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。     

太湖梅梁湾地区人类活动对湖泊沉积环境的影响

湖泊沉积物是记录流域人类活动以及湖泊环境响应的自然档案。通过对太湖北部梅梁湾沉积物中粒度、沉积速率、重金属（ Cd、 Pb、 Mn ）、营养盐等多个指标的分析,探讨了该湖区100多年来的环境演变状况,旨在揭示太湖梅梁湾地区的生态环境演化趋势及其与人类活动的关系。结果表明,人类活动正逐渐成为影响湖区沉积环境的主要因素。1949年以前,太湖流域民族工业的发展,人类活动方式及强度发生改变,加强了对湖区的扰动,湖区沉积速率逐渐变大,粒度变粗,重金属（ Mn元素）以及营养盐含量减少;1949年至20世纪80年代,沉积速率变动幅度大,但湖区重金属及其营养盐含量稳定,以自然沉积为主,表明这一时期输入太湖的重金属和营养盐数量比较少,导致湖水污染的仅仅是农业面源污染和生活垃圾;20世纪80年代以后,大量的工业废水和生活污水排放入湖,致使沉积物中总有机碳（ TOC）、总氮（ TN）、总磷（ TP）以及重金属含量迅速增长, TN／TP表明人为磷元素的大量输入是导致太湖水体富营养化的主要原因。自1998年以来各种污染治理措施的实施,使得表层沉积物沉积速率及Cd和Pb含量下降,湖区生态环境改善,但整体而言,仍无法遏制人类活动对太湖梅梁湾地区生态环境破坏的现象。     

南极长城站区燕窝湖岩芯中稀土元素特征

本文通过对长城站区燕窝湖岩芯沉积物中稀土元素丰度、分布模式、特征参数和稀土元素之间以及其他元素的相关系数研究,探讨了该湖岩芯的物质来源。研究结果表明,燕窝湖岩芯沉积物中REE分布模式与菲尔德斯半岛火山岩类较相似,并与长城湾表层沉积物类同,表明它们的物质来源具有同源性。山此推论,该湖岩芯沉积物的母岩主要来自菲尔德斯半岛火山沉积碎屑岩,并保留了岛弧型的特征。同时,还表明该湖盆沉积环境系以干旱的冰川环境为主导,化学风化十分微弱。     

向海湿地沉积芯重金属对流域环境污染示踪

选取霍林河下游向海沼泽湿地为研究对象，采用得力沉积芯采样钻钻孔采样与剖面切割采样相结合的方法，采集了10个沉积柱芯及剖面，以沉积物重金属元素Cu、Zn、Cr、Ni、Co、Pb、Fe、Mn及pH、TOC在剖面中的分布进行高分辨率研究。结晶显示，剖面上部沉积物表层沉积序列内明显富集了Fe、Mn、Zn等重金属，并与TOC含量呈显著相关，与此相反，大多数沉积柱芯下层的重金属含量相对较低。研究表明，高分辨率取样易找出元素间相关性，那些水源来自同一相对稳定外源输入的沉积柱芯中的重金属与TOC表现出更显著的相关性，越靠近河流、淹没频率直蒿，沼泽湿地表层沉积物中重金属元素含量趋向增高。     

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。     

巴丹吉林沙漠高大沙山沉积物地球化学元素组成及其环境意义

地球化学元素不仅反映地球表层沉积物的组成特征,并在分析物源、沉积过程及重建古环境等方面有积极意义。通过野外采样、室内实验,对巴丹吉林沙漠伊和吉格德湖、巴丹湖高大沙山区沉积物地球化学特征进行了分析。结果表明：沙山沉积物元素组成特征和含量略有区域差异;与上部陆壳平均化学组成（UCC）相比,常量元素中仅Si富集,其余均亏损;趋向迎风坡上部剖面,Si、K富集程度相对增加,其他常量元素（除Na）亏损程度增加。常量元素间的关系表明SiO₂影响沙山沉积物的地球化学组成及性质;迎风坡底部剖面沉积物呈现出多源性特征,可能是不同外力作用的结果。两湖区沙山的沙源属局部范围混合的结果,就近供应;干旱气候下沙山沉积物缺少较高等化学风化产生的条件,基本处在大陆风化早期阶段的初期。     

湖相沉积物酸溶与酸不溶组分常量元素的地球化学行为及其环境意义

湖泊沉积物元素地球化学是探讨湖泊沉积环境的有效代用指标之一.通过青藏高原北缘柴达木盆地湖相沉积剖面沉积物中酸溶组分(AS)和酸不溶组分(AI)常量元素(K,Ca,Na,Mg,Ti,Fe,Mn和Al)的测试,分析了不同组分中常量元素的分布特征及其元素含量与矿物组成的关系.结果显示:剖面中常量元素的组成与沉积物矿物成分密切相关,酸溶组分与酸不溶组分中元素含量差别较大,揭示出不同组分对湖泊沉积环境的响应模式存在差异.其中,沉积物酸不溶组分中的Al、Fe等元素与石英矿物相对含量变化呈负相关,而与粘土矿物相对含量呈正相关,揭示出酸不溶组分元素变化与湖泊流域物质组成或风化强度等信息有关.沉积物酸溶组分常量元素含量相对较低,Na和Ca等活泼元素在酸溶组分中相对富集,与碳酸盐含量有较好的相关性,主要形成于湖泊自生作用.通过与常规代用指标沉积物粒度和87Sr/86Sr对比分析,贝壳堤剖面酸溶组分Mg/Ca比值部分继承了源区的信号,不能直接响应于湖泊盐度的变化.利用去趋势方法,去趋势后酸溶组分Mg/Ca比值与中值粒径及锶同位素比值呈现较好的正相关性,响应于传统的盐度模式解释,揭示了Mg/Ca比值指示湖泊环境变化的可靠性,综合分析不同组分的地球化学元素信息在提取和解译沉积物元素地球化学的环境代用指标方面具有重要意义.     

青土湖沉积物粒度特征及其古环境意义

青土湖沉积物的粒度特征反映了青土湖降水、水动力搬运强度以及湖面水位高低的变化。利用石羊河古终端湖泊青土湖剖面沉积物的粒度资料，分析了粒度组成、粒度参数等粒度特征，并探讨了古终端湖泊的沉积环境。结果表明青土湖从11000aBP年以来大致经历了4次极端干旱时期和4次温暖时期。通过对青土湖沉积物粒度频率曲线的分析，讨论了湖泊的几种可能沉积作用，区分出了湖相沉积、风成沉积浅湖相沉积以及水流和风力作用混合沉积，从而揭示了沉积时的古环境特征。青土湖全新世以来的环境演变，具有连续和沉积速率大的特点，不仅可以作为古环境与古气候变化的自然记录，而且为研究本区土地退化、荒漠化等问题提供了自然背景。     

南极菲尔德斯半岛湖泊沉积物的稀土地球化学

本文研究了燕鸥湖、西湖和基太湖湖泊沉积物的稀土地球化学。这些湖泊沉积物的稀土分布模式与菲尔德斯半岛第三纪火山岩非常相似，它们的物质来源是菲尔德斯半岛岛弧火山岩。湖泊沉积相与冰碛层稀土模式的差异，反映了它们经历的化学风化程度不同、粘土含量不同。Ｃｅ异常意味着每个湖泊沉积旋回结束的阶段气候是比较干燥的。湖泊沉积物的稀土含量和分布模式变化小，也意味着在中晚更新世时气候是比较干燥的。     

山地灾害和人类活动干扰下九寨沟下季节海的沉积变化

九寨沟是我国旅游强度最大的山地旅游地之一,山地灾害是其旅游发展过程中面临的主要挑战.为了探讨山地灾害和人类活动对湖泊生态系统的影响,以下季节海湖泊沉积物为研究对象,利用137Cs和210Pb建立年代标尺,对沉积物粒度进行了分析.137Cs和210Pb定年法确定湖底下38.5 cm处为1952年的沉积物,50 cm处为1848年的;沉积物粒度分析结果显示,剖面内中值粒径平均值偏大,沉积速率和粗颗粒含量在1952年之后呈明显增大趋势.结果表明,沉积物来源主要是泥石流等山地灾害造成的泥砂人湖、旅游开发过程中道路等基础设施建设带来的颗粒物质;湖泊沉积对流域内的山地灾害,如泥石流等有较好的响应;森林采伐和旅游开发在一定程度上促进了湖泊沉积.     

南极典型海洋动物粪氨气挥发过程的实验模拟研究

南极海洋动物粪氨(NH3)的挥发与沉降过程是无冰区苔原生态系统氮素重要来源,对维持苔原生态系统的稳定起着重要作用;但目前对于南极典型海洋动物粪氨的挥发过程仍然很少有研究报道。本文通过室内模拟,研究了低温(4℃左右)与冻融条件下南极帝企鹅粪、阿德利企鹅粪和海豹粪土氨气产生与排放过程及其影响因素,结果表明:帝企鹅粪氨气排放通量最大,变化范围为0.765-17.4mg·kg-1·h-1,平均通量约为6.26mg·kg-1·h-1;阿德利企鹅粪氨气排放通量变化范围为0.652-3.707mg·kg-1·h-1,平均通量约为1.27mg·kg-1·h-1;而海豹粪土氨气排放通量很小,平均通量约0.141mg·kg-1·h-1。冻融过程对帝企鹅粪氨气排放通量影响很大,而对阿德利企鹅粪影响较小。另外,帝企鹅粪和阿德利企鹅粪氨气排放量在通气条件下明显大于封闭条件,表明南极野外大风条件下可能加速海洋动物粪氨的挥发过程。本文模拟的结果对于进一步研究南极生物圈氨的挥发过程及其对南极苔原生态系统氮循环的影响具有重要意义。     

1999/2000年夏季南极普里兹湾及湾口区叶绿素a和初级生产力

20 0 0年 1月 1 9日至 2 7日在 70°3 0′E- 75°3 0′E,6 2°S以南的南极普里兹湾近岸陆架区的陆隆向深海区设三条纵断面进行浮游生物现存量、真光层深度和光合作用速率的现场观测。并在冰间湖站 - 1 2进行连续昼夜观测。结果表明 ,观测海区叶绿素 a浓度高值位于近岸海湾、冰间湖和测区中部的陆坡区 ;陆坡中部站 - 6和 - 8,0 - 5 0 m的浅水层为叶绿素 a高值区 (2 .1 6- 5 .0 8μg/dm3 )。各测站平均叶绿素 a浓度 2 5 m次表层 (1 .49± 1 .6 1 μg/dm3 )高于表层 (1 .1 4±1 .1 9μg/dm3 ) ,5 0 m以下更深层的浓度随深度的增加而降低 ,2 0 0 m层叶绿素 a浓度仅 0 .0 3±0 .0 2μg/dm3 。昼夜观测结果表明表层叶绿素 a浓度在南极夏季的午后出现最大值 ,晨间出现最小值 ;2 5 m以浅水层的叶绿素 a浓度明显高于深层水 ,与封冰消融冰藻的释放有关。测区真光层潜在初级生产力为 0 .76 - 1 2 .5 9mg C/(m3· h) ,平均值为 4.0 1± 4.0 7mg C/(m3· h) ;海湾和陆架区现场生产力均超过 1 .5 g C/(m2 · d) ,陆坡、深海区约 0 .5 g C/(m2 · d)。高生产力位于高生物量的近岸海湾、陆架冰间湖区。光合作用同化数在 0 .88- 3 .1 0 mg C/(mg Chla· h)。表层叶绿素a浓度与海水中溶解氧浓度呈紧密相关 (Y=0 .0 5 9X     

Reflectance spectroscopy: a new approach for reconstructing penguin population size from Antarctic ornithogenic sediments

Reflectance spectroscopy has several advantages compared to traditional chemical methods in paleolimnology. It requires little cost, involves minimal or no sample preparation and is rapid. There has, however, been limited use of reflectance spectroscopy in polar paleolimnological studies. This paper explores the application of reflectance spectroscopy to reconstruct historical changes in penguin population size in the maritime Antarctic. Two ornithogenic sediment cores on Ardley Island, Antarctica were analyzed. Penguin droppings and weathered soils were analyzed as reference materials. Principal component analysis and linear mixing modeling were performed on the spectral data to estimate the proportion of penguin guano in the sediments and these values were used to infer historical penguin population numbers. Historical penguin population size versus time, reconstructed from reflectance spectra, and population numbers inferred from previous geochemical analysis of bio-elements, were quite similar. Our results illustrate the feasibility of rapidly inferring historical changes in penguin population size using reflectance spectroscopy on Antarctic ornithogenic sediments. Our findings suggest that this technique has potential for reconstructing past population numbers of other seabirds and mammals using lake sediments influenced by animal excrement.     

戴维斯站区与长城站区企鹅粪土层生物标型元素的确定与比较

在中国第22次南极考察(2005/2006)期间,采集了东南极戴维斯站区加德纳岛(GardnerIsland)上一根含企鹅粪的沉积泥芯。分析测试了该沉积物、新鲜企鹅粪和当地基岩中部分化学元素的含量。对元素进行聚类分析并结合对比新鲜企鹅粪、基岩中的部分元素含量特征后得出,该粪土沉积的生物标型元素组合包括P、Se、F、S、As、Cu和Sr等7种元素。这与西南极阿德雷岛企鹅粪土层的生物标型元素组合是基本一致的。在此基础上,对东、西南极企鹅粪土层的生物标型元素进行了优选,得出东南极优选生物标型元素为P和Se,西南极则为F、P和S。这为探讨东南极企鹅数量变化及东、西南极企鹅数量变化的对比研究打下了基础。     

南极阿德雷岛湖泊沉积:企鹅粪土层识别

在 CHINARE- 1 5考察期间 ,采集了南极阿德雷岛 Y2湖 67.5cm长的一支湖芯。室内分析测试了部分化学元素的含量 ,与南极西湖沉积物、新鲜企鹅粪、阿德雷岛鸟粪土和南沙太平岛鸟成土的元素特征进行对比后指出该湖泊沉积物为企鹅粪土。元素的聚类分析结果表明该粪土的元素标型组合包括 P、S、Sr、Ba、Cu、Zn、Se、Ca和 F等 9种元素。这为进一步解释其中所记录的气候环境事件提供了依据。     

企鹅粪土层中石英砂表面的化学溶蚀形貌及实验模拟

利用电镜扫描的方法分析了南极阿德雷岛Y2湖企鹅粪土沉积层中石英砂微形貌的特征,发现在企鹅粪含量高的沉积层中石英砂表面具有明显的碗状溶蚀坑等化学溶蚀特征,这一溶蚀特征在Y2湖企鹅粪含量低的沉积层和研究区的其他未受企鹅粪影响的沉积环境中均未明显出现。为了揭示这一特殊化学溶蚀现象的作用机制,根据Y2湖企鹅粪土沉积层自然沉积环境,通过条件实验确定在实验室内使用酸性较高的氟溶液(1mol.L-1HF溶液)对石英砂进行溶蚀实验,通过对比分析发现,实验室模拟条件下可以得到与企鹅粪土沉积层中石英砂相近的表面微形貌特征,这表明它们是在相似的过程中形成的。企鹅粪土沉积层酸性高氟环境中可能存在的HF酸化学溶蚀作用是形成企鹅粪土层中石英砂表面特有溶蚀坑的主要原因。在南极特殊的自然条件下碗状溶蚀坑与企鹅粪之间存在一定的因果关系,从而使石英砂的表面微形貌分析成为南极企鹅生态研究的一种新的辅助手段。     

南极阿德雷岛企鹅粪土沉积物分子地球化学特征

本文分析了南极阿德雷岛Y2湖企鹅粪土沉积层的有机地球化学组成与分布。结果表明企鹅粪土沉积层中正构烷烃以C23为主峰,主要来源于冻土湖沼苔藓植物,样品中高含量的烯烃说明其有机质保存良好。醇类以高浓度的植醇和胆甾烷醇为主,胆甾烷醇和胆甾醇浓度曲线一致,并与企鹅粪土层中的无机元素标型组合的曲线相似,可以作为灵敏的企鹅数量指示剂。酸类组分中以C18饱和脂肪酸为主,在南极低温的环境下,C18∶2酸浓度很低,在很多层次中未检测到,可能是因为Y2沉积物中C18酸以及C18∶2酸主要受企鹅粪影响,而非植被影响。同时在酸性组分中也发现高浓度的胆甾酸。Y2湖中的甾类标志物,甾烯、甾醇、胆甾酸均以C27结构为主,组成单一,低浓度的甾烯和高浓度的甾醇,胆甾酸说明甾类化合物主要受企鹅粪便影响,甾醇和胆甾酸保存良好。综合Y2湖的生物标志物的性质,该沉积物有机质保存良好,主要来源于企鹅粪。     

南极附近水域微小型藻类的研究 Ⅴ．长城站周围不同生境淡水藻类的分布

本文报道了长城站周围西湖水、西湖泥沙、陆地雪（西湖雪、企鹅粪便和藓类沼泽地）等不同生境淡水藻类的种类组成、密度及分布、生态类群及相似性。分析结果表明，不同生境的种类组成和密度差异显著。陆地雪（４、５站）的藻类密度大于西湖中的水、雪、泥沙。在已鉴定３个门类５０种淡水藻类中，划分为两大生态类群：根据其生存环境，划分为水生藻类和雪生藻类；或根据生活方式的不同，划分为浮游藻类和底生（着生）藻类。     

生物硅在东南极湖泊古初级生产力研究中的应用

本文对南极中山站区的莫愁湖和大明湖沉积物中生物硅、有机质等环境指标进行了分析,并在对比研究的基础上,探讨了生物硅在重建东南极湖泊沉积生态环境记录研究中的应用.研究结果表明,大量保存较好的硅藻出现在东南极淡水湖泊沉积物中,生物硅含量在深度剖面上表现出显著波动,与有机质等生物地球化学指标具有一致的垂向变化趋势,表明它们具有...