南极夏季沿海P.Pouchetii繁殖期间丙烯酸和二甲基硫的自然产率

样品取自东南极距戴维斯站 1 0公里沿海海域 1 5米水层。从 1 988年 1 1月至 1 989年 2月 ,利用高压液相色谱和气相色谱等手段对海藻 Phaeocystis Pouchetii整个繁殖过程中所产生的有毒物质丙烯酸和二甲基硫的浓度进行了长期连续测定。结果表明 ,丙烯酸和二甲基硫的含量变化范围分别为 0 .0 0 1～ 0 .5 1 0 μmol/L和 0 .0 0 3～ 0 .5 88μmol/L。二者的含量变化与 P.Pouchetii细胞数量的变化完全一致 (相关系数均为 0 .998)。由此可见丙烯酸和二甲基硫产生于 P.Pouchetii是无疑的。丙烯酸和二甲基硫的最高产率分别是 9.75 8× 1 0 - 8μmol/cell和 1 3 .0 90× 1 0 - 8μmol/cell。其主要产生途径是 :P.Pouchetii摄取氨基酸 (如蛋氨酸 )后 ,经甲基化、脱胺等作用 ,在细胞分裂和代谢过程中产生二甲基硫丙酸 (DMSP) ,进而以一对一的方式分解成丙烯酸和二甲基硫。     

东南极夏季中山站邻近固定冰DMS、DMSP分布初探

中国第30次南极科学考察期间,在中山站邻近固定冰区采集了两支海冰冰芯并首次分析其中的DMS、DMSP含量。结果表明,两支冰芯上层均含有较高浓度的DMSP+DMS,分别高达114.93及134.41 nmol·L-1。冰芯中DMS、DMSP+DMS浓度随深度的增加而递减。两支冰芯顶部DMSP+DMS高值的成因不同,冰芯1主要受藻类活动影响而产生DMSP+DMS高值,冰芯2主要是由于雪层及薄冰层阻碍,致使DMS在冰芯顶部聚集产生DMS高值。因为海冰底部较高生物量的海冰融化进入水体,所观测的剩余海冰底部Chl a、DMSP+DMS值均较低。在海冰的融化过程中,卤道内的卤水可发生垂向运输,致使冰芯中Chl a、DMSP+DMS的垂直分布有所不同。冰芯的Chl a、DMSP+DMS总量分别为6.79和10.20、51.83和88.41μmol·m-2,与前人研究结果比较,在海冰融化过程中,海冰中Chl a、DMSP+DMS总量变化的总趋势是递减的。     

CONCENTRATIONS AND DISTRIBUTIONS OF FREE AMINO ACIDS IN SEA AND LAKE ICE CORE OF ANTARCTICA

The sea ice core (1.6m) and lake ice core (1.5m) were taken respectively from sea sampling site and Ace Lake near Davis Station, Vestfold Hills, Antarctica in November and October, 1988. The concentrations of amino acids in each 10cm of ice cores were determined by High Pressure Liquid Chromatography (HPLC). The results showed that the concentrations of amino acids revealed seasonal variation during the year. The highest concentration of amino acids, which was 30. 92μmol/ml, were found in the bottom of sea ice core, and it was approximately 45 μmol/ml in the lake ice core. The lowest concentration was approximately 8.0μmol/ml which is presented in surface of the sea ice core, but it was 14.0μmol/ml which was found in 60cm section of lake ice core. The seasonal variation process of concentration of amino acids were much similar to that of phytoplankton cells number in sea ice core, and the distribution and seasonal variation rate of individual amino acids were also much similar in each ice core secti     

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。     

南极夏季沿海海藻Phaeocystis Pouchetii繁殖与海水中溶解游离型氨基酸含量的关系

从1988年5月～1989年1月,对东南极维斯特福尔德丘陵地区,戴维斯考察站沿海海域水体中的溶解游离型氨基酸的含量进行了长期连续测定。结果表明,在该海域海水中溶解游离型氨基酸的总浓度略高于其他海海域、浓度变化范围在19～302nmol/dm~3之间。最大丰度出现在11月份,而从11月下旬开始氨基酸含量急剧下降,至12月底达到全年最低点,从1月初开始有所回升。 占据南极夏初海水中海藻类主导地位的海藻Phaeocystis Pouchetii,其爆发性的繁殖过程从11月底开始至翌年1月底2月初结束,高峰在1月初。在Phaeocystis Pouchetii繁殖期,溶解游离型氨基酸浓度的降低与海藻细胞数量的增加有明显的负相关关系。作者认为在Phaeocystis Pouchetii繁殖增长过程中,该藻细胞直接摄取或(和)通过附随着藻类本体迅速增长的细菌群摄取溶解游离型氨基酸。     

热带与南极海域表层海水N2O饱和度异常差异性比较

本文比较了从北纬30?西太平洋至南纬30?东印度洋等热带海域与南大洋至东南极普里兹湾等南极海域的大气和表层海水N2O分压分布特征,表层海水pNO2饱和异常,分析引起异常差异性的主要影响因子。南极海域普里兹湾表层水中N2O分压（pN2O）平均为311.9 ± 7.6 nL/L (14.1 ± 0.4 nM),与大气中N2O混合比（318.5 nL/L）相比显略不饱和,融冰水的输入是导致不饱和的主要原因。海气N2O通量为-0.3 ± 0.8μmol m-2 d-1。而热带海域多数表层海水中N2O饱和度异常值都高于10%,在赤道海域发现最高值达54.7%,次高值为10°N的苏禄海为31%,计算出在赤道和苏禄海的海气通量分别为~12.4 μmol m-2 d-1和~4μmol m-2 d-1。表明高纬度的普里兹湾既不是大气中N2O源也不是汇,而低纬度热带海域表现为大气中N2O的源。造成热带与南极海域海洋N2O饱和度异常的影响因素,可能低纬度的热带海域由于海气间的气体交换较弱、上升流影响强,而高纬度的南极海域由于融冰分层和强偏西风影响;而海表面风速是影响N2O的海气交换N2O通量的重要因素。     

高压液相色谱法测定南极海洋冷水环境中的低分子挥发性脂肪酸

本文报道南极海洋冷水环境中的低分子挥发性脂肪酸的一种测定方法 ,阐述高压液相色谱法对海洋环境中 C1- C5年低分子挥发性脂肪酸的含量测定具有较好的适用性 ,说明该方法具有正确、灵敏、操作简单、快速及需要样品量少等特点。本方法的最低检测限在 0 .1 μg/ml以下 ,个别酸如丙烯酸可达 0 .0 0 1μg/ml以下。南极戴维斯站附近沿海 ,1 989年 1月 3日 6 0 m水柱体样品测定结果丙烯酸为 0 .0 0 4 - 0 .0 4 2 μg/ml,其他酸是 0 .1 - 1 .0 μg/ml,说明了该方法完全可满足实际海水样品的分析。     

北极王湾夏季海水中DMSP降解基因的丰度及分布调查

作为海洋中最丰富的有机含硫化合物之一,二甲基巯基丙酸内盐(DMSP)不仅在浮游植物细胞内具有重要的生理生化及生态功能,同时也是海洋微生物的重要营养物,其分解产物二甲基硫(DMS)还是海洋中最重要的还原态挥发性生源有机硫化物,因此DMSP的代谢在全球硫循环中扮演着重要角色。细菌可通过脱甲基与裂解这两条途径降解海水中的DMSP,从而决定硫元素是以含硫蛋白形式进入微生物食物网还是以DMS形式进入大气。截至目前,在高纬度北极海域开展的有关细菌降解DMSP的相关研究报道很少。本文采用荧光定量PCR技术,首次对北极王湾夏季(2015及2016年)海水中涉及细菌降解DMSP的两条主要代谢途径中的脱甲基酶基因dmdA及裂解酶基因dddP的丰度及分布进行了检测。结果显示, 2015—2016年海水中DMSP降解酶基因(dmdA、dddP)与细菌16S rRNA基因的丰度比值的平均值分别为0.25%±0.31%、0.32%±0.58%。2015年水样中,除K5站位的dddP基因之外,表层水中dmdA及dddP的丰度相对值从湾口至湾内均呈递增趋势。但2016年的结果却显示出很大差异:湾口附近dmdA基因丰度相对值总体高于湾内;表层水中的dddP基因丰度相对值变化趋势不明显,而深层水中dddP基因丰度相对值从湾口到湾内总体呈递减趋势。本次研究的结果初步表明,含有DMSP降解基因的浮游细菌在王湾夏季水体中丰度很低,而且参与不同代谢途径的DMSP降解菌在海水中的时空分布存在很大变化。对于王湾水域中细菌参与DMSP分解代谢及其在当地硫元素循环中的生态地位的进一步认识,尚待后续研究工作的深入开展。     

干旱沙区典型人工植被群落下土壤剖面CO_2浓度变化特征及其驱动因子

对人工固沙植被区柠条(Caragana korshinskii)群落和油蒿(Caragana korshinskii)群落下不同深度的土壤气体采样,主要研究和讨论了不同类型人工植被区下土壤CO2浓度的变化特征及土壤温度和土壤水分对其的影响。结果表明:柠条和油蒿群落0~80cm处的土壤空气CO2浓度随着土壤深度的增加而增加,并且在0~40cm,油蒿群落下的土壤CO2浓度值大于柠条,而在40cm以下则相反。其平均值分别为1 229.3μmol·mol-1和1 242.7μmol·mol-1,大于同一深度流沙下土壤CO2浓度值978.9μmol·mol-1。土壤水分与二者的土壤CO2浓度变化趋势在年际尺度上具有一致性,浅层40cm内油蒿群落下的土壤CO2浓度和土壤水分含量的相关性明显大于柠条和流沙。而在40cm以下,则表现为柠条油蒿流沙。土壤温度对土壤CO2浓度的影响程度一般为流沙油蒿柠条,特别是流沙,在表层达到了极显著的水平,之后随着土壤深度的增加而降低。而土壤温度对油蒿和柠条样地土壤CO2浓度的影响较为复杂,呈现出先增加后减小的趋势。在年际尺度上,土壤水分含量是不同植被群落下土壤剖面CO2浓度的关键限制因子,而在日尺度上,土壤温度则为主要限制因子。据粗略估计,在0~80cm内,柠条和油蒿根系呼吸所占的比例约为30.7%和33.3%。     

夏季南海西北部海域由外海至近岸表层海水浮游植物群落结构的空间变化

依托2013年夏季科技基础专项南海珊瑚礁海域调查航次,主要研究了南海西北部海域由外海到近岸表层海水内浮游植物叶绿素（Chl a）质量浓度和群落结构,以及微微型浮游植物（聚球藻、微微型真核生物）丰度。研究结果显示：1）调查期间,从外海到近岸总Chl a质量浓度由0.024逐渐增至19.1 μg/L;同时,小型浮游植物（Micro-,＞20 μm）所占比例由6.0%增至81%,微型浮游植物（Nano-,3~20 μm）所占比例（9%~24%）的空间变化不明显,而微微型浮游植物（Pico-,＜3 μm）所占比例由85%降至5.1%。2）从外海到近岸聚球藻和微微型真核生物丰度分别由（2.58±0.21）×106和（1.62±0.91）×105 cells/L升高至（2.29±0.10）×108和（1.83±0.46）×107 cells/L,而且二者呈显著正相关关系（R2＝0.68,p＜0.05）。3）调查海域总浮游植物生物量空间变化主要受微微型浮游植物丰度空间变化的调控。     

The net phytoplankton in Kongsfjorden, Svalbard, July 1988, with general remarks on species composition of arctic phytoplankton

Examination of 17 samples collected by a 20 μm meshed meshed net in Kongsfjorden, Svalbard, 8–19 July 1988, showed a dominance of dinoflagellates and the chrysophyte Dinobryon Balticum in the surface layers, whereas the diatom and the haptophyte Phaecystis pouchetii abundance increased with depth. The diatom Pseudo-nitzschia granii appeared together with P. pouchetii through the whole water column, and Actinocyclus curvatulus was one of the few diatoms present also in the surface samples. Two samples, from 15 and 50 m, respectively, were cleaned of organic material and mounted in Naphrax for a more critical identification of the diatoms. We were able to group the species according to habitats, especially types of ice. The planktonic Thalassiosira antarctica var. borealis, T. hyalina, T. nordenskioeldii, Bacterosira bathyomphaia, Chaetoceros furcellatus, C. socialis and Fragilariopsis oceanica were present mainly as resting stages representing a post-bloom situation. These species and T. gravida appear early in the season and may have started to grow already under the ice. Fragilariopsis cylindrus and F. oceanica seem to have a closer affinity to ice than Thalassiosira and Chaetoceros spp. although they are common in the plankton. Some Nitzschia species which are usually regarded as typical sea-ice diatoms and have thicker and older ice as the main habitat were present only in small cell numbers in the plankton samples. The last component, evidently introduced from Atlantic water in the Norwegian Sea, consisted of diatoms with a more oceanic distribution, e. g. Fragilariopsis pseudonana and a small form of Thalassiosira bioculata .     

1988／1989年夏季南极长城海湾生态环境观测

自１９８８年１１月至１９８９年３月，对南极长城湾（６２°１３′Ｓ，５８°５７′Ｗ）中５个站位的水温、ｐＨ值、海水透明度、水下照度、水中和海冰中叶绿素含量、磷酸盐含量、亚硝酸盐和硝酸盐含量等理化要素，每月进行１至２次不定期的常规测定。在整个调查期间，海水温度变化范围在－１．６～２．２°Ｃ之间，ｐＨ值变化范围在８．０～９．１之间，海水中叶绿素ａ的变化范围在０．３０～１．４８ｍｇ／ｍ３之间，叶绿素ａ的最大值出现在１１月２６日５号站的表层水中，海冰中叶绿素ａ的含量远远高于海水中的含量，海冰中叶绿素ａ的变化范围在２．５５～５６．８４ｍｇ／ｍ３之间。磷酸盐含量变化范围在１．０２３～２．１８７μｇＰ／Ｌ，亚硝酸盐含量变化范围在０．０９３～０．１８６μｇＮ／Ｌ之间，硝酸盐含量变化范围在１３．３０８～２６．５８４μｇＮ／Ｌ之间。本文对以上结果作了初步探讨     

碱式氯化镁和氧化镁晶须的制备与表征

以活性氧化镁和氯化镁为原料在水热条件下合成了碱式氯化镁晶须。碱式氯化镁晶须热解后形貌保持得很好,得到氧化镁晶须。制得的晶须长度在200μm左右,直径约0.5μm。采用X射线衍射仪、扫描电镜、热重分析仪表征碱式氯化镁和氧化镁晶须,探讨了各个工艺条件对产物的影响。实验结果表明,碱式氯化镁晶须的最佳工艺条件为:反应时间8~12 h,搅拌速率初始在500 r.min-1左右,120 min时调为1 000 r.min-1,氧化镁与氯化镁的物质的量之比0.10~0.15,氯化镁溶液的浓度4.0 mol.L-1以上,反应温度150~200℃,反应釜的填充度50%~80%。在此条件下制得了形貌良好的碱式氯化镁晶须。     

PFS混凝-Fenton-SBR反硝化脱氮-BAF组合工艺深度处理垃圾渗滤液

采用混凝沉淀-Fenton-SBR反硝化脱氮-BAF法工艺对经SBR处理的垃圾渗滤液进行深度处理。在进水污染物平均浓度为:CODcr=800mg·L-1,BOD5=50mg·L-1,NH3-N=10mg·L-1,NO3-N=550mg·L-1,TN=630mg·L-1,色度=600倍的情况下,组合工艺的最佳条件为:PFS加药量为0.5g·L-1;H2O2(30%)投加量为0.6m·lL-1,Fe2+投加量为0.005mo·lL-1,反应时间为4小时;反硝化以甲醇为外加碳源,碳氮比为3.2。最终出水水质CODcr≤80mg·L-1,BOD5≤10mg·L-1,NH3-N≤1.0mg·L-1,NO3-N≤10mg·L-1,TN≤10mg·L-1,色度≤15倍,SS≤10mg·L-1,达到生活垃圾填埋场污染排放标准(GB16889-2008)。组合工艺的药剂总成本低于6.85元/吨。     

南极昭和站大气中CO_2浓度变化

本文作者于1987～1988年由国家南极考察委员会派遣随JARE29赴日本南极昭和站、瑞穗站和阿斯加等站进行考察,根据日本同行提供的1984～1988年昭和站大气中二氧化碳浓度连续变化资料以及相应年份该站年平均气温资料进行研究,结果表明:从1984年到1988年该站大气中二氧化碳浓度变化趋势与该站年平均气温变化趋势是相当一致的,二者呈明显正相关。此外,还给出该地区从1984年到1988年大气中二氧化碳浓度变化的年增长率,其值分别为1.21ppmV/年(1984～1985年)、1.35ppmV/年(1985～1986年)、1.68ppmV/年(1986～1987年)和1.99ppmV/年(1987～1988年)。     

Dynamics of plankton growth in the Barents Sea: model studies

1-D and 3-D models of plankton production in the Barents Sea are described and a few simulations presented. The 1-D model has two compartments for phytoplankton (diatoms and P. pouchelii) , three for limiting nutrients (nitrate, ammonia and silicic acid), and one compartment called "sinking phytoplankton". This model is coupled to a submodel of the important herbivores in the area and calculates the vertical distribution in a water column. Simulations with the 3-D model indicate a total annual primary production of 90-120g C m⁻² yr⁻¹ in Atlantic Water and 20-50g C m⁻² yr⁻¹ in Arctic Water, depending on the persistence of the ice cover during the summer.
The 3-D model takes current velocities, vertical mixing, ice cover, and temperature from a 3-D hydrodynamical model. Input data are atmospheric wind, solar radiation, and sensible as well as latent heat flux for the year 1983. The model produces a dynamic picture of the spatial distribution of phytoplankton throughout the spring and summer. Integrated primary production from March to July indicates that the most productive area is Spitsbcrgenbanken and the western entrance to the Barents Sea. i.e. on the northern slope of Tromsøflaket.     

沙漠颗粒物对磷酸盐的吸附动力学研究

研究了乌兰布和沙漠和库布齐沙漠颗粒物在黄河水体中对磷酸盐(P)的吸附动力学及其影响因素和吸附/解吸平衡质量浓度(EPC0值)。结果表明：①不同沙漠颗粒物对P的吸附能力各不相同,但吸附速率均在前 8 h内较快,以后逐渐趋缓,在48 h时基本达到吸附平衡。磷初始浓度和颗粒物浓度均对颗粒物吸附P有一定影响;②颗粒物对P的吸附过程均符合准二级吸附动力学模型及Weber-Morris扩散方程,吸附过程主要由P在颗粒物内的扩散过程控制;③入河沙漠颗粒物在黄河水体中对P的吸附过程存在一个吸附/解吸平衡点,该点对应的不同颗粒物对P的EPC0值为0.010~0.042 mg·L-1,且其值均大于相应黄河水体中的P浓度,说明沙漠颗粒物入河后有向水体释磷的趋势。     

The distribution feature of size-fractionated chlorophyll a and primary productivity in Prydz Bay and its north sea area during the austral summer

The investigation of size-fractionated chlorophyll a and primary productivity were carried out in three longitudinal sections (63°-69°12'S, 70°30'E, 73°E and 75(30'E) at December 18-26, 1998 and January 12-18, 1999 in Prydz Bay and its north sea area, Antarctica. The results showed that surface chlorophyll a concentration were 0. 16 -3. 99 μg dm-3. The high values of chlorophyll a concentration (more than 3.5 μg dm -3) were in Prydz Bay and in the west Ladies Bank. The average chlorophyll a concentration at sub-surface layer was higher than that at surface layer; its concentration at the deeper layers of 50 m decreased with increasing depth and that at 200 m depth was only 0. 01 -0. 95μg dm -3. The results of size-fractionated chlorophyll a showed that the contribution of the netplanktion to total chlorophyll a was 56% , those of the nanoplankton and the picoplankton were 24% and 20% respectively in the surveyed area. The potential primary productivity at the euphotic zone in the surveyed area wa     

水杨酸对干旱下烤烟幼苗膜质和叶绿素荧光特性的影响

以烤烟品种龙江911为材料,研究了叶面喷施水杨酸（SA）对干旱胁迫下烤烟幼苗叶绿素含量、叶绿素荧光特性和细胞膜伤害程度的影响。结果表明,干旱胁迫下烤烟幼苗叶片的膜系统受到了伤害,光合作用的原初反应和光能在两个光系统之间的分配发生了改变。叶面喷施0.5 mmol·L-1和1.0 mmol·L-1SA减轻了干旱引起的细胞膜丙二醛的增加,有效地保护了烤烟幼苗叶片的膜系统。同时,0.5 mmol·L-1和1.0 mmol·L-1SA减轻了干旱胁迫下叶绿素的分解,有效缓解干旱对类囊体膜和PSⅡ反应中心的伤害,增强了烤烟幼苗对干旱胁迫的适应能力,其最适宜的浓度为0.5～1.0 mmol·L-1。2.0 mmol·L-1SA对烤烟幼苗有一定的毒害作用。     

霸王基因组RAPD优化条件的建立

实验以霸王20 d龄无菌籽苗为材料,使用CTAB法提取其基因组DNA,进行RAPD条件优化分析。通过单因子实验分别研究了Mg2+浓度、dNTPS浓度、Taq酶的浓度、引物浓度和模板DNA浓度对RAPD反应的影响,即在25 μL总反应体系中,Mg2+的适宜浓度为1.5~2.5 mmol\5L-1、dNTPs的适宜浓度为0.2~0.3 mmol\5L-1、随机引物的浓度以1.2 μmol\5L-1为宜、Taq酶的用量以2.0 U为佳、模板DNA的最适用量为50 ng。本研究的PCR扩增程序为94℃预变性8 min, 94℃变性1 min, 37℃退火1 min, 72℃延伸2 min,设40个循环,最后72℃保温6 min。