硅藻生物硅中铝的赋存及其生物地球化学效应

硅藻是铝生物地球化学循环的重要驱动者。淡水和海洋硅藻均可对铝进行捕获,并将其作为构建硅藻生物硅的骨架元素。由此,铝在硅藻生物硅“携带”下迁移和循环,并通过降低硅藻生物硅的溶解度对其固碳效应等产生重要影响。本文主要从硅藻和铝的生物-元素界面作用机制、铝在硅藻生物硅中的赋存特征以及铝对硅藻生物硅的“生物泵”效率的影响及机制三方面,介绍铝的生物地球化学循环受硅藻驱动的机制以及铝在硅藻生物硅中赋存所引起的地球化学效应,最后提出相关研究面临的挑战和亟待解决的一些问题。     

云龙天池湖泊水深与硅藻生物多样性的关系

以云龙天池湖泊为研究对象,通过分析不同深度表层硅藻样品的生物多样性以及100年来硅藻生物多样性的变化特征,探讨硅藻生物多样性与水深变化之间的关系.虽然硅藻组合随水深发生了明显的变化,浅水区底栖硅藻占优势,深水区浮游硅藻占优势,但是不同深度表层样品中硅藻的属种数(简单分异度)基本相同,硅藻种群的生物多样性也没有发生显著的趋势性变化.这主要是由于硅藻各属种在不同深度的权重互补,导致云龙天池硅藻的多样性在湖泊的不同深度变化不大.近百年来的湖泊沉积速率显示,自1960年前后,湖泊水位在波动中逐步升高,但是硅藻种群的生物多样性并没有发生相应的变化.以上研究结果说明,云龙天池硅藻种群的生物多样性,不管是在时间上,还是空间上,与水深变化均无明显相关性.     

硅藻细胞壁硅化过程中有机质-矿物的相互作用

生物成因二氧化硅,更为确切地说是无定形水合二氧化硅,是第二大类生物成因矿物,在丰度和分布上仅次于生物 成因碳酸盐矿物。硅藻是海洋生物成因二氧化硅的主要贡献者,其复杂和多级结构的硅质细胞壁已经引起多学科研究的兴趣。 生物化学研究表明,硅藻生物成因的二氧化硅是一种复合材料,除了无机的非晶质二氧化硅以外,还含有生物矿化过程中 普遍存在的有机组分,例如多糖、蛋白质和长链聚胺等。对这些组分的功能研究显示,它们在诱导二氧化硅沉淀以及形成 物种特异性纳米图案方面起着至关重要的作用。本文简要介绍硅藻和硅藻细胞壁组成和结构,同时着重介绍了硅化过程中 的有机和生物分子的生物功能、提取于生物二氧化硅中矿化相关的有机分子参与的体外（in vitro）实验以及模型有机添加 剂存在下的仿生矿化等研究的最新进展。对硅藻调控的生物成因二氧化硅形成机制的深入了解,将可能从机理上把全球硅 循环和碳循环联系起来;而对硅藻体内成分的鉴定和分类将有助于我们深入理解石油的物质来源和硅藻的进化历程。     

贵阳天河潭旱洞硅藻生物多样性与环境初步研究

为了研究喀斯特洞穴硅藻的分布和生物多样性,丰富和积累硅藻研究的基础理论数据,2008年12月对贵阳天河潭旱洞进行了野外考察。经实验室鉴定共发现硅藻7属27种（含变种）,其中包括优势种7种。硅藻商为0,属和种的平均优势度分别为0.113和0.023,香浓维纳多样性指数值分别为2.60和4.43,均匀度均近似等于0.93,硅藻细胞平均密度为1609.36个/cm2。相对地表河流、湖泊(水库)、海洋等环境的硅藻生物多样性来说,天河潭旱洞硅藻生物多样性较高,但硅藻个体较小。硅藻与喀斯特洞穴环境具有很好的相关性,将硅藻作为喀斯特洞穴环境评价与监测的指示生物,具有重要的科学研究价值和理论现实意义。      

硅藻碳酸酐酶对石灰岩岩溶的作用及其生态意义

碳酸酐酶(carbonic anhydrase,CA)是一种广泛存在的金属酶,催化CO2的水合反应。硅藻分泌的碳酸酐酶能促进石灰岩的溶蚀。对硅藻碳酸酐酶在石灰岩岩溶中的作用进行了探讨。结果表明,硅藻碳酸酐酶在生物岩溶中具有重要的作用和地位,同时为深入研究生物对石灰岩的溶蚀作用提供了一定的科学依据。     

南海北部陆坡ODP 1144站位第四纪硅藻及其古环境演变

中国南海北部陆坡ODP 1144站位硅藻植物群的研究，建立了西太平洋边缘海一个新的中更新世晚期以来的硅藻生物地层图式，根据硅藻化石中具有指示意义的硅藻种的分布和生态变化（暖水种和冷水种），划分了8个硅藻组合带，其硅藻组合带分别在不同的高低海面环境下形成的，根据ODP1144站位氧同位素（OIS）测定结果，8个硅藻组合带与OIS 1－8期相对应。1、3、5、7硅藻组合带相当于OIS1、3、5、7期，间冰期是以热带和亚热带硅藻占优势，其中冷期出现大量的沿岸硅藻为特征，反映高海平面温暖的气候条件；2、4、6、8硅藻组合带相当于OIS2、4、6、8期，冰期是以亚热带，热带和出现较多冷水硅藻为特征，反映低海平面较冷气候条件，硅藻丰度值的变化与冰期和间冰期有关，可以证实间冰期时期高的海平面和较低的生物生产力以及冰期时低的海平面和高的生物生产力，而生物生产力的变化又与沉积时期沿岸流或上升流的强弱及水团活动有密切关系，进而揭示该区古海洋环境的演化与季风强弱之间的内在关系。     

我国科学家在硅藻驱动的硅-铝共循环及相关矿物界面作用研究中取得重要进展北大核心CSCD

铝(AI)是地壳中含量最丰富的金属元素,其地球化学循环与多种成岩成矿作用密切相关,是地球物质循环的重要环节。硅藻广泛分布于地球水体环境,其光合作用的生物固碳量逾地球生态系统的五分之一。作为能够摄取硅(Si)元素建造自身细胞壁(矿物成分为A型蛋白石)的代表性水生生物,硅藻的生命活动和其硅质遗骸的归趋构成了全球硅-碳共循环的主要环节。海水中的溶解铝对硅藻生长的影响及其与海洋硅藻生物硅间的界面反应已吸引了广泛研究;但关于湖泊生物硅在相对高铝浓度条件下的结构-成分“响应”及其所致地球化学效应,一直未得到应有的研究关注。     

硅藻生物多样性对千年尺度气候突变的快速响应:以云南云龙天池湖泊末次冰消期记录为例

湖泊是全球生态系统的重要组成部分。尽管湖泊初级生产力的生物多样性在湖泊生态系统中发挥着非常重要的作用,但对其如何在千年时间尺度上对气候变化做出响应却知之甚少,而千年时间尺度与预测未来变化最为相关。本文以云南云龙天池湖泊为研究对象,以湖泊重要的初级生产力硅藻为研究手段,分析了末次冰消期期间硅藻生物多样性对千年尺度上气候变化的响应。云龙天池硅藻生物多样性表现为暖期高、冷期低。随着全球温度的快速变化,硅藻生物多样性亦对应的快速响应:在转暖时(Bolling/Allerod暖期)快速增加,在转冷时(Herinrich 1和Younger Dryas)快速降低。这些变化主要与温度变化驱动的湖泊环境条件的变化(比如冰封期长短、边岸带水生植被的变化等)有关。研究结果还表明,在末次冰消期期间,云龙天池湖泊硅藻生物多样性与千年尺度的气候变化同步,而且在长时间尺度上,气候变暖对高山湖泊生物多样性可能是有利的。     

硅藻对地表石灰华沉积的生物作用及其意义

石灰华是岩溶地貌的重要组成部分。藻类在石灰华的形成过程中起着非常重要的生物控制作用。硅藻对地表石灰华沉积的生物作用,主要包括同化作用、拦截和粘结作用、结壳作用、胶结作用。对于生物作用中的钙化作用和分泌作用,硅藻可能具有这两种作用,其形成机理尚需进一步的研究。     

硅藻蛋白石表面沸石化改型对苯吸附性的影响

硅藻土是由硅藻生物壳体(Frustule)经沉积堆积后所形成的矿物集合体(通常含有粘土矿物等杂质)。硅藻壳体的主要无机成分为无定形二氧化硅,具有A型蛋白石结构。硅藻壳体具有以大孔(>50 nm)为主的天然大孔/介孔型结构和优异     

利用硅藻土自身固体酸性及孔性制备载银多孔炭

<正>硅藻土是由硅藻生物遗骸沉积堆积而成的一种矿物集合体。其主要成分(即硅藻壳体)为无定形二氧化硅,在矿物学上属A型蛋白石。硅藻壳体的一个显著特性是:具有不同于沸石、粘土矿物等微孔型多孔矿物的天然大孔(孔径50     

日本海Sado岛Nakayama组(中中新统到上新统)的沉积韵律

新第三纪沉积物连续分布在位于日本海东南部Sado岛Oosado山脉的两侧,以中中新统到上新统,Nakayama组由具纹理的、生物扰动的和块状的硅藻泥岩组成。纹理由白色层和黑色层组成并间夹0.02～1mm厚的灰色层。白色纹层主要由硅藻壳组成,而黑色纹层则由如硅藻、海绵骨针、硅鞭藻、放射虫、碎屑颗粒和有机质的混合物组成。生物扰动泥岩中具有Thalassionoides,Planolites,Zoophcos,Chondrites遗迹化石(生物钻孔)。     

硅藻蛋白石基多孔材料的制备及对有机污染物吸附和催化性能

<正>硅藻蛋白石是一种由硅藻生物的遗骸(壳体)经沉积、堆积而形成的天然矿物。其主要成分为无定形二氧化硅,在矿物学上属A型蛋白石(Opal-A)。硅藻蛋白石具有以大孔(50 nm)为主的天然大孔/介孔型结构和优异的物化性能,因此已被广泛用作吸附剂和催化剂载体。然而,硅藻蛋白石的比表面积较低,用作吸附剂时其吸附容量有限;另一方面,其表面富含硅羟基,亲水性较强,故对疏水性有机污染物的吸附能力较弱。为此,本研究拟通过制备硅藻蛋白石/MFI型沸石复合材料、硅藻蛋白石基多孔陶瓷/纳米沸     

湖光岩玛珥湖沉积物硅藻硅同位素环境示踪

硅是硅藻生长所必需的养分,硅藻在生长过程中从水体吸收主要以硅酸(H_4SiO_4)形式存在的溶解硅.硅藻δ~(30)Si_(distom)可反映硅藻吸收硅酸比例的变化,进一步可以反映湖区气候与环境变化.为探索湖泊沉积物硅藻δ~(30)Si_(distom)在指示湖泊古环境方面的潜力,我们测定了湖光岩玛珥湖沉积物硅藻硅同位素变化.研究结果表明,沉积物δ~(30)Si_(distom)变化与生物硅和有机碳含量变化呈显著相似性,可作为一种有效的古环境代用指标.同时,与已有温度记录的对比分析表明,两者具有很好一致性.较高的如δ~(30)Si_(distom)指示了温度较高的气候条件下硅藻对硅酸的利用率较高;当δ~(30)Si_(distom)较低时,对应着在温度较低的气候条件下硅藻对硅酸的利用率较低.目前,热带陆地区域古气候重建的方法中可用的温度代用指标很少,此项研究证明了δ~(30)Si_(distom)是一种很有潜力的古环境代用指标,有望在低纬度地区古温度重建中发挥重要作用,值得进一步深入研究.     

生物硅的测定及其生物地球化学意义

生物硅（BSi）指用化学方法测定的沉积物中的无定形硅含量。生物硅的含量与水体中初级生产息息相关。硅藻、放射虫、海绵骨针和硅鞭毛虫产生的生物硅是地球化学和古海洋学研究的重要参数。重点讨论了目前生物硅测定方法中的化学提取法，评述了提取过程中存在的一些问题，并对BSi测定的生物地球化学意义进行了讨论。     

全球海洋硅循环及研究中面临的主要挑战

海洋硅循环是海洋生物地球化学循环的关键过程之一,对调控全球二氧化碳浓度、海洋酸碱度和多种元素(氮、磷、铁、铝等)的循环具有重要作用。在当今气候变化和人类活动影响日益增强的背景下,硅循环与“生物泵”及碳循环的紧密联系,是其成为地球科学领域研究热点的主要原因。海洋中硅的外部来源主要为河流、地下水、大气沉降、海底玄武岩风化作用和海底热液输送5个途径,在全球气温变暖趋势的影响下,极地冰川融化成为高纬度海域不可忽视的硅源。生物硅在沉积物中的埋藏、硅质海绵和生物硅的反风化作用是重要的海洋硅移除过程。海洋硅循环过程复杂,受生物(生物吸收、降解)、物理(吸附、溶解)和化学(矿化分解和反风化作用)多重因素的影响,针对海洋硅循环关键过程的研究有助于综合评估海洋硅的“源-汇”和收支。本文总结了海洋硅循环的主要过程及海洋硅的收支,根据国际和国内研究现状讨论了当前海洋硅循环研究中面临的主要问题和挑战。现有研究成果显示,海洋硅的外源输入和输出通量比以往的评估分别增加了2.4和2.2倍。在短时间尺度内(<8 ka),全球海洋中硅的收支大致平衡,海洋硅循环基本处于稳定状态。气候变化和人类活动导致河流输送至陆架边缘海的硅通量发生变化,可能影响硅藻等海洋浮游植物种群结构,是未来海洋硅循环研究需要关注的问题之一。陆架边缘海较高沉积速率和强烈的反风化作用提高了该区域生物硅的埋藏效率,准确评估该区域生物硅的埋藏通量仍是亟须解决的难题。目前的研究评估了全球海洋浮游硅藻、硅质海绵以及放射虫生产力,而海洋底栖硅藻生产力的贡献受到忽视,未来需要关注底栖硅藻对生物硅的贡献及其在海洋硅的生物地球化学过程中的作用。     

江西早二叠世硅藻的发现及其地质意义

<正> 江西早二叠世的硅藻土(岩),比较纯的呈白色,呈砂、粉砂粒状,结构疏松,质软而轻,孔隙度大,吸水性强,镜下具生物结构,大多具水平层理。有的呈黑色,因为含较多的有机藻类。如乐平就有20m厚的黑色硅藻岩。有的呈淡黄色,细如面粉。镜下观察主要为圆心目硅藻:直链藻、三角藻、双菱藻、盒形藻、伞藻等,羽纹目硅藻有针杆藻等。 由于江西的硅藻产出的地质时代比较老,原来的蛋白石均重结晶为石英,使壳面的显     

南海中北部表层沉积硅藻的高分辨空间分布及其与现代环境因子的关系

本文通过对南海中北部1 266个站位19种硅藻的生物地理分布格局及其对环境因子偏好的研究,查清了南海中北部沉积硅藻高分辨的空间展布特征,并探讨了硅藻分布与海洋环境因子的关系。南海北部陆架和西部陆架表层沉积硅藻以广温的半咸水潮间带种或沿岸种和咸水-半咸水浅海种为主,珠江口以东的粤东北部陆架Paralia sulcata呈集中分布,粤西北部陆架多样性最佳,Cyclotella stylorum相对富集,西部陆架则以Cyclotella striata占显著优势。北部陆坡和西部陆坡以热带浮游远洋种为主,其中Azpeitia nodulifera和Nitzschia marina分别在琼东南陆坡、西部陆坡和东北部陆坡占优势地位,Chaetoceros messanensis、Fragilariopsis doliolus集中分布于北部陆坡。深海盆以热带浮游远洋种为主,A.nodulifera最具优势,其次为N.marina,Thalassionema nitzschioides和Thalassiosira eccentrica在吕宋海峡入口、深海盆东部和东南部礼乐岛坡集中分布。硅藻种和环境因子的Pearson相关性分析和冗余分析表明,热带远洋种与表层海水温度显著正相关,广温广布种与温度和盐度呈一定正相关,多数沿岸种和浅海种与盐度显著负相关。硅藻组合与海洋流系控制下的环境因子关系密切。可分为6个硅藻组合,其中陆架区3个组合主要受到盐度和营养盐(NO₃,PO₄,SiO₄)浓度的影响,陆坡区2个组合主要受表层海水温度、盐度和营养盐(PO₄)浓度的影响,而深海盆硅藻组合主要受温度的影响。对比前人研究,本文提高了对南海沉积硅藻空间分布认识的分辨率,充实了研究相对薄弱的西部陆架和深海盆的最新资料,佐证并修正了前人基于少量数据而得出的硅藻组合分区认识,消弭了前人观点的分歧。生物因素和沉积过程会使沉积硅藻对环境因子变化的响应关系更为复杂。     

东海陆缘(闽北段)晚第四纪沉积的硅藻学研究

对东海陆缘 (闽北段 )晚第四纪沉积 4口钻井岩心进行系统的硅藻分析研究,获得丰富的硅藻化石,共发现硅藻 117种和变种,分属于 33个属。根据剖面硅藻组合特征变化,结合最优分割法和对应序分法的计算机运算结果,可以详细划分为 12个硅藻带,自下而上为 :1.Cascinodiscusargus-Cos.wittiomus-Cyclotellastriata硅藻带,2.Cos.blandus-Cyclotellastriata硅藻带,3.Cos.excentricus-Trbliepteychuscocconiformis硅藻带,4.Gomphonema-Cos.blandus-Actnolychusralfsii硅藻带,5.Cos.-Cyclotellastriata-Actinocyclusralfsii硅藻带,6.Cos.-Actinolychusralfsii硅藻带,7.贫乏硅藻带,8.Cos.lineatus-Cos.rothii-Actinolyclusralfsii硅藻带,9.Gomphonema-Cyclotellastriata-Cocconeisplacentulavareuglypta硅藻带,10.Cos.rothii-Cyclotellastriata-Actinolychusralfsi,11.Cymbel laaffinis-Cyclotellastriata-Gomphonema硅藻带,12.Coscinodiscuswittinus-Cyclotellastriata-Epithemiahynd manii硅藻带,建立了该区晚第四纪硅藻组合序列,并探讨其相应的古环境演变。     

攀西地区硅藻土的成矿规律及成矿作用探讨

该区硅藻土是典型的断陷湖泊中的生物硅质岩,它赋存于上第三系上新统昔格达组顶部,严格的受地层控制.该文对其成矿规律作了概括,对硅藻生长必不可少的可溶性二氧化硅的来源作了探讨.