国际南北极地区文献数据库的检索方法与极地文献统计分析

通过分析南北极地区文献数据库 ( AAR CD- ROM) ,极地文献数量、极地主要学科文献数量、极地冰川学科及其分支的文献数量在不同时期的发展变化情况 ,得出的主要结论有 :自 1 70 3年有第一篇极地文献到 1 90 0年间 ,极地文献数量不多 ,1 90 0年左右时间的文献量有一个增量 ,从1 957～ 1 958年的国际地球物理年以来 ,南极研究得到很大发展 ,北极研究则是在 1 970年以来有更大的发展 ,这样的发展势头继续保持着 ;极地研究的有大量的极地冰川文献 ,其次是极地海洋、极地地质、极地生物等学科文献 ;南极地区学科侧重点有天文、大气、地质、生物等学科 ,北极地区侧重在海洋、资源、环境等学科 ;南极研究中发展最快的学科有环境科学、信息科学 ,在北极地区 ,环境科学、生物科学、信息科学和医学的发展较为迅速 ;极地冰川学科与其它学科产生交叉研究 ,出现了一些新的分支 ,学科交叉发展和分支现象在极地的其它极地学科领域也普遍存在 ,也是极地学科发展变化的趋势之一。     

氮肥及秸秆有益于提高设施番茄土壤芽孢杆菌及假单胞菌的种群数量（英文）

设施番茄根层氮素管理可以有效减少氮肥的用量及避免硝酸盐污染,但是在设施番茄生产中减少氮肥用量对土壤微生物,尤其对优势菌群有何影响目前还知之甚少。本文以6年定位试验中不同氮肥用量及秸秆处理的设施番茄连作土壤为研究对象,研究不同氮肥用量及秸秆处理对土壤细菌和两种主要细菌(假单胞菌及芽孢杆菌)以及对土壤微生物群落结构的影响。设置如下处理:对照(10 t ha-1鸡粪作为底肥)、传统高氮处理(600 kg N ha-1)、传统高氮+小麦秸秆处理、减氮处理(300 kg N ha-1)及减氮处理+小麦秸秆处理。研究结果表明,6年减氮处理并未导致番茄减产;与对照相比,化学氮肥及秸秆的施用均显著增加了土壤细菌、芽孢杆菌及假单胞菌的数量,但不同氮肥用量之间对土壤细菌、芽孢杆菌及假单胞菌数量的影响无显著性差异。DGGE图谱表明氮肥用量及秸秆添加导致土壤微生物群落结构的改变,但不同氮肥用量对土壤细菌多样性的影响不显著。本研究结果表明减少一半氮肥用量既不会导致减产,也不会对土壤微生态环境产生不利影响,因此,在该试验条件下减少氮肥用量是可行并且有益于农业可持续发展的举措。     

极地天然气水合物勘探开发现状及对中国的启示

极地天然气水合物分布于南北极大陆及其毗邻海域的沉积物(岩)中,与广泛分布的永久冻土带密切相关,资源潜力巨大。极地天然气水合物储层类型主要为富砂沉积物储层,能提供天然气水合物高浓度聚集所需的储集渗透性,最可能实现远景勘探和商业利用。随着全球气候变暖,北冰洋海冰加速融化和航道开通,北极地区蕴藏的丰富资源都将从潜在利益变成现实利益,各国的权益纷争也将愈演愈烈。本文综述了极地天然气水合物勘探开发现状和相关国家的水合物开发政策,依据中国海陆域天然气水合物勘查开发现状,提出了中国参与极地天然气水合物研究和开发的思路和途径,为中国极地资源开发利用战略提供参考。     

北极8种典型痕量金属及3种铂系贵金属浓度水平变化趋势及生态风险

痕量金属进入北极的途径包括洋流注入、大气传输、陆架河流、陆地径流以及海洋中的直接沉降。研究表明,北极区域介质中Pb、Hg与Cd、Zn、Cu水平随着工业化的发展呈现出不同的变化趋势,并且铂系贵金属在北极冰雪中被检测出反映了大范围的全球污染。对北极各海域表层沉积物中的痕量金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn进行生态风险评价发现:As、Cd、Cu很有可能已经对多数海域的海洋生物产生威胁;Hg、甲基汞(MeHg)、Zn在极地动物器官中已出现了食物链累积效应,相关的毒性数据目前还缺乏研究。     

南、北极地区的对比

极地的范围南极、北极地区的特征:首先是气温凛冽以及由此产生的陆地和海域的冰天雪地的荒芜景观。另外,昼夜的长短随季节的推移而生产巨大变化。附带说一下,在极点上,昼夜的长短虽然在一年中各占一半,但是北极点的白天是一百八十六天零十小时,较南极点的一百七十八天零十四小时要长八天(光的折射忽略不计)。     

海洋细菌对DMSP的降解及其在极地低温海域的研究进展

DMSP(二甲基巯基丙酸内盐)是地球上最丰富的有机含硫化合物之一,同时也是海洋微生物的重要营养物。浮游植物是其主要的生产者。DMSP还是海洋中DMS(二甲基硫)的重要来源和前体,而DMS的排放与全球气候变化存在密切关联。细菌在DMSP的降解及DMS的生成方面扮演着重要角色。有关DMSP生物合成、代谢及其生态影响的研究已开展了近70年,但涉及高纬度极地低温海域的相关研究却为数甚少。本文在简要介绍DMSP生物合成与代谢,以及DMSP降解途径中的关键酶基因及其产生菌的基础上,结合笔者的工作实践,对近年来在极地低温海域的相关研究进行了介绍并展开了部分讨论。随着国内对微生物驱动水圈地球元素循环的重视,有关极地海域细菌参与DMSP/DMS代谢的研究工作将极大地增进人们对于微生物在极地海洋生态系统中生态地位的认识,也对评估极地海洋微生物群落对全球气候环境变化的响应与反馈具有重要的参考意义。     

南极海域潮汐模型研究进展及精度评定

极地潮汐对海冰动力学和漂浮冰架的研究起着重要的作用.现有的海洋潮汐模型在浅海和极地海域的精度远低于开阔深海海域.本文总结了全球潮汐模型在南极海域的研究进展,环南极海域潮汐模型的构建方法以及南极半岛(Antarctic Peninsula)、罗斯海(Ross Sea)海域、龙尼-菲尔希纳冰架(Filchner-Ronne...     

《极地水域船舶作业国际规则》的法律属性析论

《极地水域船舶作业国际规则》(简称《极地规则》)是国际海事组织为极地水域船舶航行安全与防止环境污染制定的技术性国际规则。该规则的体系构成是以MARPOL、SOLAS和STCW三大公约修正案为基础,因此使其对缔约国具有强制约束力,并沿袭了技术性、前瞻性等属性。从普适性角度衡量,该规则因为制定主体、立法结构与实际履约等问题尚不足以构成“一般接受的国际规则和标准”。我国应当吸取其中的先进立法理念,并积极加强国内履约,为即将到来的北极航运高峰做准备。此外,鉴于《极地规则》与《联合国海洋法公约》(简称《公约》)的冰封区域条款之间相对独立,我国在遵守沿海国单边立法的同时应积极倡导在极地地区适用以《极地规则》为核心的统一标准。我国对北极航道的使用呈逐年增加的趋势,这势必要求厘清《极地规则》的法律属性以维护我国的北极航运利益。     

北极头足类种类组成及分布研究进展

头足类种类众多,分布范围广,是世界上最具开发潜力的海洋生物类群之一,近年来,北极海域渔业资源开发得到了世界各国的重视。据统计,头足类在北极海域共14科26属约43种,分别隶属于乌贼目、八腕目和枪形目,主要种类为僧头乌贼(Rossia palpebrosa)、莫氏僧头乌贼(Rossia moelleri)、深海多足蛸(Bathypolypus arcticus)、深海蛸(Benthoctopus piscatorum)、西伯利亚深海蛸(Benthoctopus sibiricus)、须蛸(Cirroteuthis muelleri)和黵乌贼(Gonatus fabricii),北极大部分头足类都是通过探捕、兼捕或者从其他动物胃含物中获得,大部分分布在格陵兰海、挪威海和巴伦支海等海域。黵乌贼资源丰度为最高,但目前均没有商业性开发。本综述系统收集了分布在北极的头足类种类及其有关资料,为北极头足类资源合理开发及研究北极海域生态系统提供了基础资料。     

氮素和水分添加对贝加尔针茅草原土壤氨氧化微生物群落结构的影响（英文）

应用PCR-DGGE技术研究了连续2年氮素、水分添加处理对贝加尔针茅草原土壤氨氧化细菌(AOB)16S r RNA基因和古菌(AOA)amo A基因遗传多样性的影响。结果表明,土壤硝化势在水分添加低氮(N30)和非水分添加高氮(N300)处理下较对照显著升高(P0.05),在水分添加高氮(N200、N300)处理下较对照急剧下降(P0.05)。不同处理下氨氧化细菌的群落结构变化较氨氧化古菌敏感,氮素添加显著改变了氨氧化微生物的群落结构,在高氮素处理下,氨氧化细菌的多样性指数有下降的趋势,而古菌的多样性则有升高的趋势,表明氨氧化古菌在高氮素下生长比较活跃。发育树分析的结果表明,非水分添加处理下,氨氧化细菌的群落由亚硝化螺菌属的Cluster 1、Cluster 3和Cluster 4组成,水分添加处理下由亚硝化螺菌属Cluster 3、Cluster 4和亚硝化单胞菌属的Cluster 6组成,而氨氧化古菌群落在水分添加处理下主要由泉古菌门的Cluster 1、Cluster 2和water lineage组成,在非水分添加处理下主要由泉古菌门的Cluster 1、Cluster 2和Cluster 5组成,两种水分输入机制下,氨氧化微生物群落的不同组成说明,水分在调节氨氧化微生物群落结构方面有重要作用。此外,氨氧化细菌群落多样性与全氮,NH4+和NO3-的含量呈显著负相关,而古菌群落与其呈显著正相关,说明氨氧化细菌与古菌对氮素和水分添加有不同的且互补的反应机制。     

西伯利亚北极河流有机碳输出特征及影响要素

河流有机碳输出是北极碳循环的重要组分,对气候变化十分敏感。本文利用ArcticGRO的径流及有机碳数据,通过数理统计分析等方法,对2004—2017年间俄罗斯西伯利亚地区的鄂毕河、叶尼塞河和勒拿河有机碳输出进行研究。结果显示：西伯利亚3大河流的年均有机碳输出总量约23 Tg,其中溶解有机碳（DOC）输出约18.55 Tg,占北极地区50%以上,接近颗粒有机碳（POC）输出的4倍。2009—2017年间的年均DOC输出量较1999—2008年存在较大差异,鄂毕河增加18%,叶尼塞河下降13%,而勒拿河增加了近70%。春、夏两季有机碳输出总量占全年85%以上,春季为有机碳输出高峰期,而在鄂毕河流域春、夏季贡献率相当。各流域河流有机碳输出特征不同且具有季节性变化,主要受径流、冻土及人类活动等的影响。其中,DOC输出总量在年际与季节性变化特征上均与径流变化呈显著正相关,随径流增加DOC浓度也相应增大;而多年冻土也因类型及分布差异对河流DOC与POC具有不同程度的影响。研究气候变化下的北极河流有机碳输出特征及影响要素,有助于深入理解北极河流有机碳输出对气候及环境变化的综合响应,为揭示气候变化下的北极碳循环过程奠定基础。     

小叶章湿地土壤酶活性分布特征及其与活性有机碳表征指标的关系

选取三江平原小叶章（Calamagrostis angustifolia）沼泽湿地,研究了沼泽湿地土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性及土壤活性有机碳表征指标（土壤微生物量碳MBC,微生物量氮MBN、溶解有机碳DOC）在近表土层（0～30cm）的分布特征,及其内在相关性,探讨酶活性与土壤活性有机碳库的关系。结果表明：表层土壤的酶活性和活性有机碳表征指标含量最高,随着土壤深度增加,土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性及MBC、MBN、DOC均显著降低。经相关分析表明,土壤酶活性与土壤活性有机碳表征指标间呈极显著正相关关系,其中蔗糖酶与MBC、DOC相关系数最高,过氧化氢酶活性与MBN的相关系数最高。表明不同土壤酶对湿地土壤活性碳表征指标转化循环的贡献不同,土壤酶活性对土壤活性有机碳库有显著的影响,以蔗糖酶对活性有机碳库影响最为显著。     

开垦对内蒙古温带草地土壤不同有机碳组分的影响(英文)

Cultivation is one of the most important human activities affecting the grassland ecosystem besides grazing, but its impacts on soil total organic carbon (C), especially on the liable organic C fractions have not been fully understood yet. In this paper, the role of cropping in soil organic C pool of different fractions was investigated in a meadow steppe region in Inner Mongolia of China, and the relationships between different C fractions were also discussed. The results indicated that the concentrations of different C fractions at steppe and cultivated land all decreased progressively with soil depth. After the conversion from steppe to spring wheat field for 36 years, total organic carbon (TOC) concentration at the 0 to 100 cm soil depth has decreased by 12.3% to 28.2%, and TOC of the surface soil horizon, especially those of 0-30 cm decreased more significantly (p<0.01). The dissolved organic carbon (DOC) and microbial biomass carbon (MBC) at the depth of 0-40 cm were found to have decreased by 66.7% to 77.1% and 36.5% to 42.4%, respectively. In the S.baicalensis steppe, the ratios of soil DOC to TOC varied between 0.52% and 0.60%, and those in the spring wheat field were only in the range of 0.18%-0.20%. The microbial quotients (qMBs) in the spring wheat field, varying from 1.11% to 1.40%, were also lower than those in the S. baicalensis steppe, which were in the range of 1.50%-1.63%. The change of DOC was much more sensitive to cultivation disturbance. Soil TOC, DOC, and MBC were significantly positive correlated with each other in the S. baicalensis steppe, but in the spring wheat field, the correlativity between DOC and TOC and that between DOC and MBC did not reach the significance level of 0.05.     

杭州湾湿地土壤酶活性分布特征及其与活性有机碳组分的关系

选取了杭州湾滨海湿地芦苇Phragmites australis湿地、互花米草Spartina alterniflora湿地、海三棱藨草Scirpus mariqueter湿地以及光滩湿地,研究了土壤脲酶、蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶、磷酸酶活性及土壤溶解性碳(DOC)、土壤微生物量碳(MBC)在0～20cm土层的分布特征及其内在相关性,探讨酶活性与土壤有机碳及其组分的关系。结果表明,表层(0～5cm)土壤的酶活性和有机碳含量最高,随着土壤深度的增加,土壤酶活性和土壤有机碳含量呈下降趋势。相关分析表明,土壤碱性磷酸酶、蔗糖酶与总有机碳呈显著正相关,土壤脲酶与土壤溶解性有机碳呈显著正相关,蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶以及碱性磷酸酶活性与土壤微生物量碳或溶解性碳呈负相关,表明不同的土壤酶对湿地土壤有机碳库组成的贡献不同。     

氮添加降低了半干旱草原土壤呼吸但未改变其温度敏感性

半干旱生态系统土壤呼吸(Rs)对氮添加的响应机制仍有待探索。本研究在中国半干旱草原设置不同氮添加水平(0、2、4、8、16、32 gN m-2 yr-1),测定土壤呼吸速率、土壤温湿度、微生物磷脂脂肪酸、土壤理化性质与地上生物量等指标,探讨氮添加对土壤呼吸及其温度敏感性(Q10)的影响。结果表明:氮添加显著增加了土壤可溶性有机碳(DOC)和无机氮(IN)的含量,降低了土壤pH值,对地上生物量(ABM)无显著影响。氮添加降低了磷脂脂肪酸(PLFAs)的总量,降低了真菌细菌比(F:B),提高了革兰氏阳性阴性菌比(G+:G–)。氮添加显著降低了土壤呼吸,N2、N4、N8、N16和N32处理下的土壤呼吸分别比对照N0变化了–2.58%、14.86%、22.62%、23.97%和19.87%,结构方程模型表明,氮添加通过降低PLFAs总量和改变微生物组成降低土壤呼吸。氮添加对温度敏感性(Q10)、土壤总有机碳(TOC)和总氮(TN)的影响均不显著,表明氮添加减轻了土壤碳的损失,且不会改变全球变暖背景下土壤有机碳矿化的潜力。     

森林土壤碳、氮淋失过程及其形成机制研究进展

大气氮沉降对森林生态系统碳截存和损耗过程的影响已引起广泛关注, 但对沉降氮在森 林生态系统中的去向、增氮对土壤中碳/氮转化过程的影响以及土壤氮饱和前后土壤渗漏液中溶 解性有机碳(DOC) 和溶解性有机氮(DON) 动态等方面的研究还不够深入。本文论述了近年来国 内外在土壤氮饱和及土壤碳、氮淋溶领域的最新研究进展, 从系统论的角度阐述土壤氮饱和过程 及内涵; 通过论述DOC 和DON 含量及其结构组成变化来揭示其对增氮/氮沉降的内在响应机 理; 论述了增氮对土壤无机氮转化的影响以及生物和非生物因素对沉降氮固持的贡献。指出土壤 氮饱和为土壤中的有效氮随时间增加超过了土壤中生物和非生物的持留能力, 导致土壤氮的净 矿化、净硝化、NO₃^-流失以及土壤酸化等过程发生一系列非线性变化。初步认为土壤中DOC 和 DON 对增氮的不同响应归因于氮素饱和过程的三个不同阶段。对于特定的生态系统来说, 需要 清楚地认识土壤氮素矿化、硝化、反硝化和固持等过程, 才能明晰土壤氮素状态以及随时间的演 变。另外, 指出在上述三个研究领域中存在的问题, 并提出拟解决的途径以及未来的可能研究方 向, 以期对该领域的研究提供参考。     

Carbon cycle in the Arctic terrestrial ecosystems in relation to the global warming

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎａｌｏｎｇｈｉｓｔｏｒｙｏｆｔｈｅｇｌｏｂｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎ,ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＣＯ２ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｓｃｉｌａｔｅｓｂｅｃａｕｓｅｏｆｃｈａｎｇｅｓｉｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎ...     

在三门峡水库影响下黄河有机碳的输送特征

通在黄河三门峡水文站进行1 a的连续采样分析和调水调沙期间的密集采样分析,揭示了三门峡水库水沙调控对黄河有机碳输送过程的影响。结果表明,在水库调水调沙期间,三门峡站POC含量与TSS含量同步增加,而DOC含量变化趋势不明显;在1 a内,DOC和POC含量均有明显的季节变化。三门峡站POC年通量为124.8万t,其中调水调沙期间POC输送量约占POC年通量的38%,水库敞泄期间（8~9月）的POC输送量约占POC年通量的60%;三门峡站DOC年通量为7.6万t,其中7~9月DOC输送量约占DOC年通量的52%。     

The role of the microbial loop in Antarctic pelagic ecosystems

The Paradigm pelagic food web organization in Antarctic waters is undergoing fundamental revision evidence that large fractions of material and energy flow through the microbial food web. because of the unique Antarctic ecosystem conditions, the microbial food web performs some roles that are fundamentally different from those in oligotrophic temperate and tropical waters: 1) during winter, bacterial production, at the expense of slow-turnover DOM (dissolved organic matter) from the previous summer, could be a significant factor in the survival of over wintering animal populations; 2) microbial regeneration of ammonium in nitrate-replete Antarctic waters may spare the reductants necessary for nitrate assimilation and thus enhance primary productivity of deep-mixed light-limited phytoplankton; and 3) the small diatoms and phytoflagellates which dominate the Antarctic pelagic primary production are apparently directly digestible by the metazoan herbivores, whereas cyanobacteria which dominate the primary productivity in lower latitude oligotrophic waters are not digestible by the metazoan herbivores. These roles performed by the microbial loop may, in part, explain why Antarctic waters, in contrast to the lower latitude oligotrophic waters, have high levels of tertiary productivity despite low primary productivity.     

环青海湖地下水溶解性碳的时空变化特征

区域地下水溶解性碳的时空变化特征研究对于认识区域物质循环和能量传递及推动区域生态可持续发展具有重要意义。本研究在青海湖流域冻结期和融化期分别收集了地下水、河水和湖水样品,研究了环青海湖地下水在冻结期和融化期的溶解性碳特征,并探究了不同类型地下水的溶解性碳特征及其对不同冻融时期的响应,最后揭示了环湖区域不同水体的溶解性碳的差异特征及影响因素。结果表明：冻结期地下水、河水和湖水的溶解性无机碳（DIC）均相对高于融化期,溶解性有机碳（DOC）均相对低于融化期。地下水、河水和湖水的溶解性碳均主要以DIC为主,DIC在溶解性碳的占比高达92%。地下水的DIC平均含量在基岩裂隙水、水量中等和浅埋藏的水文地质条件下相对较高,DOC平均含量在基岩裂隙水、水量丰富和浅埋藏的水文地质条件下相对较高。地下水的DIC在湖滨平原砂砾石层、淤泥质砂层潜水和水量中等的水文地质条件下受冻融期影响较大,DOC在基岩裂隙水和水量贫乏的水文地质条件下受冻融期影响较大。湖水的DIC和DOC均远高于河水和地下水。河水的DIC在融化期和冻结期均低于地下水,DOC在融化期高于地下水,在冻结期低于地下水。