东南极戴维斯站企鹅粪土沉积物有机地球化学特征

研究了位于东南极西福尔丘陵地区Gardner Island企鹅粪土的沉积泥芯DG2的分子地球化学组成特征。DG2沉积物的正烷烃以短链为主,主要来源可能为淡水湖相沉积的藻类和细菌输入。脂肪酸组分偶奇优势明显,以C16,C18和C24一元饱和脂肪酸为主,主要来源可能是浮游动物、细菌及水生苔藓;不饱和脂肪酸含量很低,以C18∶1(Δ9)为主,表明沉积源单一稳定,无大波动。醇类组分以高浓度的植醇、胆甾烷醇和胆甾醇为主,分别代表了植被和企鹅数量,指示了研究区域历史时期的生态变化。综合DG2的生物标志物特征,反映该沉积物的有机质主要来源于企鹅粪、细菌和藻类;沉积环境在不同深度也有变化,0-30cm为氧化环境,30-63cm为还原环境。     

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。     

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。     

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。     

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。     

西南极菲尔德斯半岛海豹粪土沉积物有机地球化学特征

本文研究了位于西南极菲尔德斯半岛海豹粪土的沉积泥芯HN1的分子地球化学组成特征.HN1沉积物的正烷烃以短链及n-C23为主,主要来源可能为湖相沉积的藻类、细菌和苔藓的输入.醇类组分以高浓度的植物甾醇和粪便甾醇为主,分别代表了植被和海豹粪土沉积的输入,指示了研究区域历史时期的生态变化.脂肪酸组分偶奇优势明显,以C16,C...     

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。     

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。     

东南极冰盖泰山站雪层垂直温度分布特征研究

准确可靠的冰盖浅层冰雪温度是数值模式中评估极地冰盖物质平衡和能量平衡的重要因子。基于中国第32次南极科学考察在泰山站附近布放的综合监测站浅层10 m温度链观测数据,首次获得了泰山站雪层的高精度积雪温度垂直廓线,并探讨了表层积雪温度的日变化、月变化和季节变化特征。结果表明,冰盖雪层温度存在随深度传导的特点:雪层温度波动振幅随深度衰减,波动相位随深度滞后,波动曲线的波峰和波谷由表层向下传导至10 m深度均需100多天。泰山站冰盖表层积雪温度存在显著季节差异,冬季与夏季、春季与秋季的温度垂直轮廓线均相反但不完全对称,夏季表层的温度变化幅度要大于冬季的温度变化幅度,而秋季表层的温度变化幅度也高于春季的温度变化幅度,这与短波辐射的加热作用和季节波动的位相滞后存在密切的联系。     

东南极格罗夫山地区夏季的天气特征

利用中国南极科学考察队 1 998年 1 2月至 1 999年 1月在东南极格罗夫山地区地质考察期间所获得的天气资料 ,对该地区的温度、雪面温度、风速、风向等天气要素进行了分析。结果表明 :夏季格罗夫地区温度日变化和盛行风向与中山站相类似 ,但温度日较差和强风频率比中山站大。当受来自北方暖湿气流影响时 ,常出现降雪天气 ;在东风气流控制下 ,天气以晴为主     

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。     

紫色土不同土体的土壤养分和酶活性特征

对紫色土未培肥和培肥的不同土体,在小麦生育期内土壤养分和酶活性的动态测定结果表明:未培肥土体的全氮、有效磷、蔗糖酶、碱性磷酸酶有明显变化。尤其是砂土在改变为不同质地的土体后,上述土壤养分和酶活性都有所提高。培肥土体的土壤有机质、全氮、有效钾明显增加,土壤酶活性增强。砂土培肥的效果最显著。所以改变土体质地,并加以培肥,有助于提高土壤肥力,防治紫色土退化。     

南极阿德雷岛不同基底中真菌的分离培养及初步鉴定

为了探索南极真菌的多样性,进一步揭示其生态学角色和筛选有特定酶活性菌株,本研究对中国第27次南极科学考察采集自阿德雷岛的6份样品进行了真菌的分离培养及其胞外酶活性测定。从6份样品中共分离得到168株真菌,其中大型海藻腐烂物样品中分离到的真菌种类和数量最多,占所分离菌株总数的34.6%;对选取的15株代表菌株进行了真菌ITS1-5.8S-ITS2序列鉴定,结果表明它们分属于4个纲,8个属,其中青霉属5株,假散囊菌属、地丝菌属和枝孢属各2株,生赤壳属、曲霉属、出芽短梗霉属和unclassified Onygenales各 1株,该结果表明南极地区具有丰富的真菌物种多样性,其优势类群青霉菌。胞外酶测定显示产淀粉酶、蛋白酶和纤维素酶产生菌分别占供试菌株的64.6%、45.1%、14.6%,产纤维素酶的菌株可能在南极物质能量循环中扮演着重要角色。