带站位的小型底栖动物进行了定量调查及其与环境因子的相关性分析,以期为揭示人类活动和气候变化对南极潮间带小型底栖动物的影响提供参考资料。结果表明,小型底栖动物平均丰度为256.8 ind.·(10 cm~2)~(-1),平均生物量为370.5μg·(10 cm~2)~(-1)。共鉴定出9个小型底栖动物类群,包括自由生活海洋线虫、桡足类、寡毛类、介形类、双壳类、腹足类、涡虫、海螨和其他类。在丰度方面,海洋线虫占绝对优势,为82.7%。在生物量方面,寡毛类占绝对优势,为41.7%,其次为海洋线虫,占22.9%。CLUSTER聚类分析结果表明,小型底栖动物类群组成分组主要与底质类型有关。相关性分析结果表明,小型底栖动物及海洋线虫的丰度和生物量与沉积物有机质和脱镁叶绿酸含量显著相关。     

南极菲尔德斯半岛两侧南极帽贝种群结构比较分析

本文对南极乔治王岛菲尔德斯半岛东、西海岸的帽贝种群的个体分布特征进行了研究,样品于2003年2月南半球夏季在菲尔德斯半岛东面的长城湾长城站一侧和企鹅岛西侧潮间带以及半岛西岸地理湾潮间带采集。在上述三个站点作断面随机取样,分别统计了南极帽贝(Na-cella concinna Strebel,1908)密度和个体大小。结果表明,除了半岛两侧帽贝种群密度不同外,半岛东、西两侧帽贝个体大小也存在较大的差异,西海岸地理湾帽贝壳长明显较大,大于企鹅岛帽贝平均壳长1cm以上,其他生长指标也大于东海岸的帽贝。西海岸帽贝个体的腹足面积和壳高的回归直线的斜率均大于东海岸帽贝的对应值。东、西海岸帽贝的腹足与帽贝的壳高存在异速生长状况(allometry),西海岸帽贝异速生长差异高于东海岸的帽贝。分析结果进一步证明,当地低密度帽贝种群与西海岸比较恶劣的自然环境有关,环境差异导致西岸产生大个体帽贝。菲尔德斯东、西海岸环境因子,如风浪、冰块冲击作用以至生物捕食产生的环境压力,不仅作用于种群个体的生长状态,而且也作用于种群结构。     

南极菲尔德斯半岛陆地、淡水、潮间带、浅海各生态系统的结构及其相互关系的研究

根据我国在南极菲尔德斯半岛地区１０年的各项研究成果和南极其它相关地区的研究结果,综合分析了菲尔德斯半岛地区陆地、淡水、潮间带及浅海４个生态系统的结构和相互关系。研究结果表明,营养物质的流动使得这４个生态系统相互联系形成一个整体。在这种物质流动的过程中,动物的作用尤其关键,如海鸟（企鹅、黑背鸥等）以及海豹的繁殖、取食等活动对营养盐的搬运有利地促进和疏通了营养物质在系统间的流动。此外,物理作用（如雨水的冲刷、潮汐作用和径流的带动等）也有重要影响。     

南极菲尔德斯半岛夏季潮间带环境因子的时空变化

本文对南极菲尔德斯半岛夏季潮间带水温、盐度、营养盐（活性硅酸盐ＳｉＯ３－Ｓｉ、活性磷酸盐ＰＯ４－Ｐ、硝酸盐ＮＯ３－Ｎ）等环境因子的时空变化进行了分析讨论。其水温空间分布，高潮区最高，中潮区次之，低潮区最低；气温和潮间带裸露时间长短是影响潮间带水温变化的主要因子。盐度空间分布特点是高潮区最低，中潮区次之，低潮区最高，陆地融化雪水渗透到潮间带的多少将影响潮间带盐度的空间分布。潮间带营养盐含量的空间分布，中潮区低于低潮区，潮间带的营养盐主要不是来自陆源。     

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。     

南极菲尔德斯半岛南部近岸水域中粪大肠菌群分布的初步研究

本文采用发酵法对菲尔德斯半岛南部近海水域表层中粪大肠菌群数量进行了初步调查。结果表明 ,在近岸表层海水中 ,粪大肠菌群检出数密度最大的 40个 /升 ,一般是 2 0个 /升 ,密度最小的小于 2 0个 /升 ,后者占多数站位。排污口潮间带 1月份粪大肠菌群检出数 40个 /升 ,3月份 2 80 0个 /升。粪大肠菌群的分布 ,离岸越近数量越高 ,同频繁的人类活动有密切关系。由此看来菲尔德斯半岛南部近岸水体已受生活污水污染 ,尚属轻度污染。但排污口潮间带的污染趋势应引起我们重视     

菲尔德斯半岛南部邻近海域石油污染的初步研究

本文首次报道了菲尔德斯半岛南部邻近海域的水样和生物样石油污染状况。表层水样的测定结果表明 ,调查海域已受到明显的石油污染。在所调查的各站位 ,中国长城站前海湾受油污最轻 ,水样油的浓度略高于中国《海水水质标准》规定的第三类水质最高容许浓度 ,为 5 1 2 .2 5 μg/L;智利站前和海豹湾受油污最重 ,分别达 41 49.2 3 μg/L和 41 6 9.72 μg/L,约比长城站前海水含量高 8倍。几种海洋生物受污染程度不一 ,潮间带生物受油污明显高于鱼类。鉴于调查海域已受到明显的油污染 ,且进入南极水域后消除不易 ,为保护南极生态环境 ,很有必要开展油的净化规律 ,以及石油污染对生态系统影响等的研究。     

南极鳕鱼食性的初步研究

对 1 98 8年 1 2月 2 5 - 2 6日在长城站附近海区采集的南极鳕鱼胃含物进行了初步分析。结果表明食物的主要种类有底栖动物 6种和钩虾多种 ,浮游动物 3种 ,海藻 8种。底栖动物占食物量的 5 2 .82 % ,其中帽贝占 1 0 .77% ,钩虾类占 3 3 .78% ;浮游动物占 6 .74% ,其中磷虾占 5 .47% ;海藻占 3 5 .49% ,其中紫菜占 6 .3 5 % ,倒卵银杏藻占 1 8.96 %。鱼的体重与体长相关显著 ,相关系数是 0 .96。分析结果反映了南极鳕鱼的食物来源主要是底栖动物和海藻     

南极长城湾南极帽贝的营养组成及评价

采用常规的生化分析方法对南极帽贝软体部分的营养成分进行测定。结果表明:南极帽贝软体部分(干样)中粗蛋白含量为58.39%,粗脂肪含量为11.54%,灰分含量为9.97%;氨基酸总量为27.51%,必需氨基酸含量11.25%,占氨基酸总量的40.89%,第一限制氨基酸为缬氨酸,必需氨基酸指数为45.79;三种不饱和脂肪酸占脂肪酸总量的21.20%;矿质元素含量丰富。综合分析认为南极帽贝能为其捕食者如黑背鸥和企鹅提供优质的食物来源,同时也有一定的开发利用价值。     

Ecology of stone-encrusting organisms in the Greenland Sea—a review

The Arctic is one of the most rapidly warming regions on Earth. This area is therefore very suitable for conducting studies focused on the influence of climate change on the biota. Marine communities of coastal waters are particularly sensitive to the current environmental changes (e.g., ice-scour intensity); understanding how community structure changes in response to local perturbations is thus important for providing an insight into how future communities may respond to climate change. This review focuses on the fauna colonizing stones of the Greenland Sea. It summarizes the current state of knowledge about the ecology of organisms inhabiting these substrata across a range of depths, from the intertidal to deeper parts of the continental shelf. In the intertidal zone, no stable or developed assemblage on the rocks is visible. The intertidal zone seems to be fully controlled by physical forces. In contrast, below the intertidal zone a rich and abundant fauna starts to appear on these substrata. Both biotic (e.g., competitive interactions) and abiotic (e.g., ice scour, size of the rock) processes seem to shape stone assemblages in the subtidal zone, yet their influence varies with depth. For example, the abundance of encrusting organisms decreases with depth, as does the intensity of competitive interactions. However, species richness on rocks seems to be in general higher in the deeper parts of the shelf. Possible scenarios of climate change influence on the encrusting biota, gaps in our knowledge about the ecology of stone-dwelling faunal assemblages, as well as possible directions of future research, are discussed.     

南极长城站及附近岛屿南极发草的形态特征与分布

南极发草是本研究地区常见的种子植物，作为南极极少的维管束植物成员之一，它在南极陆地生态系统中有着特殊的作用。本文对南极发草的分类特征和分布进行了描述，并讨论了环境变化可能影响植被发展的问题。     

Some observations of intertidal communities on Spitsbergen (79°N), Norwegian Arctic

The zonation pattern of rocky shores on north-west Spitsbergen is described. Intertidal communities on protected sites have features remarkably similar to temperate areas. Black lichens dominate the littoral fringe, fucoids and gastropods the eulittoral zone, whereas upper sublittoral zone is occupied by kelp. The species composition seems to be typical for the Atlantic arctic areas.     

我国低硒带典型景观植物硒的研究

本研究在我国低硒带的东北端和西南端分别选取了针阔叶混交林景观和云南松林景观,并且在低硒带内的克山病和大骨节病非病区与东南非病带选取了落叶阔叶林景观和马尾松林景观为对照景观,系统地采集了上述各不同景观的主要植物和土壤,对硒进行了分析。结果发现,在我国低硒带的东北瑞和西南瑞景观的主要植物含硒量显著地低于对照景观,同时景观内土壤硒也明显地低于划分我国低硒生态景观的阈值,从天然植物的角度进一步对我国低硒带客观存在这一科学论断进行了补充。     

优势种密度制约及其对森林群落物种多样性维持的影响（英文）

本研究以南亚热带优势树种黄果厚壳桂(Cryptocarya concinna)为研究对象,采用控制实验与样地调查相结合的方法,验证密度制约对群落物种多样性维持的影响。通过在黄果厚壳桂母树周围建立24个成对的1 m×1 m幼苗样方,定期进行幼苗群落调查并做土壤杀菌,分析杀菌处理对黄果厚壳桂幼苗存活率及其幼苗物种丰富度的影响。并通过样地调查进行不同龄级相对多度与群落均匀度的相关分析。结果表明,杀菌处理可显著降低幼苗群落物种丰富度。黄果厚壳桂幼树密度随着离母树距离的增加而增加,其种群占整个群落的相对多度随着树龄呈递减趋势,黄果厚壳桂种群优势地位的减少将直接导致群落均匀度的增加,从而避免单优种群的发生,促进多物种共存。。