南海北部陆坡表层沉积物氨氧化古菌多样性初探

基于南海北部陆坡不同深度梯度3个站位表层沉积物古菌氨单加氧酶基因（amoA）文库,对3个站位氨氧化古菌进行多样性和系统发育学分析。多种方法构建的系统发育树表明：3个站位所有的amoA基因序列都隶属于奇古菌门中Group I分枝内的Group I.1a系群,且各站位之间氨氧化古菌多样性没有明显的差异。501站位黑色砂质沉积物中古菌amoA基因与该站位的16S rRNA基因的系统发育比对显示：这2种基因标记的系统发育树整体上具有潜在的对应关系,说明对样品的氨氧化古菌多样性分析比较全面且可靠;并进一步暗示该样品中氨的硝化作用主要由奇古菌门下的Group I.1a系群来执行。由此可以推测：Group I.1a系群可能在南海北部表层沉积物中氮素的生物地球化学循环过程中扮演重要的角色。     

磁化率测量过程中样品重量对磁化率的影响

磁化率是新生代乃至前新生代地层古环境研究的常规代用指标,被广泛用于风尘堆积、湖泊沉积物以及海洋沉积物中。沉积物磁化率值的准确测量对于古环境重建十分重要。在磁化率测量过程中单个样品质量对于磁化率测量值的影响,目前尚无报道。选取甘肃临洮晚第四纪黄土—古土壤样品,通过测量同一样品不同质量的磁化率,查看样品质量对磁化率值的影响。结果表明,1)样品质量对于磁化率值具有显著影响。样品质量小于6 g时,LT297和LT365样品的低频磁化率值(!lf)随着样品质量增加而变大,质量达到6 g之后!lf基本保持不变。2)样品的频率磁化率(!fd%)与质量之间关系复杂,没有一定的规律,样品质量小于6 g时与大于等于6 g时相比,!fd%变化幅度加大。3)建议测量磁化率的样品净重以不少于6 g为宜。     

盐湖沉积物的穆斯堡尔效应研究

对青海柴达木盆地察尔汗、昆特依盐湖以及新疆罗布泊盐湖一系列沉积物样品进行了穆斯堡尔效应的研究。对全部样品做了常温下的穆斯堡尔谱学测量,并对部分样品做了低温下的测量。从穆斯堡尔谱的解析结果可知,盐湖沉积物黏土矿中含二价铁的主要矿物是绿泥石,在察尔汗盐湖样品中有少量菱铁矿;三价铁存在于多种矿物和非晶态的氢氧化物中;某些样品中含有少量的赤铁矿,它在常温下即出现磁有序。不同盐湖的沉积物样品和同一盐湖不同深度样品的含铁矿物组成及相对含量不同,Fe2+/Fe3+的比值也不同。这些结果可以反映出盐湖沉积过程中地球化学和环境及气候的变化。     

南极苔原沼泽温室气体通量变化特征及其对气候变化的响应

以南极阿德雷岛苔原沼泽为研究区域,2016年12月至2017年1月南极夏季期间观测研究了温室气体CH_4、CO_2和N_2O通量的变化规律及其对环境因子的响应关系。结果表明:光照条件下干旱苔原沼泽表现为CH_4吸收,通量为(–5.4±4.3)μg CH_4·m~(–2)·h~(–1),半干旱苔原与淹水苔原沼泽表现为净排放;三个类型苔原沼泽观测点均表现为N_2O净吸收,最高吸收通量出现在淹水苔原,为(–2.6±2.4)μg N_2O·m~(–2)·h~(–1);黑暗条件下苔原沼泽一致表现为CH_4和N_2O净排放。光照与土壤水分减少增加了苔原CH_4有氧氧化吸收,同时促进了反硝化作用对N_2O的还原转化。观测期间所有观测点均表现为CO_2的汇,最高CO_2净交换量与光合作用强度都出现在淹水苔原区,分别为(–40.1±17.6)μg CO_2·m~(–2)·h~(–1)和(91.2±26.5) mg CO_2·m~(–2)·h~(–1);而最高苔原沼泽呼吸速率出现在干旱苔原观测点,为(73.1±17.6)μg CO_2·m~(–2)·h~(–1)。夏季适宜的温度、降水条件促进了苔原植被的光合作用,增加了苔原沼泽CO_2吸收量。CO_2、N_2O、CH_4通量随时间变化的相互关系规律不显著(P0.05),但在降水与温度波动下,N_2O与CH_4通量都随CO_2通量呈现相似的波动。三种温室气体与各种环境因子之间的响应关系值得进一步研究;不同光照条件对CH_4、N_2O排放量的估算有重要影响。     

137Cs和210Pb测年的青海湖西北沉积速率研究

对沉积物柱样1,2的137Cs和210Pb定年分析,这两个样品137Cs最大蓄积峰值出现的年份分别为1963年和1986年。利用沉积物中137Cs蓄积峰,计算沉积物的深度沉积速率分别为0.153 1 cm·a-1、0.153 8 cm·a-1,计算出的质量堆积速率分别为0.048 4 g·a-1·cm-2、0.048 2 g·a-1·cm-2。210Pb计算出的两个柱样的沉积速率分别为0.052 0 g·a-1·cm-2,0.051 4 g·a-1·cm-2,137Cs和210Pb计算出的沉积速率,结果较为一致。由此可见,利用137Cs和210Pb综合定年,相互印证,可以消除一些偶然因素带来的定年偏差,进而较准确地计算湖泊沉积速率,这对研究青海湖近现代环境变化具有一定的现实意义。     

乔治王岛菲尔德斯半岛的地温特征和岩石热物理性质

1985—1986年度和1986—1987年度在菲尔德斯半岛对地面温度进行了测量,共获得129个数据,并对带回的样品进行了岩石热导率测量,共获得210个数据。本文在分析和归纳这些数据的基础上对菲尔德斯半岛的地温特征和岩石热物理性质进行了初步探讨。     

南大洋普里兹湾沉积物中生物硅的溶解度研究

本文利用中国南极科学考察航次获得的沉积物样品,采用分批（batch）实验方法,获取实验室生物硅溶解度,并结合间隙水中可溶性硅剖面,对普里兹湾沉积物中生物硅的溶出过程进行了初步研究。研究结果如下：在25℃,pH 8条件下,普里兹湾IV-10、 IS-4站表层沉积物中生物硅的实验室溶解度分别为1936、1539μmol/dm3,不同层次沉积物溶出结果显示随深度增加溶解度值降低。根据实验室溶解度数据与间隙水硅酸盐Cd的分析比较,表明研究站位沉积物生物硅的早期成岩过程中生物硅的溶出还伴随有其他化学过程。     

图解法和矩值法计算西台吉乃尔盐湖沉积物粒度参数的差异

柴达木盆地西部的西台吉乃尔盐湖既是研究成盐演化的典型湖泊,也是一个重要的盐湖资源产地。盐湖沉积物的粒度组成记录了湖泊沉积环境和动力条件的变化,对于理解盐湖的形成演化具有指示意义。目前有关盐湖沉积物粒度参数(平均粒径、标准偏差、偏度和峰度)计算的报道较少。采用Beckman Coulter LS 13320激光粒度仪测定了西台吉乃尔盐湖沉积剖面(XT剖面,240 cm厚)121个样品的粒度组成,并对图解法和矩值法计算出来的粒度参数进行了比较。分析结果表明,1)图解法和矩值法得出的平均粒径和标准偏差非常一致,二者可以相互替代;2)两种方法得出的偏度和峰度存在显著差别,二者不可替代;3)矩值法计算整体考虑了样品粒度的频率分布特征,得到的粒度参数比图解法更全面。     

乌兰布和沙漠东北缘地温变化特征及其影响因子

基于内蒙古磴口荒漠生态系统国家定位观测研究站监测数据,分析2014年1—12月不同土层的地温数据及同期气象数据,进而阐明乌兰布和沙漠东北缘地温变化特征。结果表明：（1）乌兰布和沙漠地温及气温具有显著的日变化特征,气温最高值与最低值出现时刻相对巴丹吉林沙漠提前2 h,相对东部地区滞后1 h;地温与气温季节变化特征一致,各季节地温最值出现时刻相对气温滞后1 h;（2）地温变化速率随着土壤深度的增加而减小,在土壤深度达到70 cm以后,地温全年在0℃以上;低于0℃的5 cm地温持续时间约为4个月;（3）地温与空气温度、太阳辐射变化趋势一致,地温相对太阳辐射及气温明显滞后。相关分析与逐步回归表明,对地温变化起决定作用的环境因子为空气温度、蒸发量、太阳总辐射、风速、空气相对湿度、降水。     

南极大气CO_2、CH_4和N_2O本底趋势特征分析

对南极大气温室气体CO_2(含δ~(13)C-CO_2和δ~(18)O-CO_2)、CH_4和N_2O长期测值进行比较分析。结果表明,南极是全球大气温室气体浓度(CO_2稳定同位素丰度值)随纬度分布变化中的最低(高)区域。南极大气温室气体浓度值变化趋势、年增长率与全球整体上一致,但在具体数值上存在差异。南极CO_2平均年增长率(1958—2014年)为(1.43±0.59)mg·L~(–1)·a~(–1),低于同期赤道(1.51±0.72)mg·L~(–1)·a~(–1),但1980—2014年和2000—2014年年增长率均高于南半球中纬度地区。δ~(13)C-CO_2和δ~(18)O-CO_2丰度趋势揭示了化石燃料排放和全球尺度过程对CO_2的影响,但南极是受影响最小的区域。1983—2014年南极CH_4平均增长率为(6.2±4.9)μg·L~(–1)·a~(–1),低于北半球中纬度(6.5±5.6)μg·L~(–1)·a~(–1)而高于赤道(5.6±5.3)μg·L~(–1)·a~(–1)和南半球中纬度(6.1±4.9)μg·L~(–1)·a~(–1),这与CH_4人为排放增强主要在北半球中纬度地区而显著被OH氧化在赤道和中纬度地区的事实是吻合的。南极N_2O平均年增长率为(0.87±0.15)μg·L~(–1)·a~(–1)(2005—2013年),与南半球中纬度地区接近但低于北半球而高于赤道地区。     

烧失法测定有机质和碳酸盐的精度控制

利用水系沉积物参考样M-278和KMF,研究了温度在550℃烧灼时沉积物样品的烧失量,测定结果表明:样品在马弗炉中位置的不同,能显著影响测量结果。为减少样品因位置的差异而引起的分析误差,样品应尽量避免放置在炉门附近。但是,对于靠近炉门附近的样品,它们的测量值可以通过乘上校正系数r1=1.057和r2=0.97分别校正测定有机质和碳酸盐含量的误差。     

沙漠地区人工固沙植被对土壤温度与土壤导温率的影响

通过分析人工固沙植被区与流动沙丘区不同部位 (沙丘迎风坡、丘间低地、沙丘背风坡 )各层土壤温度梯度分布 ,及其月平均值变化与日变化特点 ,计算不同地表覆盖 (人工植被与裸沙区 )条件下的沙土导温率。结果表明 ,沙坡头地区 7～ 10月平均地温变化的振幅 ,在地面约为 16 2℃ ,振幅变化随深度的递增而迅速减小。在 0 0 5m深度处 ,地温年振幅为地面振幅的一半。 7～ 10月中地温最高最低出现的月份 ,随深度增加都呈滞后现象 ,但滞后的情况两者并不相同。另外 ,在 2 0cm以下深度内 ,7～ 10月月平均温度都高于 0℃。当观测深度按算术级数增加时 ,地温日振幅则以几何级数减小。尽管地温振幅日变化因天气情况不同大有差别 ,在相同的气象条件 (连续四日晴天 )下的研究发现 ,下垫面的影响作用不容忽视 ,尤其是由于植被覆盖度的差异而引起的地温日振幅与地温剖面分布变化。根据 1992年 8月观测记录 ,流沙区丘间地温日振幅最高达 2 6 2℃ (表层 ) ,最小值只有 1 8℃ (1m深 )。固沙植被区丘间低地最高日振幅为 2 5 9℃ (表层 ) ,最低值 4 3℃ (1m深 )。植被区地表层温度变幅小于流沙区 ,而深层温度波动显著。在 5cm深度处 ,植被区地温降至最低值的时间滞后于流沙区 2h以上 ,2 0cm处植被区地温达到最大值的时间比     

双扩散在南极文森湾海域热盐结构演变中的作用

利用22头象海豹携带的CTD观测到的2012年3—4月南极文森湾中西部海域的海水温盐剖面数据,研究了双扩散效应在海水热盐演变过程中的作用。结果显示,该海域双扩散效应显著,其中"扩散对流"作用在水柱中所占比例超过50%,并普遍存在于500—800 dbar深度的深层水中;"盐指对流"作用在水柱中所占比例不超过10%,存在于300—500 dbar的中层水中;随着时间进入南极冬季,海水结冰盐析过程会使水体中重力不稳定状态加剧。"扩散对流"会产生向上的热通量和盐度通量,热通量大约在0.02—0.5 W·m~(–2),盐度通量平均在10–8 m·s~(–1)左右;"盐指对流"则会产生向下的热通量和盐度通量,平均热通量约为–0.5 W·m~(–2),平均盐度通量约为–10–8 m·s~(–1)。在结冰初期,文森湾陆架海域的海表结冰过程对低温高盐水体的产生具有补充作用,进而通过扩散对流作用使得高密度陆架水(DSW)在水体内部得到补充生长与积累。因此,双扩散作用对于该海域高密陆架水的形成有不可忽视的贡献。     

中国主要沙尘暴源区稳定同位素背景值初步研究

采用稳定同位素方法,对中国沙尘暴主要源区塔克拉玛干沙漠、柴达木盆地沙漠、库姆塔格沙漠、腾格里沙漠、乌兰布和沙漠、毛乌素沙地进行了采样分析。结果表明:22个样品¹⁸O和³⁰Si的δ值变化范围分别为9.6~14.8和-1.7~0.3,其中¹⁸O的δ值库姆塔格沙漠最大,柴达木盆地沙漠最小,³⁰Si的δ值毛乌素沙地最大,柴达木盆地沙漠最小。总体而言,样品中³⁰Si的δ值的变异系数要比¹⁸O的δ的变异系数大,因此³⁰Si更适合用于沙尘溯源。相邻的沙漠(沙地)呈现出³⁰Si的δ值相近的趋势,因此推断相邻的沙漠(沙地)沉积物可能来自同一地区。     

楚科奇海陆架沉积物中几种低环的多环芳烃的垂直分布特征

于2014年中国第6次北极科学考察期间,采集了楚科奇海陆架4根沉积物柱状样,据此开展了其中几种低环的多环芳烃(PAHs)的总体水平调查,并结合~(210)Pb测年,探讨了其垂直分布特征及历史沉降规律。结果表明,楚科奇海陆架沉积物中几种低环PAHs含量变化范围为50—1 553 ng·g~(–1),总体处于较低水平,且与粒径变化关系不明显。楚科奇海陆架区沉积物的沉积速率为0.05—0.19 cm·a~(–1),低环PAHs垂直变化较小,总体受人类影响极少,局部高值可能受到石油渗漏或成岩作用等过程的影响。     

水盐梯度下湿地柽柳(Tamarix ramosissima)光合响应特征和水分利用效率

光合响应特征与水分利用效率研究对深入理解柽柳(Tamarix ramosissima)对水盐胁迫的适应性机制十分必要,可为荒漠绿洲湿地盐渍化的改善和治理提供科学指导。以荒漠绿洲湿地柽柳为研究对象,利用Li-6400光合仪测定水盐梯度下柽柳的光合参数及其对光强的响应,探讨水盐梯度对荒漠绿洲湿地植物光合作用和水分利用效率的影响机制。结果表明:荒漠绿洲湿地柽柳的净光合速率(P_n)呈不对称双峰型日变化趋势,河岸灌木、盐沼和绿洲草地湿地的次峰较主峰分别下降19%、8.5%和11.2%;蒸腾速率(T_r)表现为单峰型。在同一水盐环境下,柽柳的Pn和水分利用效率(WUE)随光合有效辐射(PAR)的增强先快速升高后渐趋平缓。Tr对PAR的增强表现均不敏感。盐沼湿地柽柳的最大净光合速率、光饱和点与表观量子效率均最大,光补偿点最小。柽柳光饱和点512.67~1 790μmol·m~(-2)·s~(-1),光补偿点16.28~19.23μmol·m~(-2)·s~(-1)。适度的水盐含量会促进光合作用,水盐含量过高或过低均会抑制光合速率。盐分含量越低,荒漠绿洲湿地柽柳适应光强的范围越广。适度的水分含量下降可促进水分利用效率的提高。     

基于近红外光谱快速分析东南极湖泊沉积物化学元素含量

以东南极罗斯岛地区的3个湖泊沉积剖面为研究对象,利用紫外-可见-近红外反射光谱仪获得了沉积物样品的光谱曲线,讨论了东南极罗斯岛湖泊沉积物的光谱特征。在沉积物化学元素分析的基础上将样品分成建模集和验证集,采用偏最小二乘法建立光谱与化学元素指标的对应关系矩阵,通过验证集预测值和测定值之间的误差参数比较,发现研究的20种元素含量均能和光谱曲线建立有效的计算关系,其中,N、C、H、Mn、Ba、P、Al、Fe、K、Se、As和Hg等元素能够达到相当精确的预测水平(预测值与测量值之间的相关系数r20.90)。本研究结果表明,利用近红外反射光谱快速分析东南极湖泊沉积物中元素含量是一种潜在有效的方法。     

会仙喀斯特湿地沉积物的沉积速率

为了研究会仙喀斯特湿地沉积物的沉积速率,在会仙喀斯特湿地设置了 4个采样点,于2018年12月10日,根据实际采样条件,在各采样点采集了不同深度的沉积物样品,测定沉积物岩芯中210Pb的比活度值并分析其垂直分布规律;利用210Pb计年常用模型中的恒定通量恒定沉积模型,计算得到会仙湿地沉积物的沉积速率.研究结果表明,会仙...     

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。     

纳米TiO2分离富集ICP-MS法测定河口环境样品中重金属研究

建立了以纳米二氧化钛（TiO2）作为吸附剂填充微柱,电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法测试Cu^2＋,Cd^2＋,Pb^2＋和Ni^2＋离子的分析方法．考察了不同pH值、洗脱液浓度、样品流速、体积和外源干扰离子的影响,实验结果表明在pH值8～10范围内待测离子可被TiO2定量吸附,2．0molL^-1HNO3可将吸附在微柱上的待测物完全洗脱,优化条件下本方法对溶液中Cu^2＋,Cd^2＋,Ph^2＋和M^2＋离子检出限分别为：0．02,0．01,0．01,0．02μgL～,相对标准偏差小于2％（n=7）,富集系数50倍．对水系沉积物标准物质（GBW07310）的测定值与标准值相一致,方法具有简便、快速,灵敏度高,重现性好的优点,可满足河口水体与沉积物样品中痕量金属元素定量分析的要求．