夏季南极普里兹湾碳的生物地球化学循环Ⅰ:DOC的含量与分布

本文通过南极第15次科学考察,对夏季普里兹湾的溶解有机碳(DOC)进行研究.结果表明:调查期间普里兹湾及邻近海域DOC平均含量较高,表层含量在68.23-125.92μM之间变化,平均值为102.32μM,大于典型的大洋表层DOC含量(70-80μM).垂直分布表明水体上层DOC含量高于底层,在25-50m附近含量出现最高值.在普里兹湾及邻近海域难降解有机物是DOC的主要部分,经估算湾内难降解DOC含量92.34μM占总DOC的77%,湾外难降解DOC含量为76.89μM,占总DOC的82%.     

南极普里兹湾及其邻近海域细菌生产力的研究

本文阐述了在中国第 1 6次南极科学考察期间 ( 1 999/ 2 0 0 0南半球夏季 )运用3H 胸腺嘧啶核苷示踪法研究南极普里兹湾及其邻近海域细菌生产力的分布特征。结果表明 :该海区细菌生产力比较低 ,变化范围在 4.5- 1 91ngC·dm- 3·h- 1 ,平均为 5 0 .4ngC·dm- 3·h- 1 ,其水平与Ross海相当。细菌生产力的变化较好地反映了浮游植物变化的特性 ,BP与PP的比值为 0 .41。表层水体中BP与DOC的分布特征呈反相关关系。普里兹湾及邻近海域细菌生产力、初级生产力及溶解有机碳之间的关系表明 ,细菌的活动受浮游植物活跃程度及其它环境条件的影响     

东南极中山站陆缘固定冰2011/2012年度的时空变化

Annual observations of first-year ice(FYI) and second-year ice(SYI) near Zhongshan Station, East Antarctica,were conducted for the first time from December 2011 to December 2012. Melt ponds appeared from early December 2011. Landfast ice partly broke in late January, 2012 after a strong cyclone. Open water was refrozen to form new ice cover in mid-February, and then FYI and SYI co-existed in March with a growth rate of 0.8 cm/d for FYI and a melting rate of 2.7 cm/d for SYI. This difference was due to the oceanic heat flux and the thickness of ice,with weaker heat flux through thicker ice. From May onward, FYI and SYI showed a similar growth by 0.5 cm/d.Their maximum thickness reached 160.5 cm and 167.0 cm, respectively, in late October. Drillings showed variations of FYI thickness to be generally less than 1.0 cm, but variations were up to 33.0 cm for SYI in March,suggesting that the SYI bottom was particularly uneven. Snow distribution was strongly affected by wind and surface roughness, leading to large thickness differences in the different sites. Snow and ice thickness in Nella Fjord had a similar "east thicker, west thinner" spatial distribution. Easterly prevailing wind and local topography led to this snow pattern. Superimposed ice induced by snow cover melting in summer thickened multi-year ice,causing it to be thicker than the snow-free SYI. The estimated monthly oceanic heat flux was ～30.0 W/m2 in March–May, reducing to ～10.0 W/m2 during July–October, and increasing to ～15.0 W/m2 in November. The seasonal change and mean value of 15.6 W/m2 was similar to the findings of previous research. The results can be used to further our understanding of landfast ice for climate change study and Chinese Antarctic Expedition services.     

普里兹湾陆架表层沉积物粒度特征及其环境指示意义

基于对普里兹湾陆架表层沉积物粒度分析,结合海区动力环境特点,初步探讨了考察区类型、组成及冰海沉积作用特点。研究区表层沉积物大体可分为:砾(G)、泥质砂质砾(ms G)、砾质泥(g M)、砾质泥质砂(gm S)、含砾泥((g)M)、含砾泥质砂((g)m S)、砂(S)、砂质粉砂(s Z)和粉砂(Z)九种类型。依据沉积物粒度特征与地形变化,可将研究区划分为东部含砾泥质区和西部含砾砂质区。在东部含砾泥质区,包括四夫人浅滩、Svenner水道区、普里兹水道区和埃默里海盆区,沉积作用主要受海流影响,冰筏碎屑的影响有限,沉积物总体较细,粘土和细粉砂含量较高,粗粉砂和砂含量较低。在西部含砾砂质区,包括弗拉姆浅滩和埃默里冰架前缘,沉积作用受冰山、埃默里冰架和海流的共同影响,沉积物中粘土含量较低,砂和砾石含量较高,但也有个别站位可能受冰间湖的影响,沉积物粒度偏细。     

南极中山锚地与普里兹湾顶地形地貌特征

本文使用中山锚地选址测绘资料及考察记录,对中山锚地现代地形地貌特征进行了分析。基于中山站附近海湾海底地形复杂多变,水深变化大的特点,将研究区域主要分为水下岸坡、海底峡谷和台地3个大的地貌单元,且对海底冲刷沟槽、水下低丘、洼地等次一级地貌类型发育进行了分析。同时指出位居台地上的中山锚地发育有裂隙带,此裂隙带横跨台地,长约3.8km,宽约80m,可能会在特定条件下,如地震、冰崩等,形成因海底斜坡失稳而向深海滑塌的地质灾害。     

普里兹湾区水团和环流时空变化的若干问题

自50年代后期以来国际上对普里兹湾区海洋过程的调査研究不断加强(Zverev,1959,1963; Izvekov,1959),尤其是进入80年代后,由于在现场考察中采用了CTD系统和浮标测流系统,人们对该区海洋过程的认识有了长足的进步。但由于该海区的热盐结构有非常显著的时空变化(Kornilov,1971; Smith et al.,1984; Middleton and Hamphries,1989;乐肯堂等,1996,1997),因而对该海区水团和环流中的若干重要问题,例如环流子午向分布向题,底层水形成问题,热盐结构时空变化间题等,仍缺乏足够的了解。 在乐肯堂等(1996,1997)的文章中,我们主要根据中国第六次(CNARE-Ⅵ,1989-1990)和第七次(CNARE-Ⅶ,1990-1991)南极考察中的海洋调查资料,分析了普里兹湾区的热盐结构、环流性质和混合过程。在本文中,我们将着重分析中国第八次(CNARE-Ⅷ,1991-1992)和第九次(CNARE-Ⅸ,1992-1993)南极考察中的CTD资料,并结合CNARE-Ⅵ,Ⅶ的资料,对该区的水团和环流的时空变化问题进行初步探讨。 关于CNARE-Ⅵ和 CNARE-Ⅶ的资料概况可见乐肯堂等(1996),不再重述。CNARE-Ⅷ的CTD断面设置与 CNARE-Ⅶ相同[参见乐肯堂等(1996)];但观测工作分为两个阶段:第一阶段从1991年12月31日至1992年1月5日,完成了从78°E至108°E共6个断面的测站;第二阶段,从1992年1月23日至25日,完成了68°E和73°E两个断面的测站。CNARE-Ⅸ的CTD断面如图1所示;观测工作也分两个阶段:第一阶段从1993年1月11日至1月15日,完成了I、Ⅱ、Ⅲ3个断面的测站;第二阶段从1993年1月29日至2月5日,进行了IV、V、Ⅵ3个断面的观测。这两次考察的CTD观测,每次均分为两个航次,而两个航次之间又都相隔二十余天,因而资料的同步性受到一定的影响。     

普里兹湾海域表层沉积物孢粉分布及其意义

利用中国第24次南极考察获得的沉积物样品,对南大洋普里兹湾表层沉积物中孢粉的含量以及分布特征进行了初步研究。研究结果显示,普里兹湾表层沉积物中孢粉由现代孢粉和再沉积孢粉组成,其中,现代孢粉主要来自南半球热带地区以及南极大陆周围其它陆地,风可能是将这些现代花粉长距离携带至普里兹湾的主要载体;再沉积孢粉的组分、丰度及分布格局,指出区内表层沉积物中再沉积孢粉可能属于近源补给成因,可能主要来自普里兹湾东南沿岸和西南沿岸。     

南极普里兹湾海域夏季表层水体颗粒有机碳及其同位素分布特征

基于中国第29次南极科学考察在普里兹湾海域采集的61个站位的表层悬浮体样品的颗粒有机碳(POC)及其稳定同位素(δ13CPOC)测试结果,结合卫星遥感解译的研究区海水表面温度(SST)、叶绿素a(Chl a)浓度和海冰覆盖率数据,研究了普里兹湾海域表层水体悬浮POC的分布特征,探讨了悬浮体中POC的来源及其形成过程。结果表明,2013年夏季普里兹湾表层悬浮POC浓度为0.28—0.84 mg·L-1,平均浓度为0.48 mg·L-1;δ13CPOC值的变化范围为-29.68‰—-26.30‰,平均值为-28.01‰。表层水体悬浮POC分布呈现近岸高于远岸,西部高于东部的特征。POC的高值区主要分布在冰架附近,与表层水体Chl a浓度和海冰覆盖率分布趋势基本一致,表明夏季普里兹湾表层水体悬浮POC主要由浮游植物现场生产,而浮游植物的生长受到了海冰的显著影响。在普里兹湾外部海域表层水体悬浮颗粒物δ13CPOC值从东向西逐渐偏负,而调查区东部从近岸向远海逐渐偏负,反映该海域δ13CPOC分布特征主要受到浮游植物吸收与固定CO2速率的影响。中山站附近海域δ13CPOC值显著偏负,可能是受到近岸海域陆源有机质输入和浮游生物种属改变的影响。     

夏季南大洋南极大磷虾种群分布、结构及生长研究

利用2007/2008年和2008/2009年南极夏季高速采集器和IKMT网走航采样样品,结合同步环境调查资料,研究了南极大磷虾(Euphausia superba)的水平分布、生长状况及种群结构。结果表明,南极大磷虾在威德尔海域丰度高于普里兹湾海域,两个海域的磷虾丰度都低于历史同期。从两个年度南极考察的整个调查海区来看,南极大磷虾处于正常生长状态,但也存在个别生长状况较差站位,推测与海冰回退时间较晚或叶绿素浓度较低有关。利用高速采集器采集的大磷虾样品,在海冰边缘区域站位,未成体磷虾占有很大比例;而在海冰已经消退较长时间的海域,成体磷虾占比例较大,这反映了大磷虾未成体与成体不同的分布特征。南极大磷虾在不同海域种群结构存在一定的差异,对种群补充产生一定的影响。     

Population distribution,structure and growth condition of Antarctic krill （Euphausia superba Dana） during the austral summer in the Southern Ocean

Antarctic krill （Euphausia superba Dana） was collected using a High Speed Collector and an Isaac-Kidd midwater trawl （IKMT） net during the austral summer of 2007/2008 and 2008/2009 in the circumpolar and Prydz Bay regions of the Southern Ocean, respectively. Combined with the simultaneous recording of environmental factors, spatial distribution, population structure and growth condition of E. superba were studied. The abundance of E. superba in the Weddell Sea was higher than in Prydz Bay. However, the abundance of E. superba in both the Weddell Sea and Prydz Bay was lower than figures reported in previous krill surveys for the same time period. With respect to the total study area, E. superba displayed a normal growing state during the two expeditions. E. superba grew relatively poorly in some stations, which may be due to the late retreat of sea ice or lower chlorophyll a concentrations. The number of juvenile E. superba collected using the High Speed Collector was proportionally greater in stations located at the edge of the sea ice, while adults dominated in long-term non-ice regions. This phenomenon reflects the different distribution pattern between juvenile and adult krill. The population structure of E. superba differed between sea regions, which may affect recruitment.