菲尔德斯半岛潮间带生物生态学的研究

198 7年 1 1月 - 1 989年 3月我们连续跨年度在菲尔德斯半岛潮间带 -浅海区域系统地进行了生态学考察 ,获得了宝贵的第一手资料。在生物组成及其生态分布的研究中 ,我们分别选择了长城湾、马尔什基地、生物湾、阿德雷岛、半三角及无名岛进行定期观察、取样 ,它们分别代表了岩石、石砾、泥沙滩、暴浪及隐蔽性内湾等各类生态类型。数量分法的引进是生态学研究中的一大进步 ,使之成为一门精密学科。本文在数量方法的使用中 ,引入了生物量、频度与覆盖度等手段 ,丰富了数量方法的内容。菲尔德斯半岛就象整个南极区域一样 ,其食物网是较为简单的。以黑背海鸥为代表的海鸟和南极鳕 ,南极银鱼等占据了营养级的顶层 ,肉食性的螺类和草食性的帽贝位于中间层次 ,大型底栖与微观浮游藻类构成营养级底层。菲尔德斯半岛习见的微生物种类有黄杆菌、纤维粘细菌、莫拉氏菌等 ,它们是腐食食物网的重要组成部分。菲尔德斯半岛潮间带生物的季节变化一般表现为三种形式。其一是生物群落结构的变化 ;其二是生物分布空间的变化 ;其三是严酷的冬季几乎所有的潮间带生物种类几近绝迹。由于生物季节的短暂与分布空间的狭小 ,生物的种间竞争是相当激烈的。岩相底质的同质性与异质性以及软相底质中的表附与底内生物等不同生态类型 ,     

南极菲尔德斯半岛生物体的微生物含量分析

于１９９３／１９９４年以平板培养法用５种基本培养基对南极菲尔德斯半岛地区的生物体作了微生物含量分析。所研究的海藻、苔藓、地衣、沙蚕、小红蛤、帽贝、鱼、企鹅和鲸等的体表和体内样本计３３个。分析和比较了各类生物体内外所含的陆源性细菌、海洋性细菌、肠细菌、真菌及耐酸细菌等的含量,在一定程度上,培养温度的提高可促进样本中原有的微生物迅速大量繁殖,表明低温仍是制约南极微生物的重要因子。     

南极特拉诺瓦湾下降风特征

南极罗斯海特拉诺瓦湾(Terra Nova Bay)是强下降风汇集区之一。采用高分辨率南极中尺度预报系统(Antarctic Mesoscale Prediction System,AMPS)资料和特拉诺瓦湾难言岛Manuela自动气象站实测数据,分析了特拉诺瓦湾及其附近地区的下降风特征。AMPS对难言岛地区风速和气温有较好的模拟能力,但风向比实测值偏西约30°。难言岛地区风速从1月开始迅速增大,4—9月风力平均为8级以上。难言岛夏季1月份的风速变化滞后气温变化约3 h;冬季7月份风向稳定为西至西南。特拉诺瓦湾及其附近地区下降风来自西岸海拔较高的冰盖,其风向的空间分布特征基本几乎不随季节而变化。下降风风速有显著的季节演变特征,11月至次年1月较小,3—9月风速较大。特拉诺瓦湾西岸等几处冰川地带在冬季是强风汇集区,难言岛处于Reeves冰川下降风汇集区中。该汇集区上边界和南北两侧均有清晰的分界线,风速较强区从地面延伸至650—800 m高处,风速最大值距离地面高度约为50—200 m。强下降风气流受难言岛地形阻挡,风速有所减弱,气流越过难言岛之后,风速再次加强。特拉诺瓦湾地区下降风流动过程中近地面气团位势温度变化幅度很小,表明下降风在从内陆高原到沿岸地区的流动是干绝热过程。     

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。     

南极乔治王岛菲尔德斯半岛土壤的化学风化作用

西南极南设得兰群岛乔治王岛菲尔德斯半岛土壤化学分析表明土壤中存在着一定的化学风化作用。相对于母质,土壤中的SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、FeO、MgO,GaO和Na_2O淋失,K_2O、H_2O~+、H_2O~-、TiO_2和P_2O_5富集。土壤中SiO_2/Al_2O_3的平均值为4.71,属弱风化壳类型。硅铝比反映出成土作用时间越长,土壤的风化程度越高,化学风化作用大于南极大陆边缘和内部。Al_2O_3在南极的淋失率大于SiO_2,使较老土壤剖面由下向上硅铝比增大。土壤的化学性质很大程度上取决于母质。南极强烈的冻融扰动作用破坏了土壤分层。土壤中存在着较强的水合作用。     

南极乔治王岛菲尔德斯半岛土壤的化学风化作用

西南极南设得兰群岛乔治王岛菲尔德斯半岛土壤化学分析表明土壤中存在着一定的化学风化作用。相对于母质,土壤中的SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、FeO、MgO,GaO和Na_2O淋失,K_2O、H_2O~+、H_2O~-、TiO_2和P_2O_5富集。土壤中SiO_2/Al_2O_3的平均值为4.71,属弱风化壳类型。硅铝比反映出成土作用时间越长,土壤的风化程度越高,化学风化作用大于南极大陆边缘和内部。Al_2O_3在南极的淋失率大于SiO_2,使较老土壤剖面由下向上硅铝比增大。土壤的化学性质很大程度上取决于母质。南极强烈的冻融扰动作用破坏了土壤分层。土壤中存在着较强的水合作用。     

人类活动对南极乔治王岛菲尔德斯半岛环境的影响

人类活动对南极环境的影响主要表现为全球性人类活动的影响和南极局地人类活动的影响两方面。本文在对南极乔治王岛菲尔德斯半岛环境进行调查和采样分析的基础上,明确了南极环境中存在源于北半球中高纬地区人类核活动产生的人工放射性同位素１３７Ｃｓ：土壤表层（０～５ｃｍ）、苔藓活体层、枝状地衣、壳状地衣体中１３７Ｃｓ比活度分别为６．０～１４．８、２５．１、２９．０和５８．１Ｂｑ／ｋｇ;而中国北方地区土壤表层（０～１０ｃｍ）、壳状地衣体中１３７Ｃｓ比活度分别为６．４～３７．３和２９４．０～３１２．０Ｂｑ／ｋｇ,可见这类全球陆地表面广泛分布的壳状地衣是监测人工放射性核素长期扩散影响极为敏感的信息载体。南极科学考察活动对局地生态系统和地表冻融过程有一定程度的干扰,南极生物体（特别是地衣体）和水体是对人类活动影响极为敏感的环境信息载体,考察站区周围的生物体和水体中Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｂ、Ｚｎ等污染物含量明显偏高。菲尔德斯半岛作为南极科学考察站最为密集的地区之一,其环境与陆地生态系统受人类活动影响较为明显,故加强本区环境和生物保护工作已成为当前南极环境科学研究的重要方面     

南极菲尔德斯半岛海鸟与种群分布

2000/2001-2002/2003南极夏季期间,对中国南极长城站所在地乔治王岛菲尔德斯半岛及邻近区海鸟群落组成与种群分布特征进行了观测研究。本文报道了对该地区三次考察期间记录的海鸟共11科25种。其中,有繁殖活动的海鸟12种,优势种有白眉企鹅(Pygoscelispapua)和黄蹼洋海燕(Oceanitesoceanicus),常见种有纹颊企鹅(Pygoscelisantarctica)、巨鹱(Macronectesgiganteus)、花斑鹱(Daptioncapenis)、南极燕鸥(Sternavittata)和灰贼鸥(Catharactaantarctica)等。     

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。     

南极拜尔斯半岛企鹅粪土沉积物元素地球化学特征

拜尔斯半岛位于南极利文斯顿岛最西部,是南设得兰群岛中最大的无冰区。对采自拜尔斯半岛的一根长55 cm的企鹅粪土沉积柱P1进行了元素和同位素地球化学分析。通过对沉积物C/N、有机质来源和δ15N的分析,发现P1沉积剖面中有机质主要来源于企鹅粪。利用富集系数、相关性分析、主成分分析等统计分析方法,识别出该沉积剖面中P、F、Cu、Hg、As、S六种元素具有共同的来源,与企鹅粪的输入密切相关,并且这些元素与TOC和δ15N显著正相关,说明沉积剖面中这些元素含量主要受控于企鹅粪的输入程度。通过与长城站区阿德雷岛、东南极戴维斯站加德纳岛企鹅粪土沉积物的标型元素特征比较,发现上述三个地区的标型元素组合大体上一致,反映了整个南极地区企鹅粪土沉积物生物标型元素组合的共性。研究结果为进一步恢复该地区的企鹅种群数量演化,及其对气候变化的响应提供了可能。     

西南极纳尔逊岛Stansbury半岛火山岩地质特征初论

纳尔逊岛Stansbury半岛被玄武质、玄武安山质熔岩和火山碎屑岩以及沉积火山碎屑岩所覆盖。区域火山岩地层对比证明其是在形成长城站地区火山岩的同一火山作用下发育起来的。据地质接触关系和岩石组合特点,初步认为该半岛火山岩地层可以进一步划分为三个岩性段,分别形成于两期火山作用。该半岛的主要构造线方向平行于菲尔德斯海峡,这在地貌特征及次火山岩的分布上得到了证实。     

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。     

西南极纳尔逊岛Stansbury半岛火山岩地质和岩石学基本特征

西南极纳尔逊岛Stansbury半岛基本被玄武质、玄武安山质熔岩以及火山角砾岩和含植物化石的火山-碎屑沉积岩所覆盖。地层接触关系和火山岩岩石组合显示,该半岛的熔岩和火山角砾岩主要形成于第一阶段的火山活动,可与菲尔德斯半岛的碧玉山段以及玛瑙滩段地层对比;含化石的火山-碎屑沉积岩和角砾熔岩、火山角砾岩分别相当于长城站地区的化石山段和岩块山段的岩层,它们是晚期火山作用的产物。stansbury半岛和菲尔德斯半岛发育有基本相同的火山岩地层,并且都在化石山段地层中发现了植物化石,这表明两个半岛上的火山岩可能是早第三纪区域火山作用的共同产物。 半岛所出露的断裂大致平行菲尔德斯海峡并且控制了次火山岩的分布。 岩石学特征说明,Stansbury半岛的熔岩和次火山岩主要为玄武质和玄武安山质,岩石中的斑晶矿物包括偏基性的斜长石、单斜辉石。岩石化学成分中,随着SiO_2含量增高,Al_2O_3、CaO、MgO和铁含量下降,碱质则升高。和菲尔德斯半岛的火山岩一样,这个半岛的火山岩也基本沿着钙碱趋势演化。微量元素和稀土元素的丰度以及配分模式证明,这套岩石具有同源岩浆的亲缘关系并且可能经历了分离结晶作用过程。     

南极菲尔德斯半岛土壤氮循环微生物类群数量与功能活性的初步研究

南极乔治王岛南端的菲尔德斯半岛被认为是研究南极生态与生物资源的理想之地。本研究从该半岛全岛范围采集了3类不同类型的土壤样品,采用传统最大或然法(MPN)对其所含氮循环各类群微生物的总量进行了测定,同时利用常规Griess试剂、纳氏试剂等显色法初步估算了各菌群的功能活性强度,并结合土壤理化性质和采样点生态等进行了初步分析。目的是对该半岛土壤氮循环微生物进行先期初步了解,为进一步深入研究它们的其他特性奠定基础。结果表明:13个土样中所含氮循环微生物总量趋势为氨化菌反硝化菌硝化菌和固氮菌(活菌数),除极个别样品外均具有不同程度的硝化、反硝化、氨化活性。其中,所有土壤样品均具有比较高的氨化菌含量及氨化活性强度;丘陵山坡土壤的反硝化菌含量与反硝化活性强度要高于动、植物区土壤(极个别样品除外);动物区和植物区土壤的硝化菌含量较少,但硝化活性强度较高,预示着可能存在高效功能菌株;而丘陵山坡土壤的硝化菌含量及硝化活性强度则表现得高低不一。本结果为进一步深入研究该地区氮循环微生物提供了前期参考。     

Climatic trend and the retreat and disintegration of ice shelves on the Antarctic Peninsula: an overview

Observation of the retreat and disintegration of ice shelves around the Antarctic Peninsula during the last three decades and associated changes in air temperature, measured at various meteorological stations on the Antarctic Peninsula, are reviewed. The climatically induced retreat of the northern Larsen Ice Shelf on the east coast and of the Wordie, George VI, and Wilkins ice shelves on the west coast amounted to about 10 000 km² since the mid-1960s. A summary is presented on the recession history of the Larsen Ice Shelf and on the collapse of those sections north of Robertson Island in early 1995. The area changes were derived from images of various satellites, dating back to a late 1963 image from the recently declassified US Argon space missions. This photograph reveals a previously unknown, minor advance of the northern Larsen Ice Shelf before 1975. During the period of retreat a consistent and pronounced warming trend was observed at the stations on both east and west coasts of the Antarctic Peninsula, but a major cause of the fast retreat and final collapse of the northernmost sections of the Larsen Ice Shelf were several unusually warm summers. Temperature records from the nearby station Marambio show that a positive mean summer temperature was reached for the first time in 1992-93. Recent observations indicate that the process of ice shelf disintegration is proceeding further south on both sides of the Antarctic Peninsula.     

GEOLGY OF FILDES PENINSULA,KING GEORGE ISLAND,WEST ANTARCTICA——A Study on the Stratigraphy and Volcanism

On the basis of the geological mapping, isotopic choronoogcal and petrological evidences, the aumors suggested that the early Tertiary volcanic strata in the Fildes Peninsula could be divided into two formations and four members. The erupted centers in the peninsula were gradualy migrating from the western coast to the eastern and the subvolcanic intrusives were regularly distributed along a series of NWW-SEE trending faults. All of these were basically formed in two stages of volcanic activities from Paleocene to Eocene.     

西南极乔治王岛北海岸第三纪火山岩的岩石化学和地球化学研究

乔治王岛北海岸的第三纪火山岩包括菲尔德斯半岛组（ＦＰＧ）熔岩、Ａｄｍｉｒａｌｔｙ湾组（ＡＢＧ）岩颈和Ｗｅｇｇｅｒ峰组（ＷＰＧ）侵入岩。大多数中基性熔岩为斑状结构，斜长石和普通辉石是岩石中最主要的斑晶相。安山岩中尚含有少量斜方辉石，英安岩质熔岩则为细晶质结构。岩颈相岩石的物质组成与熔岩相似，但斑晶含量往往较少。岩石化学成分表明，所有岩石均富铝，为亚碱性火山岩，属于钙碱性岩石系列。岩石富集大离子亲石元素，轻稀土元素略为富集，稀土元素总含量落在钙碱性岩石的含量范围之内并基本随硅含量的增加而增加。岩石具有很低的８７Ｓｒ／８６Ｓｒ比值（０．７０３４左右）和较高的１４３Ｎｄ／１４４Ｎｄ比值（０．５１２７８－０．５１２８８），εＮｄ平均值在＋６左右。８７Ｓｒ／８６Ｓｒ比值与Ｓｉ、Ｋ、Ｒｂ、１／Ｓｒ等元素呈水平线性关系。在Ｃｅ／Ｙｂ－Ｃｅ和Ｔｈ／Ｔａ－Ｔｈ图解上所有岩石的投影点分布趋势相同，趋势线的斜率＞０。上述特征表明，乔治王岛北海岸第三纪火山岩均由上地幔物质直接生成而未受壳源物质的混染。推测在古太平洋板块向南极板块下俯冲的过程中，上地幔发生的不同程度部分熔融所生成的玄武岩岩浆从深部岩浆囊沿构造薄弱带穿过地壳直接喷出形成     

南极无冰区古海蚀龛沉积──古环境研究的新材料

首次在西南极菲尔德斯半岛长城站地区发现了保存完好的古海蚀龛沉积物 ,研究表明它是后期冰水湖泊沉积环境下的产物 ,该沉积剖面的形成环境反映了本地区距今 46 0 0年以来地貌演化、冰盖进退与古气候的演化过程。古海蚀龛沉积剖面的发现 ,为目前主要基于湖泊沉积物、海洋沉积物及冰芯等进行的南极无冰区古环境研究领域 ,提供了一种新的研究载体。     

普里兹湾邻近海域大磷虾的种群结构研究

本文依据 1 989/ 1 990和 1 990 / 1 991南极夏季在普里兹湾邻近海域所获取的拖网样品 ,对大磷虾 (Euphausia superba Dana)的种群结构进行了分析。体长频数分布表明 ,种群中主要包括4个年龄组 ,即 1 + 、2 + 、3 + 、和 4+ 龄。 5 + 和 5龄以上的高龄组所含比重很小 (<3 %)。雌性临产个体 (3 DF)的体长频数分布表明 ,大磷虾的初次性成熟年龄为 3龄。生殖群体也以 3 +龄为主 ,4+龄次之。种群组成存在着明显的地区差异。普里兹湾以北海域是典型的双态分布 ,1 + 龄占有相当大比重 ;测区东西两侧以成体虾为主 ,极少有 1 + 龄虾。种群组成的年际变化也是明显的 ,特别表现在补充群体 (1 + 龄 )的强度上     

南极菲尔德斯半岛微生物总量的调查

在南极菲尔德斯半岛进行了微生物总菌量的调查。共收集样品３５个（以土壤样品为主），从这些样品中计数得到一般细菌总量范围为：１０３－１０６ｃｅｌｓ／ｇ（３０°Ｃ），１０４－１０６ｃｅｌｓ／ｇ（１６°Ｃ），１０４－１０６ｃｅｌｓ／ｇ（４°Ｃ）；一般真菌总量范围为：１０２－１０３ｃｅｌｓ／ｇ（３０°Ｃ），１０２－１０３ｃｅｌｓ／ｇ（１６°Ｃ），１０３ｃｅｌｓ／ｇ（４°Ｃ）。初步鉴定细菌有７个属：微球菌属，葡萄球菌属，节细菌属，黄杆菌属，产碱菌属，假单胞菌属，芽孢杆菌属。真菌有５个属：青霉菌属，金孢霉菌属，枝孢霉菌属，曲霉菌属，散子囊菌属。特别是在绝大多数样品中４°Ｃ下培养的一般细菌与真菌总量明显高于３０°Ｃ下培养的菌量，同时离半岛海岸线近的地区菌量也高于半岛内陆地区的菌量。在该地区，４°Ｃ下培养的低温菌出现率主要是假单胞菌属（６９％），芽孢杆菌属（５４％），青霉菌属（４６％），曲霉菌属（１７％）。