中国天山乌鲁木齐河源冰芯pH和电导记录的现代环境过程研究

Analyses of pH and conductivity in precipitation sampled during June 1995 to June 1996, in snow pits sampled during the winter of 1995-1996 and during the summer of 1996, and in shallow ice core retrieved in May 1996 from the headwaters of the rmqi River are presented in this paper. Though a certain degree of shift appears for pH and conductivity in the post-deposition and firnification processes, a relationship between pH and conductivity is still preserved in the ice core records, which validates the application of the ice core pH and conductivity records from the areas with strong melting for paleoclimate reconstruction.     

慕士塔格冰芯记录的细菌菌群的沉积特征*

文章对一支长22. 4m的慕士塔格冰芯上部12. 5m的分析结果表明, 细菌菌群分布与尘埃含量具有密切的 对应关系, 初步揭示了大气环流的生物输送作用和微生物对局地环境变化的响应特征。研究表明, 冰芯中可培养 的细菌数量与细菌菌群生物量分布趋势一致, 在一定的深度范围内均表现出剧增或剧减的变化形式, 呈现出不均 一的“层状分布”特征。冰芯中发现的优势细菌类群随深度的变化也表现出明显的“层状分布”特征。与不溶矿物 微粒数量浓度的比较研究表明, 细菌生物量的波动与微粒数量浓度具有很好的对应关系。该项研究揭示了气候环 境变化对冰芯细菌菌群数量及其多样性分布的重要影响。     

污水处理系统中活性污泥细菌多样性研究

采用分子生物学手段16S rDNA克隆文库方法对北京高碑店污水处理厂回流污泥中的细菌进行了多样性研究。结果表明,活性污泥系统中细菌群落具有高度多样性,所有克隆子分属5个不同的细菌类群,优势细菌类群为变形菌(proteobacteria),占克隆文库的76.7%;细菌类群优势依次为β-变形菌类群(β-proteobac-teria,占39.8%)、不可培养菌类群(uncultured bacteria,占22.33%)、γ-变形菌类群(γ-proteobacteria,占20.15%)、α-变形菌类群(α-proteobacteria,占6.79%)和δ-变形菌类群(δ-proteobacteria,占4.85%);活性污泥中起硝化作用的主要是亚硝化单胞菌(Nitrosomonas sp.,占1.94%)和硝化螺旋菌(uncultured Nitrospirae bacterium,占11.65%),由于这2种硝化菌自身生长缓慢,难以与异养细菌竞争,以致其在文库中的比例较低;而作为反硝化细菌的陶厄氏菌属在文库中的比例却高达27.18%,可见该活性污泥具有较强的反硝化能力;克隆文库中还发现了少量的玫瑰单胞菌属(占4.85%),推测它的存在和有机磷的降解有关。     

青藏高原唐古拉哈日钦冰芯表层和深层可培养细菌特征

对唐古拉哈日钦冰芯表层0.04~3.04 m及深层127.44~130.36 m中可培养细菌进行了对比研究。发现表层和深层可培养细菌数没有表现出显著差异性,表层冰芯中可培养细菌数为0~9.8×10³ CFU·mL^-1,略高于深层冰芯的0~8.4×10³ CFU·mL^-1。表层冰芯中微生物总数为10³~10⁶ cells·mL^-1,深层冰芯中微生物总数为10²~10³ cells·mL^-1。冰芯中可培养细菌属于Firmicutes（厚壁菌门）、Proteobacteria（变形菌门）、Actinobacteria（放线菌门）、Bacteroidetes（拟杆菌门）和Deinococcus-Thermus（异常球菌门） 5大类。但表层和深层可培养细菌属于不同的优势门,表层为Proteobacteria（38%）,深层为Firmicutes（42%）。表层和深层优势属均为Bacillus（芽孢杆菌属）,占比分别为18%和29%。已有研究表明哈日钦冰芯98.8 m达到了公元1000年的历史记录,因此对比千年尺度上可培养细菌数量及多样性的差异,能够为进一步发掘新基因,丰富微生物多样性,为了解可培养细菌的进化历史奠定基础。     

青藏高原冰芯研究

冰芯研究是全球变化研究的重要内容之一,冰芯因其分辨率高,信息量大,保真性强,时间序列长和洁净高而成为研究地球系统中生物,化学和物理过程的最好媒体,文章首先阐述了青藏高原冰芯研究的基本内容,即与冰芯研究相关的过程研究和冰芯记录研究,然后对近１０多年来青藏高原冰芯研究的主要成果进行了总结,并将青藏高原冰芯研究的主要成果归纳为５个方面,同时指出青藏高原冰芯研究８个方面取得了突破性的进展,最后,从野外工作     

青藏高原北部冰川雪中细菌多样性的研究

通过细菌的分离培养和16S rDNA序列分析的方法,对青藏高原的小冬克玛底冰川、玉珠峰冰川和煤矿冰川雪中的可培养细菌数量和多样件进行了研究.结果表明:小冬克玛底冰川、玉珠峰冰川和煤矿冰川雪中的可培养细菌数量依次为18.54,35.52和58.07 CFU·mL-1.恢复出的细菌具有丰富的多样性,隶属于Bacteroidetes,Actinobacteria,Firmicutes和α,β,γ-Proteobacteria等6个类群.与青藏高原、南北极冰雪中微生物的比较分析发现Agrococcus,Zoogloea和Pedobacter属细菌是玉珠峰冰川和煤矿冰川的特殊微生物类群.     

南海西沙海槽沉积物细菌多样性初步研究

对来自南海西沙海槽的深海沉积物进行总DNA提取,并构建细菌16S rDNA文库。细菌16S rDNA系统发育分析表明沉积物中细菌分属4个类群：变形杆菌(Proteobacteria)、浮霉菌(Planctomycene)、低G+C含量革兰氏阳性菌和放线菌(Actinobacteria),它们分别占总体的49%、22%、22%和7%。Proteobacteria类群又以δ Proteobacteria亚群占优势,其他分属α 和γ Proteobacteria亚群。Planctomycene和低G+C含量革兰氏阳性菌两个常见于浅海的类群,在西沙海槽沉积物的丰度高于其他深海沉积物,可能是随沉积物被浊流搬运至海槽。     

青藏高原冰芯研究进展

青藏高原习研究是恢复该地区古气候、环境变化的有力手段,近年来取得了显著的成就。对青藏高原冰芯研究在稳定氧同位素、冰川积累量、冰芯的断代以及冰芯记录的环境指标等四个方面的研究进展进行了详细的评述,总结了冰芯记录所恢复的气候、环境变化研究成果,并对当前青藏高原冰芯研究中存在的问题和今后的发展趋势进行了探讨。     

天山乌鲁木齐河源1号冰川浅冰芯中红酵母菌多样性及种系的产酶特性分析

采用4种分离培养基分离可培养酵母菌, 通过分析ITS区序列确定菌株的分类地位。利用多点接触法筛选产酶菌株, 并对菌株的生理生化特征进行比较分析。结果显示： 从乌鲁木齐河源1号冰川（简称乌源1号冰川）浅冰芯中一共分离得到317株酵母菌, 通过ITS rRNA基因序列的NCBI比对和MSP-PCR指纹分型分析发现其中45株为原红酵母菌（Rhodotorula）, 分为5个种R.glutinis、 R.araucariae、 R.mucilaginosa、 R.kratochvilovae和R.diobovata。通过方差分析和聚类分析对45株红酵母进行产酶差异分析, 揭示红酵母菌的各个种群与胞外酶活性的关系。所有菌株至少产两种胞外酶, 其中产纤维素酶菌株占98%, 产果胶酶菌株占100%, 产淀粉酶和脲酶的菌株各47%, 产蛋白酶和脂肪酶的菌株分别占20%和9%, 而菌株YHB-9、 YHB-15、 YHB-39和YHB-45可以产5种酶, 所有菌株都不产几丁质酶。19株菌的最适生长温度在21 ℃左右, 26株菌的最适生长温度在24 ℃左右, 属于耐冷酵母菌。此外, 乌源1号冰川浅冰芯中分离出的红酵母的产酶性状没有表现出物种特异性, 即种间差异不显著, 但产低温酶性能良好, 在生物技术应用方面具有良好的开发潜力。     

冰芯对于过去全球变化研究的贡献

系统地总结了冰芯在揭示过去气候环境变化、太阳活动、温室气体、火山活动、人类活动等方面研究所取得的成就,着重对一些有争议的重大问题(如Younger Dryas事件、温室气体与气候变化之间的关系、南北半球气候变化之间的关系等)进行了论述,并对其中个别问题提出了可能的解决途径.指出冰芯微生物、冰芯环境磁学将是冰芯研究的新方向.     

近2000年来气候环境变化的冰芯记录研究

文章通过对古里雅冰芯中δ＾１８Ｏ，冰川积累量和Ｃａ等指标的研究，恢复了过去近２０００ａ来气候环境的变化。作为温度指标的δ＾１８Ｏ反映了过去近２０００ａ来气候在冷暖波动中逐渐变暖的趋势。作为降水指标的冰川量反映出降水变化具有和温度变化相似的牲即降水在增减波动显示出逐渐增大的趋势。     

西安未央湖趋磁细菌多样性与磁学研究

对西安郊区未央湖趋磁细菌的生物多样性和磁学性质进行了系统研究.光学和透射电子显微镜分析发现,未央湖趋磁细菌主要为杆菌,它们的磁小体多为子弹头形状并呈链状排列;磁学分析表明这些磁小体颗粒以单畴磁铁矿为主;并发现一类同时含有磁铁矿和胶黄铁矿磁小体的趋磁杆菌.基于16S rRNA基因的系统发育分析发现,未央湖趋磁细菌主要分布在变形菌门的δ-变形菌纲(75％)和α-变形菌纲(25％).本研究结果还有助于为利用趋磁细菌群落指示环境变化提供依据.     

趋磁细菌多样性及其环境意义

趋磁细菌是一类特殊的微生物,它们在体内合成有生物膜包裹、粒度均一(35~120 nm)、结晶程度高、晶形特殊、呈链状排列的磁小体,其化学成分主要是磁铁矿(Fe3O4)或胶黄铁矿(Fe3S4),因此,它们能沿地磁场磁力线定向游弋。研究表明,趋磁细菌广泛分布在淡水和海洋环境中,细胞数量可达105~107 个/ml,其多样性和地理分布与环境有密切关系。磁小体在趋磁细菌死后可以保存在沉积物中,化石磁小体对沉积物磁学性质有重要贡献,而且趋磁细菌活动在全球铁元素循环和维持生态系统功能等方面发挥重要作用。本文综述了近年来趋磁细菌多样性、地理分布格局、环境磁学以及古环境重建等方面的研究进展。值得指出的是,化石磁小体可作为重构古环境的生物标志物,应予以重视。     

国际冰芯与气候环境研究新进展--关于国际"冰芯与气候"会议

2001年8月19～23日, 在格陵兰举行了规模空前的"冰芯与气候"国际盛会, 会议展示了冰芯与气候环境研究的最新进展. 文中介绍这次会议并概括了近年来的主要研究进展. 与南北极地区的冰芯研究相比, 中低纬度地区冰芯研究是近年来国际冰芯研究中发展最快的. 在这一研究中, 中国科学家做出了重要贡献并得到了国际同行的高度评价.     

极地冰芯不溶性微粒研究进展

极地冰芯包含了大气循环的各种信息,微粒作为其中一个重要的参数,在揭示古环境和古气候信息中起着很重要的作用。冰芯中微粒的含量变化可用于年层的划分,矿物和粒径特征可以用于源区以及大气本底值的研究。另外,微粒记录中还包含了火山、沙尘暴以及人类活动等特殊事件的信息。在过去的50年间,在几大冰芯研究的基础上,极地冰芯微粒的分析工作已取得了很大的成果。近年来,得益于测试水平的迅速提高,微粒研究工作有了长足进展。展望未来,人们将会开拓更新的研究领域。     

青藏高原疏勒河上游不同类型冻土可培养细菌多样性特征研究

在气候变暖及人类活动的双重干扰下,疏勒河上游冻土发生了显著退化,如活动层厚度加大、植被退化等,而冻土退化对微生物的影响一直是科研人员关注的热点话题。以疏勒河上游不同季节（4月、6月、9月）、不同退化程度冻土为研究对象,研究了可培养细菌多样性特征。通过16S rDNA基因测序及构建系统发育树表明,研究区域可培养细菌归类为27个属,分属于α-变形菌门,γ-变形菌门,放线菌门,厚壁菌门和拟杆菌门,其中放线菌门为优势类群。从属水平来讲,可培养细菌以节杆菌属和微球菌属为主,其含量随冻土退化程度加深分别呈下降和升高趋势。土壤细菌多样性与环境因子的相关性分析表明,可培养细菌多样性与土壤含水量、总氮极显著正相关,与有机碳显著正相关。这些结果表明,伴随着冻土退化而发生的地上植被逆向演替过程中,青藏高原不同类型冻土间已产生较大的环境异质性如土壤碳氮及含水量,进一步可能导致冻土微生物多样性分异。研究结果为利用微生物综合评价青藏高原不同类型冻土的生态环境提供了数据基础。     

大气甲烷的冰芯记录

冰芯包裹气体的提取分析提供了历史时期大气CH₄含量变化最直接的信息.“三极(南极、格陵兰及青藏高原)”冰芯的大气甲烷记录的恢复,刻画了自然变化时期大气CH₄含量的详细变化情景及不同纬度间的变化差异,并以此可进一步分析大气CH₄含量变化与气候变化的关系以及陆地CH₄排放随时间的变化特征.冰芯研究揭示,工业革命以来大气CH₄含量的急剧增长及其现阶段的大气含量是过去几十万年来任何气候变化时期从未发生过的.