河流-河口-近海连续体碳循环研究进展

河流-河口-近海连续体(简称连续体)是连接陆地和大洋的过渡地带,也是目前全球碳收支估算的薄弱环节。这个复杂的海陆交互生态系统不仅可以通过光合作用、溶解作用吸收大气中的CO2,陆地和流域光合作用或化学风化作用固定的碳也可以被横向输送到陆架和大洋中。本文以国际上著名的切萨皮克湾以及长江-长江口-东海等为例,综述了连续体碳循环研究的进展,并指出通过陆海统筹、海空一体、点线面结合的系统观测,结合动力-生态数值模拟、沉积记录开展多时空尺度过程机制分析研究,是阐明气候变化与人类活动双重压力下,河流-河口-近海连续体碳交换的演变规律及其对碳收支的影响的可行途径。     

北极快速变化的生态环境响应

北冰洋由于其特殊的地理位置，成为全球变化响应最为敏感的地区。本文聚焦北极海冰变化幅度最大的西北冰洋，从营养盐、叶绿素、浮游植物群落和沉积碳埋藏等变化来讨论海洋生态环境对北极快速变化的响应。尽管太平洋北向流和北极周边河流输入加强可以增加西北冰洋上层营养盐储库，但由于夏季硅藻旺发向沉积物迁出大量生源元素，使得上层营养盐相对亏损，部分海域存在显著的氮限制和硅限制。随海冰减退，尽管夏末海盆区浮游植物呈现小型化趋势，但西北冰洋总体上浮游植物现存量和初级生产力呈现增高的趋势；伴随叶绿素极大层下移、北扩，以硅藻为代表的生物泵过程得以更高效的运转。在沉积物埋藏的有机碳中，除原先北冰洋生态系统占据重要比份的冰藻外，硅藻等藻类的有机碳埋藏也逐渐增加。西北冰洋海洋初级生产力的增加不仅促进了生物泵的运转和碳的埋藏，而且给海洋生态系统提供了更多的食物来源。北极海域目前已成为全球碳源汇格局变化最大、海洋生态系统改变最显著的地区之一。     

微型近红外光谱仪测量北极积雪覆盖海冰内部太阳辐照度可行性研究

The extremely low temperature, high humidity and limited power supply pose considerable challenges when using spectrometers within the Arctic sea ice. The feasibility of using a miniature low-power near-infrared spectrometer module to measure solar radiation in Arctic sea ice environments was investigated in this study.Temperature and integration time dependences of the spectrometer module were examined over the entire target operating range of –50℃ to 30℃, well below the specified operating range of this spectrometer. Using these observations, a dark output prediction model was developed to represent dark output as a function of temperature and integration time. Temperature-induced biases in the saturation output and linear operating range of the spectrometer were also determined. Temperature and integration time dependences of the signal output were evaluated. Two signal output correction models were developed and compared, to convert the signal output at any temperature within the operating temperature range and integration time to that measured at the reference temperature and integration time. The overall performance of the spectrometer was evaluated by integrating it into a refined fiber optic spectrometry system and measuring solar irradiance distribution in the ice cover with thickness of 1.85 m in the Arctic during the 9th Chinese National Arctic Research Expedition. The general shape of the measured solar irradiance above the snow surface agreed well with that measured by other commercial oceanographic spectroradiometers. The measured optical properties of the sea ice were generally comparable to those of similar ice measured using other instruments. This approach provides a general framework for assessing the feasibility of using spectrometers for applications in cold environments.     

察布查尔县土壤碳氮磷钾垂直分布规律研究

以察布查尔县1 191~2 656 m不同海拔草原土壤为研究对象,研究有机质（外加热法,10.18~74.3 3 mg·kg^-1）、全氮（自动凯氏定氮仪,0.17~2.6 g·kg^-1）、碱解氮（扩散法,14.9 7~198.72mg·kg^-1）、磷元素（钼锑抗比色法,全磷：0.12~0.76 g·kg^-1、速效磷：20.7 4~153.64 mg·kg^-1）,钾元素（火焰光度计法,全钾：9.81~18.64 g·kg^-1、速效钾：659.05~1 001.45 mg·kg^-1）含量垂直分布特征。结果表明碳、氮、磷、钾均随土层深度的增加而降低;除钾元素外碳、氮、磷随海拔高度的增加而上升;相关性分析结果显示,0~20 cm土层中,海拔高度与碱解氮呈正极显著性相关（p < 0.05,R=0.838^**）,与土壤有机、全氮呈正显著性相关（p < 0.05,R=0.831^*、R=0.751^*）;有机质与碱解氮呈正极显著性相关（p < 0.05,R=0.988^**）,与全磷呈正显著性相关（p < 0.05,R=0.726^*）,20~40 cm土层中,海拔高度与有机质、碱解氮、全氮、全磷呈正相关,与速效磷、速效钾、全钾呈负相关;有机质与碱解氮、全氮成正极显著性相关（p < 0.05,R=0.867^**、R=0.970^**）,碱解氮与全氮呈正极显著相关（p < 0.05,R=0.914^**）,40~60 cm土层中,海拔高度与有机质、碱解氮、全磷呈正相关,与速效磷、全磷、速效钾、全钾呈负相关;有机质与碱解氮、全氮呈正极显著性相关（p < 0.05,R=0.884^**、R=0.966^**）,与速效磷、全钾呈正相关,与全磷、速效钾呈负相关;碱解氮与全氮呈正极显著性相关（p < 0.05,R=0.952^**）。     

柴达木盆地西部中生界原型盆地恢复

勘探实践表明,对柴达木盆地西部中生界原型盆地认识不够,是导致该区侏罗系油气勘探难以取得重大突破的主要原因。以古流分析为主要手段,结合地表露头及地震解释资料研究认为,中生界在古阿拉巴斯套山与古昆仑山间发育一个大的近EW向展布的内陆山间坳陷（古泛茫崖坳陷）。坳陷演化可分为早—中侏罗世和晚侏罗世—白垩纪两个阶段,分别对应发育了伸展断陷和挤压坳陷两种原型盆地类型。早、中侏罗世,阿尔金山尚未隆升,为主要沉积区。沉积环境比较动荡,沉积物以暗色含煤建造为主。沉积中心在现今的阿尔金山区,坳陷西北部边界越过阿尔金山区与塔东南地区相通;东北部边界位于阿拉巴斯套山前;南部边界在煤沟—采石岭—黑石山—月牙山一线。晚侏罗世—白垩纪,阿尔金山快速隆升为物源区,开始分割塔东南和柴达木盆地西部沉积。坳陷沉积物以干旱气候下的红色粗碎屑岩建造为主,沉积、沉降中心由阿尔金山区向盆地内部发生迁移,南部边界已迁移至阿拉尔—红柳泉—红沟子—月3井一带。该研究对柴达木盆地资源潜力评价及勘探部署具有重要意义。     

2008年夏季西北冰洋表层水浮游植物群落结构的色素表征及其对不同水团的响应

本文依托2008年夏季中国第三次北极科学考察航次,对西北冰洋海盆区和楚科奇海陆架营养盐及光合色素进行了测定和分析。根据海水理化性质将研究海区分为5个区,并使用CHEMTAX软件（Mackery et al.,1996）讨论了西北冰洋不同海区浮游植物群落组成结构及其与环境因子之间的关系。结果显示在楚科奇海陆架区,太平洋入流显著影响浮游植物生物量和群落结构。高营养盐Anadyr水团以及白令陆架水控制海域,表现出高Chl a且浮游植物以硅藻为主,相反,低营养盐如阿拉斯加沿岸流控制海域,Chl a生物量低且以微型,微微型浮游植物为主。在外陆架海区,海冰覆盖情况影响着水团的物理特征及营养盐浓度水平,相应地显著影响浮游植物群落结构。在海冰覆盖区域,硅藻生物量站到总Chl a生物量的75%以上;在靠近门捷列夫深海平原海区,受相对高盐的冰融水影响（MW-HS）,营养盐浓度和Chl a浓度相对海冰覆盖区略高,浮游植物结构中微型、微微型藻类比重增加,硅藻比例则降至33%;南加拿大海盆无冰海区（IfB）,表层水盐度最淡,营养盐浓度最低,相应地显示出低Chl a生物量,表明海冰消退,开阔大洋持续时间延长,将导致低生物量及激发更小型浮游植物的生长,并不有利于有机碳向深海的有效输出。     

露天煤矿周围的四种植被重金属富集和转移特征分析

采用野外调查和室内化学分析相结合的方法,对新疆准东露天煤矿周围常见的假木贼（Anabasis aphylla）、梭梭（Haloxylon ammodendron）、琵琶柴（Reaumuria songoonica）、蛇麻黄（Ephedradistachya）等四种植物对重金属的吸收、富集能力和来源进行了分析。结果表明：植物体内重金属含量大小来看,Zn、Cu、Cr含量较大,Pb、As和Hg含量较少。假木贼根部的Cr含量以及四种植被体内Hg含量均超过了植被生长的正常范围。从植物与相应土壤中的重金属相关性来看,假木贼,琵琶柴体内Zn、Cu元素,琵琶柴体内Zn、Hg、As元素,梭梭体内的Zn、Cu、As元素与相应土壤中的重金属含量相关性较好,植物体内的重金属主要来自于土壤,交通运输,大气降尘等多种来源。植物对重金属的富集和转移能力表明,假木贼（2.89）,琵琶柴（1.14）,梭梭（1.72）对Hg有一定的富集能力,其富集能力大小顺序为假木贼>梭梭>琵琶柴,它们属于潜在的Hg富集植物。蛇麻黄对Cu具有较强富集能力。假木贼,琵琶柴和梭梭对Zn、Cr和Pb具有较好的转移能力。这三种植物对重金属均有一定的耐性,可作为矿区土壤植物修复的优选物种。     

赤道太平洋上层水体颗粒态生物硅分布及与营养盐的关系

依托中国“大洋一号”第20和第21调查航次,分析测定了东、西赤道太平洋4个站位的颗粒态生物硅浓度及其粒级结构。结果显示赤道太平洋采样站各层位颗粒态生物硅(PBSi)总浓度分布范围为5~65 nmol/dm³,东赤道太平洋的调查站位颗粒态生物硅的总浓度平均值达46 nmol/dm³,是西赤道太平洋的近3倍。PBSi的粒径结果显示在东赤道太平洋调查站位0.8~20 μm粒径颗粒是PBSi的主要来源,其平均贡献率高达64%;而在西赤道太平洋2种粒径的生物硅贡献率相当。营养盐分布对PBSi的浓度及粒径分布有显著的影响,并在一定程度上控制了“硅质泵”的组成结构,是控制大洋生物泵运转的重要因素。     

半干旱区春小麦受条锈菌侵染后光合作用和蒸腾作用的变化规律

采用美国CI-301PS型便携式光合作用测定仪,对半干旱区大田春小麦的健康叶片和受条锈菌侵染后病叶的光合作用和蒸腾作用进行活体监测。结果表明：在干旱环境下。受条锈菌侵染后小麦叶片的光合作用和蒸腾作用发生了明显变化,其光合速率比健叶明显降低,而病叶细胞间隙CO2浓度、气孔导度、蒸腾速率等有所升高,且日变化随病叶严重度的不同而明显不同。受干旱和病原物侵染的双重胁迫,小麦叶片的光合效率显著降低,水分利用率也随之下降。不仅与叶绿素含量的明显下降有关,而且与干旱造成的水分亏缺对小麦体内生理生化代谢造成损伤,碳同化过程受到抑制等有着密切的关系。