北极新奥尔松古海鸟粪土层的识别

对采自北极新奥尔松(Ny-lesund)一级海岸阶地上的海蚀凹槽沉积剖面进行沉积岩相学、同位素地球化学和元素地球化学研究,结果显示该剖面的70-118 cm段显著受到了海鸟粪沉积的影响,为含贝壳的海鸟粪土沉积层。该段粪土沉积层中大多数元素的浓度随深度表现出明显的波动特征,其中TOC、TN、Se、Sr、CaO、Pb、As、Zn等元素含量在深度剖面上表现出较为一致的垂向变化趋势。对粪土层的元素地球化学数据进行了聚类分析,结果表明在浓度剖面上具有较好协同关系的上述元素组合与海鸟粪有机质的输入密切相关,这些具有显著地球化学性质差异的元素共生组合是北极新奥尔松粪土沉积层的生物地球化学组合的标型特征,它们的含量变化主要受控于海鸟粪对沉积物的影响程度。海鸟粪土生物地球化学标型组合特征的识别为进一步研究该地区12-4 ka B.P.的海鸟生态系统和气候演化记录提供了科学基础。     

黄河下游滩区开封段土壤重金属空间分异规律

对黄河下游滩区开封段及滩外土壤采样48个,按照土壤化学分析方法,对铅(Pb)、铬(Cr)、汞(Hg)、砷(As)和镉(Cd)5种重金属进行分析,采用单因子污染指数、普通克里格法和相关分析对研究区土壤重金属含量特征、污染状况和分布特征进行了计算。结果表明:①研究区土壤5种重金属Pb、Cr、Hg、As和Cd含量就平均值而言,Cr的平均含量最大,Pb、Hg的平均含量最小。Pb、Cr、Hg、As和Cd4种重金属元素的变异系数在0.13～0.28之间,属于中等变异强度,Hg变异系数较大,Hg的空间差异相对较大;②重金属元素Pb、Cr、Hg、As、Cd之间具有较强的线性关系,可能具有共同来源——水沙输入;③主要污染元素为Hg、As、Pb,其中Pb的污染为中度污染且范围较广,而As和汞Hg构成三级轻度污染。Cr和Cd在各村间变化不大,Cr,Cd没有构成污染,且Cd是全部清洁表现出污染没有积累;④土壤各重金属元素的空间分布特征在研究区内上下段之间分异明显,上段呈清洁状态,中段有少量污染,下段表现出明显富集的分布状态。     

芜湖市城市边缘区土壤重金属污染空间特征研究

通过对安徽省芜湖市城市边缘区14个典型土壤采样点重金属As、Hg、Pb、Cd、Zn、Cr污染现状的调查与分析,以本地区自然土壤中重金属元素自然含量的平均值作为评价标准,分别计算出各调查区土壤单因子污染指数,应用对应分析技术,初步研究了芜湖市城市边缘区土壤重金属污染的空间分异特征。结果表明,芜湖城市边缘区土壤重金属污染已相当显著,且各区域间土壤重金属污染水平具有明显的差异。总体上看,鸠江、马塘、西江等样点较其他区域污染严重,各区域间Pb、Hg污染水平差异明显,但As、Cd、Zn、Cr污染水平差异不大。     

北极新奥尔松(Ny-lesund)地区环境中有机碳组成来源的初步分析

对2010年8月从北极新奥尔松地区(Ny-lesund)中国黄河站附近所采集的土壤、沉积物和苔藓进行整体指标[OC%,TN%,δ13C(‰)]和木质素(lignin-derived phenols)分析;并对土壤和沉积物进行粒度分析。结果显示OC%与TN%具有相同的来源;但是粒度并不是控制有机物分布的主要因素。数据显示当地木质素主要来自当地的维管植物和苔藓,但是可能会受到当地动物或者微生物的影响。木质素的降解参数(Ad/Al)v值的大小顺序为沉积物土壤苔藓,可能是由于苔藓的表面吸附了细颗粒的煤炭,但是缺少14C数据,无法定量计算煤炭对环境中有机碳的贡献;另外一个降解参数肉桂基酚类两种单体(CAD/FAD)比值由苔藓、土壤、沉积物依次降低,反映出成岩作用增强,木质素降解程度增加。综合OC%、TN%、δ13C(‰)和木质素数据,中国北极黄河站周围环境中的有机碳来源主要为当地的苔藓和维管植物,也有可能吸附了一些煤颗粒,但是由于技术手段的限制,煤炭的贡献在当前的数据解析下无法定量评估。     

北极黄河站生态环境考察与研究进展

北极黄河站位于北极斯瓦尔巴群岛新奥尔松地区,是生态系统对全球变化响应监测与研究的理想之地。我国自2004年建站以来,开展了系统的王湾海域生态断面和陆地植被样方的长期监测与研究,同时开展了环境污染和鸟类种群变迁等方面的考察与研究。结果表明:冰川退缩迹地上的物种更替明显,而范氏藓等可很好地反映该地区同时期的气温变化;从北极黄河站周边区域的海底沉积物、土壤、湖沉积物和冰川冰碛中分离获得了3个北极新属和21个北极新种,并发现了部分活性菌株;王湾海域微型浮游生物存在较高的生物多样性,其表层水存在潜在氮限制;微藻对温度有较好的适应性,具有通过自身调节来适应北极环境变化的能力;苔原植物对重金属具富集能力,大气传输是持久性有机污染物(POPs)污染来源的最主要途径;鸟类方面,在距今9 400年海鸟就已在该地区生活繁衍,种群数量存在明显波动并在距今7 650年左右达到最大。未来应坚持监测断面和样方的长期监测,进一步掌握生物群落的变化趋势;融合我国在该地区的大气、冰川、样方和海洋监测,开展大气-冰雪-陆地-海洋相互作用研究,聚焦科学问题并形成我国在该地区的研究特色。     

北极新奥尔松地区夏季近地面CO2、CH4和N2O浓度的观测研究

2008和2009年夏在北极新奥尔松地区（Ny-Ålesund）不同苔原区域（鸟类保护区、海滩苔原、矿区、人类活动区等）监测CO₂、CH₄和N₂O近地面浓度的时空变化并分析其可能的影响因素。2008年7月25日-8月13日和2009年7月13-26日,在不同观测区域设置常规和非常规采样点采集气体样品共239瓶并妥善保存。实验室内使用气相色谱（GC）测定准确真空瓶中温室气体（CO₂、CH₄和N₂O）的浓度。鸟类保护区的日变化中,2008年鸟类保护区CO₂和N₂O日变化浓度均大于2009年约30 ppm和25 ppb。2008年海滩苔原CO₂浓度均高于2009年约30 ppm;N₂O浓度低于2009年11 ppb;2008年鸟类保护区CH₄浓度低于2009年,而海滩苔原2008年浓度高于2009年,差值均约为0.7 ppm。这些年际变化可能由环境条件（天气变化等）和地表覆盖情况的变化引起。高海鸟活动区（HB）CO₂浓度低于海鸟活动较少的区域（MB 和 LB）;鸟类保护区CO₂浓度低于海滩苔原,N₂O浓度高于海滩苔原,主要原因是海鸟活动和鸟粪增加了土壤营养元素,影响苔藓植被发育的情况并改变上垫面状况。综合不同苔原区域：新奥尔松地区CO₂和CH₄浓度高于ZEP (Zeppelin Station)监测平均浓度,地表向大气输送CO₂和CH₄;而N₂O低于ZEP监测的平均浓度,地表从大气吸收N₂O。不同区域影响因素不同：鸟类保护区、海滩苔原和鸟岛主要是受到海鸟活动影响;矿区主要是受水分和土壤基质影响;站区和机场受到人类活动影响但并不明显,总的来说直接原因是由于地表覆盖情况以及地形不同引起。     

北极黄河站植物根际土壤放线菌分离培养及其鉴定

通过稀释涂布平板法,对北极黄河站(挪威新奥尔松地区)7种常见植物根际土壤样品进行放线菌的分离培养。经扩增性rDNA限制性酶切片段分析(ARDRA)及16S rDNA序列分析确定放线菌53株,分别属于8个属,除了优势菌链霉菌属(Streptomyces)和节杆菌属(Arthrobacter)外,还发现了红球菌(Rhodococcus)、糖丝菌(Saccharothrix)、拉塞氏杆菌(Rathayibacter)、微球菌(Micrococcus)、诺卡氏菌(Nocardia)、克里贝拉(Kribbella)等6种稀有菌属。     

北极新奥尔松地区有机氯农药和多氯联苯在不同环境样品中的浓度及特性

采用毛细管气相色谱法(GC-ECD)对北极新奥尔松地区地表沉积物、苔藓和动物粪便中的有机氯农药(OCPs)和多氯联苯(PCBs)进行分析研究。所有样品和空白的回收率分别为69.5%-92.2%(78.8%)、75.1%-112.1%(98.5%)和67.7%-95.1%(79.5%),相对标准偏差分别为6.7%、8.0%和11.3%。检测到OCPs中主要的单体是HCHs和DDTs,浓度范围分别为0.86-4.50ng/g(2.24ng/g)和0.22-1.09ng/g(0.55ng/g),其中HCHs主要以α,β异构体为主,二者占HCHs总量的81.6%,DDTs则主要以单体p,p′-DDD为主。样品中PCBs的浓度范围在0.20-3.25ng/g(0.84ng/g)之间,主要由四氯、五氯和六氯代PCBs同类物组成,分别占总量的23.8%、26.7%和32.3%。本文对HCHs和DDTs各组分间的比值进行了对比研究,并对PCBs同系物进行了主成分分析,证实大气传输是新奥尔松地区环境中POPs污染来源的主要途径之一,并且POPs污染来源具有相同的输入途径。     

焦岗湖及入湖河流表层沉积物重金属潜在生态风险评价

以焦岗湖及入湖河流表层沉积物为研究对象,测定其中7种重金属(As、Cd、Cu、Ni、Pb、Zn和Hg)的含量,并结合多种方法评价其潜在生态风险。结果表明,焦岗湖及入湖河流表层沉积物中的7种重金属含量都未超过国家二级标准限值;湖泊沉积物重金属Cd、Hg、Cu、Ni、As、Pb和Zn地质累积评价污染等级的平均值分别为1.89、0.94、0.47、0.25、0、0和0,所有采样点中,Cd、Hg、Cu和Ni表现出一定的污染水平,其它元素为清洁等级;湖泊沉积物中重金属Cd、Hg、Cu、Ni、As、Pb和Zn潜在生态风险指数分别为109.37、76.99、8.17、7.42、6.96、4.44和1.59,湖泊及入湖河流沉积物主要的潜在生态风险因子都为Cd和Hg,湖泊沉积物中重金属的综合潜在生态风险指数的平均值(214.9)高于入湖河流沉积物的平均值(119.5)。焦岗湖及入湖河流表层沉积物中重金属生态风险等级分别为中等和低等。     

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。     

Source of and potential bio-indicator for the heavy metal pollution in Ny-lesund,Arctic

Three kinds of tundra plant samples including Dicranum angustum(a type of boreal bryophyte),Puccinellia phryganodes(a type of fringy plant),Salix polaris(a type of vascular plant) and surface soil were samples in 200 at Ny-lesund of the Arctic.The levels of eight heavy metal elements(Hg,Pb,Cd,Cu,Zn,Ni,Fe and Mn) and three metal-like elements(As,Se,Sr) in the plant and soil samples of the areas within previous coal mining activities are significantly higher than those of other areas.The relative accumulation of these elements in these tundra plant samples is consistent with the one in the soil samples,especially in the areas affected by previous coal-mining activities.Thus,the pollution is apparently from local coal mining activity.Dicranum angustum has the highest concentrations among those elements,and it can be a good bio-indicator for heavy metal pollution in Ny-lesund.Though Ny-lesund is less polluted by heavy metal than nearby Northern European human living areas,but much more than the tundras of the Alaska,Greenland and the Antarctic.     

北极苔原Ny-?lesund地区短期气候特征

利用我国北极黄河站所在地,德国Koldwey站1994-2003年的逐时常规气象资料,对北极苔原Ny lesund地区短期气候特征进行了初步分析。结果表明,由于受北大西洋暖流的影响,该地是北极同纬度温度最高的地区。岛上气候温暖湿润,即使在隆冬季节,日平均气温都可以升至0℃以上。全年平均风力较小,以东南(SE)风居多。该地区平均增温速度为0. 68℃/10a,是北极增温较快的地区之一。与同期我国北冰洋浮冰区考察数据相比较,Ny lesund气候更温暖湿润,风速要小得多。在Ny lesund地区,美国国家环境预测中心/美国国家大气研究中心(NCEP/NCAR)的近地面气温的再分析结果,与Koldwey站实测常规地面资料相比,在冬季基本一致,而在夏季则差异较大。     

北极苔原新奥尔松地区的地表辐射特征

利用我国北极黄河站所在地,德国Koldewey站1993-2003年的资料,对新奥尔松地区的地表辐射特征进行了初步分析。结果表明,由于云的影响,新奥尔松极昼期间的日照百分率仅为32.2%。暖季由于下垫面地表冰雪融化,地表反射率迅速减小,地面吸收辐射和地面有效辐射都迅速增大。全年累计的净辐射为正值;暖季是接受太阳辐射能的主要时段,寒季接受的太阳辐射能极少。虽近10年来新奥尔松地区的气温增加十分显著,但各辐射量的变化趋势不明显。地表辐射实测值与同期NCEP/NCAR相邻格点逐日资料的比较表明,NCEP资料对各辐射项模拟的精度不高。     

海鸟活动对北极新奥尔松苔原—大气CO2交换的影响

北极高纬度地区是全球重要的海鸟活动区,海鸟粪为苔原土壤带来了丰富的养分,影响了苔原碳循环过程,但目前还未见有文献报道海鸟活动对北极苔原CO2通量的影响。2009年夏笔者采用密闭箱法对北极新奥尔松地区（Ny-?lesund）鸟类保护区和非鸟类活动区苔原的CO2夏季通量和日通量进行了对比监测,探讨了海鸟活动对苔原CO2通量的影响。结果表明：鸟类密集区（HB）、鸟类活动较少区（MB）和基本无海鸟活动的边缘区（LB）CO2净通量（NEE）平均分别为（-107.6±19.2）、（21.7±9.7）和（67.5±12.4）mg/(m2.h);光合速率平均分别为（-243.6±25.5）、（-105.5±7.6）和（-45.6±12.0） mg/(m2.h )。HB区NEE和光合速率显著高于MB和LB 区,表明鸟类活动显著增加了苔原生态系统NEE和光合速率;而呼吸速率平均分别为（136.0±16.5）、（127.2±15.6）和（113.0±6.8）mg/(m2.h),且差异不明显,表明海鸟活动对呼吸速率影响较小。非鸟类活动区苔原（海边苔原和煤矿区苔原）在夏季整体上表现为CO2排放源,平均NEE分别为（6.91±4.8）和（17.5±41.6）mg/(m2.h)。综合分析表明：NEE和呼吸速率与土壤温度呈正相关。综合三类不同苔原区域23个观测点CO2通量的结果表明：海鸟活动及其粪便增加了苔原土壤养分,从而促进了苔原植被发育,显著增强了北极高纬度地区苔原的碳汇功能。     

Arctic glacier movement monitoring with GPS method on 2005

During the 2005 Arctic Yellow River Station expedition, the research on monitoring the movement and mass balance of two glaciers around Ny-lesund, Austrelovénbreen and Pedersenbreen, which were selected in the 2004 Yellow River Station expedition were conducted. This paper analyzes the feasibility and advantage in using GPS method to monitor the Arctic glaciers' movement, estimates the precision of first time measured GPS data and discusses the relevant problems in surveying on the Arctic Glaciers with GPS.     

白令海、楚科奇海、加拿大海盆沉积物重金属潜在生态风险评价

利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS仪)测定北极亚北极海区的白令海、楚科奇海、加拿大海盆海区沉积物中8种重金属元素的浓度,并对8种重金属元素的地球化学特征、空间分布特征、可能来源进行了研究。研究发现,Cr、Zn、Co、Ni、Cu、Pb、Bi有很强的相关性,说明其具有相似的来源,且空间分布的特征相似,均为沉积物底质中的浓度在研究区内呈现出在白令海和楚科奇海较低,在加拿大海较高的特征;而Cd与其他重金属空间分布差异明显。应用Hakanson潜在生态危害指数法与内梅罗综合污染指数法对各重金属的潜在风险进行了评价,其中,用Hakanson潜在生态危害指数法求得北极整体生态风险性指数值达到43.01,处于轻微生态风险状态,Co重金属元素风险最大。研究结果表明,两种评价结果得出类似规律,白令海生态安全性最高,楚科奇海大部分地区生态安全性较高,加拿大海盆的生态安全性最差。在研究区内整体上呈现出由高纬度向低纬度生态安全逐渐增高,西部生态风险性大于东部的趋势。     

北极Svalbard地区Austre Lovénbreen和Pedersenbreen冰川表面物质平衡和运动特征分析

对位于北极Svalbard群岛新奥尔松(Ny-lesund)的Austre Lovénbreen和Pedersenbreen冰川首个物质平衡年(2005/06年度)的冰川表面物质平衡及其运动特征进行研究,并阐述了Austre Lovénbreen冰川末端位置的变化状况。结果表明:(1)Austre Lovénbreen和Pedersenbreen冰川净物质平衡分别为-0.44和-0.20m w.e.,年消融量分别为0.99和0.94m w.e.,对应冰川零平衡线高度分别为478.10和494.87m。(2)两条冰川符合Svalbard地区跃动冰川运动的特征模式。运动速度矢量的水平分量表现为:向主流线辐合或平行于主流线。下游运动速度较慢,而在中上游运动相对较快。Austre Lovénbreen冰川表面各观测点的运动速度平均值为2.28m·a-1,运动速度最大值和最小值分别为3.91和0.81m·a-1;Pedersenbreen冰川表面观测点运动速度平均值为6.74m·a-1,运动速度最大值和最小值分别为8.13和5.49m·a-1。运动速度矢量的垂直分量表现为:消融区冰川消融量随海拔升高而减弱,Austr...     

湘江沉积物重金属元素环境地球化学特征

在前人研究的基础上,对湘江干流河道表层沉积物及入湖三角洲地区沉积物中的重金属富集特征、赋存状态等进行了总结;对湘江沉积物中重金属的污染来源进行了分析,湘江沉积物重金属的富集种类主要受流域富集矿产的控制,重金属污染主要是人为活动导致的点源污染集中和高排放引起的;另外,运用Hakanson潜在生态风险指数和地累积指数对湘江沉积物中重金属的潜在生态风险和污染程度进行了评价,结果显示Cd、Pb、As、Zn、Cu、Hg等重金属在湘江沉积物中存在不同程度的污染,其中Cd、Hg、As、Pb、Cu污染严重同时潜在生态危害也大,应引起重视。     

北极新奥尔松地区湖泊沉积物色素含量变化及环境意义

大量的古气候资料和现代器测数据表明,最近100年来北极气候经历了明显的变暖过程,这必然会对脆弱的极地湖泊生态系统产生影响。以北极新奥尔松地区的湖泊沉积柱样为研究对象,对其中4种色素(叶绿素及其衍生物CD、总胡萝卜素TC、蓝藻叶黄素Myx和颤藻黄素Osc)进行了分析,结合其他物化指标如碳酸钙含量、TOC等,从历史演化的角度重点探讨了新奥尔松地区最近100年以来湖泊初级生产力演化过程。结果表明,在相对寒冷的小冰期,气候对湖泊中藻类的生长不利,湖泊生产力下降,沉积物中色素含量出现低值,生物硅含量降低;表层5cm(对应约1890AD)沉积物中有机质含量显著升高,各色素含量均明显增加,表明小冰期后气温上升,导致湖泊藻类生长迅速,湖泊生产力大大提高,但此时生物硅仍保持在相对较低的水平,这可能与其他藻类的竞争生长有关。最近100年,沉积物中Osc/Myx比值不断降低,表明该湖泊中蓝藻含量不断上升,暗示北极地区人类活动的增强可能导致湖泊营养水平增加。