2009-2013年普里兹湾表层水体中生物硅含量的年际变化及其与全球气候事件的关系

利用中国南极科学考察期间获得的颗粒物样品,对南大洋普里兹湾海域水体中生物硅的含量分布及年际变化情况进行了分析。研究结果显示:在2013年夏季普里兹湾表层水体中生物硅含量在0.38—8.62μmol/dm3之间变化,平均为1.55±1.86μmol/dm3。生物硅在67°S以南湾内区域表层水体中的含量明显高于67°S以北的湾外区域,最大值出现在普里兹湾陆架区,生物因子是表层水体生物硅含量分布的主控因子。根据不同年份即25、26、27、28、29次南极科学考察期间获取的数据研究显示,普里兹湾表层水体中生物硅含量存在明显的年际差异。历史数据分析结果表明,气候事件对普里兹湾海冰变化有明显的影响,因而对相应年份该海域浮游植物数量和种群结构也会产生一定的影响,从而导致表层水体中生物硅含量的年际差异。     

南大洋普里兹湾沉积物中生物硅含量与分布

利用中国第18,21次南极考察获得的沉积物样品,对南大洋普里兹湾沉积物中生物硅(BSiO₂)的含量以及分布特征进行了初步研究.结果表明:普里兹湾表层沉积物中生物硅含量丰富,生物硅含量在4.89%~85.41%之间变化,平均为30.90%.最高值出现在湾内的IV-10站.生物硅的垂向分布与间隙水中硅酸盐呈现相反的变化趋势.表层沉积物中生物硅和有机碳分布趋势与表层海水中叶绿素a、初级生产力的分布趋势密切相关,最大值均出现在普里兹湾环流中心区域,较好地反映了上层水体中初级生产力的变化状况.     

悬浮颗粒物中生物硅测定方法的改进与应用

硅是河流和海洋中非常重要的营养盐,硅藻、放射虫、硅质海绵、硅鞭毛虫的生长和骨骼形成都离不开硅[1].硅在河流和沿岸海域生态系统中扮演着非常重要的角色,在浮游植物大量繁殖季节,由于硅藻的大量繁殖,使活性硅酸盐含量急剧下降,甚至使硅藻的生长繁殖受到限制.在其他环境条件适宜的情况下,充足的硅又将成为发生硅藻赤潮的物质基础[2].生物硅是用化学方法测定的无定形硅的含量[3],称为生物蛋白石或简称蛋白石,是地球化学、古海洋学研究中非常重要的参数[4].根据世界部分河流生物硅和溶解硅的平均值计算,河流输送入海的硅中有16%的是生物硅,因此河流输送的生物硅的量是全球海洋硅收支中不可忽略的部分[5].     

南海南部表层沉积物中生物硅的分布及其环境意义

对南海南部25个表层沉积样进行了生物硅的测定分析,试图揭示南海南部表层沉积生物硅的分布及其对现代海洋环境的指示意义,以便为古海洋学研究提供进一步的科学依据。研究发现,表层沉积物中生物硅含量与其所处水深呈显著正相关关系,相关系数达到0.782。陆架浅水区表层沉积物中生物硅含量非常低,不能反映表层水体中硅质生物生产力情况,这可能与沉积类型和陆源物质输入影响有关。深水区表层沉积物中生物硅的含量分布表明,其不仅能反映表层水体中硅质生物的古生产力水平,而且还能指示上升流的强弱,从而进一步证实了利用沉积物中生物硅含量来追踪上升流发育和变化的有效性与可信度。研究结果还显示,在研究区域中北部表层沉积生物硅中放射虫和海绵骨针较硅藻占有更大的比重,这可能是由于硅藻易被溶解并易被其他生物体摄食的缘故。在有上升流发育的海域,放射虫、硅藻和海绵骨针基本上表现出较高的丰度,这与高的生物硅含量相一致。     

南海南部表层沉积物中生物硅的分布及其环境意义

对南海南部25个表层沉积样进行了生物硅的测定分析,试图揭示南海南部表层沉积生物硅的分布及其对现代海洋环境的指示意义,以便为古海洋学研究提供进一步的科学依据。研究发现,表层沉积物中生物硅含量与其所处水深呈显著正相关关系,相关系数达到0．782。陆架浅水区表层沉积物中生物硅含量非常低,不能反映表层水体中硅质生物生产力情况,这可能与沉积类型和陆源物质输入影响有关。深水区表层沉积物中生物硅的含量分布表明,其不仅能反映出表层水体中硅质生物的古生产力水平,而且还能指示上升流的强弱,从而进一步证实了利用沉积物中生物硅含量来追踪上升流发育和变化的有效性与可信度。研究结果还显示,在研究区域中北部表层沉积生物硅中放射虫和海绵骨针较硅藻占有更大的比重,这可能是由于硅藻易被溶解并易被其他生物体摄食的缘故。在有上升流发育的海域,放射虫、硅藻和海绵骨针基本上均表现出较高的丰度,这与高的生物硅含量相一致。     

2009年冬季南海北部生物标志物对表层浮游植物生物量/群落结构的指示作用

生物标志物已被广泛应用于重建浮游植物生产力和群落结构变化.该方法假设之一是生标的含量可以反映表层海水的浮游植物生物量,但这个假设还缺乏现场观测的充分验证.对2009年冬季南海北部表层海水颗粒物中主要生标做了分析,利用其含量及比值研究浮游植物的生物量及群落结构的分布.生标含量表明硅藻、甲藻、颗石藻的高值区位于珠江口南部及广东沿岸,在陆坡区也有高值.生标比值显示硅藻在3个类群中的相对比例最高.其中,甲藻/硅藻比值高值区位于陆坡区,这与大洋水(黑潮)的入侵,带来大量暖水性甲藻有很大关系;颗石藻/硅藻比值总体趋势与生物量的分布相反,在近岸少数站位有高值,向外海逐渐增加,主要是因为颗石藻更适于寡营养盐的环境.生标结果所指示的生物量及群落结构的空间分布与前人的调查结果类似,为利用生标重建此区域的浮游植物生产力和群落结构变化提供了依据.     

赤道太平洋上层水体颗粒态生物硅分布及与营养盐的关系

依托中国“大洋一号”第20和第21调查航次,分析测定了东、西赤道太平洋4个站位的颗粒态生物硅浓度及其粒级结构。结果显示赤道太平洋采样站各层位颗粒态生物硅(PBSi)总浓度分布范围为5~65 nmol/dm³,东赤道太平洋的调查站位颗粒态生物硅的总浓度平均值达46 nmol/dm³,是西赤道太平洋的近3倍。PBSi的粒径结果显示在东赤道太平洋调查站位0.8~20 μm粒径颗粒是PBSi的主要来源,其平均贡献率高达64%;而在西赤道太平洋2种粒径的生物硅贡献率相当。营养盐分布对PBSi的浓度及粒径分布有显著的影响,并在一定程度上控制了“硅质泵”的组成结构,是控制大洋生物泵运转的重要因素。     

16S rDNA克隆文库解析刺参(Apostichopus japonicas)苗种培育池中生物絮团的细菌群落结构*

提要 通过采集东营和蓬莱地区采用生物絮团技术的刺参(Apostichopus japonicas)苗种培育池(DYt和PLt)及其对照池(DYc和PLc)海水样品,构建细菌16S rDNA 克隆文库,对其中细菌群落的多样性和群落组成结构进行了分析。结果表明,四个文库Coverage值在34.7%～54.8%之间,文库丰富度指数(Chao)66.2～314.1,shannon多样性指数从3.01～4.07变动,Pielou均匀度指数0.68～0.85,样品的细菌群落均具有很高的多样性,蓬莱刺参苗种培育池细菌多样性均高于东营;生物絮团文库中细菌包括拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形细菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)等八个菌门和未知类群,黄杆菌群(Flavobacteria)、α-变形菌群(Alphaproteobacteria)芽孢杆菌纲(Bacilli)为主要优势菌群;DYt和PLt处理组文库细菌多样性减少并出现特征菌群,生物絮团调控技术改变了刺参苗种培育环境的微生物群落结构。生物絮团的细菌群落结构研究,为揭示生物絮团的作用机制并进一步有效利用提供研究基础和依据。     

北印度洋—南海表层水体中浮游动物胶体虫(放射虫)的物种多样性、生物地理及其季节变化

具有共生体的浮游动物胶体虫在寡营养海域的有机碳循环和硅循环过程中发挥着重要的作用,但对于胶体虫的研究较为薄弱。文章利用走航式采样和虎红染色方法,首次揭示了北印度洋—马六甲海峡—南海跨多个海域表层水中胶体虫的物种多样性、生物地理及其季节变化。研究海区胶体虫的物种数非常丰富,春季17种、冬季高达27种;北印度洋—马六甲海峡的多样性在春季普遍低于南海、但在冬季则高于南海,表明北印度洋—南海生物多样性的区域地理分布受东亚季风影响显著。胶体虫群落结构的变化也存在生物地理上的差异、且受东亚季风影响显著,如胶球虫科(Collosphaeridae)在春冬季均具绝对优势、球虫科(Sphaerozoidae)只在冬季显著增加;春季和冬季的优势种组成也有不同,表明表层水体中胶体虫的群落组成受季节变化影响显著,东亚季风影响下表层水混合增强,导致属种组成发生显著变化,进而表现出季节变化是控制研究海区胶体虫群落结构的主因。胶体虫的丰度则与区域环境密切相关,如马六甲海峡至巽他陆架春、冬季均较低,南海次之,北印度洋春、冬季都相对较高,反映出其对特定海洋环境的适应性,推测大尺度下区域的影响要高于季风变化的控制。可见,...     

盐度胁迫下中肋骨条藻和东海原甲藻的生长与內源多胺调节作用的关系*

提要 实验室内开展了不同盐度梯度下培养常见的两种赤潮藻中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense)的实验,根据logistic生长模型获得了生长参数Bf和mmax,并测定了藻体中过氧化物酶(POD)、二胺氧化酶(DAO)、多胺氧化酶(PAO)的活性和丙二醛(MDA)、腐胺(Put)、亚精胺(Spd)、精胺(Spm)的含量。结果表明,高、低盐度胁迫下,两种藻均会积累MDA,活性氧自由基的伤害增强,藻的生长受到了抑制。同时,两种藻都会提升多胺含量,通过多胺的调节作用来缓解胁迫的伤害,促进生长,但是在提升的多胺种类和形态上,两种藻存在着差异。高盐胁迫下,中肋骨条藻会提升多胺尤其是游离态多胺的含量来缓解伤害,东海原甲藻则依靠结合态的亚精胺和游离态的精胺的调节作用。低盐胁迫下,中肋骨条藻会提升游离态腐胺的含量,而东海原甲藻体内各形态的多胺都会上升。     

2000年夏季南极普里兹湾及邻近海域浮游植物研究

报道了2000年夏季(1月)在62°~69°S,70°30'~75°30'E的南极普里兹湾邻近海域浮游植物种类组成、丰度分布、叶绿素a浓度及其环境调控.结果表明,调查海区共有浮游植物4门33属65种、变种和变型.浮游植物平均细胞丰度为32.67×103个/dm3.浮游植物细胞丰度和叶绿素a浓度高值均出现在水体较稳定的近岸海湾和冰间湖及毗邻陆架,在大陆坡和深海区它们的值明显减小.浮游植物细胞丰度和叶绿素a浓度在0~50m水层最大,100m以下水层随深度的增加而减小.浮游植物丰度呈昼夜变化,在13:00丰度最高.浮游植物优势种为短菱形藻(Nitzschiacurta),占总丰度的24.8%.浮游植物种类组成和细胞丰度与浮冰和水团稳定性有关.经回归分析,浮游植物细胞丰度与水温、溶解氧成显著正相关,与无机磷(PO_{43--P)和无机氮(NO3--N)成显著负相关.}     

南极普里兹湾及其邻近海域水团研究

普里兹湾及其邻近海域是中国南大洋调查研究的传统优势海域与重点区域。围绕夏季表层水、冬季水、陆架水、绕极深层水、南极底层水、普里兹湾底层水、冰架水等研究海区主要水团的特征和分布,总结了前人在南极普里兹湾及其邻近海域基于调查资料开展的水团研究中所取得的成果。研究表明,前人在对陆架水的示性指标界定上,将陆架水是否区分为高盐陆架水和低盐陆架水存在较大争议,在高盐陆架水和普里兹湾底层水的定义上存在重叠;目前尚没有证据表明绕极深层水向南可以伸展到普里兹湾的陆架区域,也没有发现在普里兹湾附近海域生成南极底层水的直接证据。     

Cyclone formation and development in the Antarctic Prydz Bay

Using meteorological data of field observation in 1990 - 2000, especially polar orbit high-resolution NOAA satellite cloud maps received from the Antarctic expedition vessel since 1997, the formation and development of the Prydz Bay cyclone are studied in this paper. Some new viewpoints are suggested such as: when surround-polar cyclone enters the Prydz Bay, it can also intensify and develop in summer; cyclone can also develop in the easterlies in this bay. These view points revise old uncom-plete view point that the Prydz Bay is a burial ground of cyclone, and also further consummate formation-development theory of surround-cyclone in the Antarctic westerlies and cyclone in the Antarctic easterlies. In this paper, the mechanism of ice-air-sea interaction in the Prydz Bay is studied, and the physical process of cyclone formation-development is explained. By use of wholly dynamic transportation method, an energy exchange case of a cyclone, which explosively developed after entering the Prydz Bay, is calcu     

南极普里兹湾及其邻近海域的水文结构特征和底层水的来源

利用中国第九次南大洋考察中南极普里兹湾及其邻近海域的CTD资料,分析研究了调查海域的水文结构特征及其该区南极底层水(AABW)的来源.研究结果表明,在研究海域,深水洋区近表层流由西向东流,而在普里兹湾内存在一个气旋型涡.水文结构中最明显的海洋学特征是:(1)绕极深层水(CDW)的涌升现象明显,涌升最强的位置是麦克罗伯逊地以北海域,最明显的深度是50～200m层,暖水涌升将冬季冷水分隔成南北两部分,并在其中形成孤立的暖水块;(2)陆缘水边界明显,这是绕极深层水与南极冷水之间形成的锋面,一般处在次表层水中,大致位于64°～66°S之间;(3)存在着双跃层结构.观测期间,普里兹湾以北探水海域存在着南极底层水,其来源可能有二:一为当地形成,二为源于威德尔海和罗斯海.     

南极普里兹湾暖水涌升陆架过程及在陆架上的时空分布特征分析

Hydrographic observations collected by conductivity-temperature-depth(CTD) and instrumented elephant seals on the Prydz Bay continental shelf during 2012 and 2013 are used to characterize the intrusion of modified circumpolar deep water.As a regular occurrence,modified circumpolar deep water(MCDW) intrudes onto the shelf mainly between 150–300 m layer of 73°–75°E and then turns southeast affected by the cyclonic gyre of the Prydz Bay.The southernmost point of the warm water signal is captured on the east front of Amery Ice Shelf during March 2012.In terms of vertical distribution,MCDW occupies the central layer of 200 m with about 100 m thickness in the austral summer,but when to winter transition,the layer of MCDW deepens with time on the central shelf.     

南极普里兹湾表层沉积物GDGTs含量分布与TEX86指标应用研究

利用中国南极考察获取的沉积物样品,对普里兹湾10个表层沉积物中GDGTs的含量与分布进行分析。结果表明:普里兹湾内GDGTs含量为27.69~900.78 ng/g,其中类异戊二烯GDGTs占比94%~99%,远高于支链GDGTs。类异戊二烯GDGTs与支链GDGTs都呈现东南高、西北低的分布趋势,且与沉积物中有机碳含量显著正相关(R>0.95)。沉积物中类异戊二烯GDGTs来源于水生古菌,而支链GDGTs主要来源于沉积物中的细菌。根据GDGTs不同异构体含量计算得到的指标TEX₈₆和TEX^L₈₆都与普里兹湾1月表层海水温度呈现良好的相关性。这表明TEX₈₆和TEX^L₈₆指标在普里兹湾海域具有适用性,可以作为重建古海温的替代指标。     

Distribution of dissolved organic carbon in and near the Prydz Bay, Antarctica

INTRODUCTIONDissolvedorganiccarbon (DOC)makesupthesecondlargestofthebioactivepoolsofcar bonintheocean ,secondtothelargestpoolofdissolvedinorganiccarbon .Theglobaldissolvedorganiccarbonpoolisestimatedtobe 6 85Gt,avaluecomparabletothemassofCO2 intheat mosphere (Hedges,1 992 ) .Thesizeofthereservoir,aswellasitsdynamics ,indicatesthatDOCplaysacentralroleintheoceancarboncycle .AsitrelatestogreenhousegasessuchasCO2 andassociatesclimatecycle ,oceanicDOCbiogeochemicalcycleshavebeenoneoftheh…