反射光谱技术:研究南极企鹅古生态演化的一种新方法

为探求快速、廉价、无损和同步的光谱技术在南极生态环境研究中的可能性,本文利用南极阿德雷岛的四根企鹅粪土沉积柱样品的反射光谱,通过逐步多元线性回归和主成分回归两种数学运算方法,建立了反射光谱数据与企鹅粪九种标型元素浓度之间的关系,并探讨了南极企鹅粪土沉积物光谱数据的古生态意义。结果表明:南极粪土沉积样品反射率光谱与企鹅粪九种标型元素(P、Ca、Cu、F、Ba、S、Zn、Sr、Se)含量之间存在良好的相关性,预测值与实测值之间的相关系数R都达到了0.9以上,在深度剖面上预测浓度与实测浓度具有非常一致的变化趋势;南极粪土沉积物光谱数据包含有明确的古生态变化信息,可利用主成分分析快速恢复历史时期企鹅数量演化过程。本研究结果为在偏远的南极地区开展古生态环境研究提供了一种新的快捷方法和技术途径。     

南极中山站近岸海冰生态学研究Ⅲ.冰藻优势种的季节变化及其与冰下浮游植物的关系

自１９９２年４月１２日至１２月３０日对中山站以西内拉峡湾海冰和冰下水柱中藻类优势种组成和丰度进行了测定。４月份和１１月中旬至１２月中旬冰柱和水柱（０～５０ｍ）藻类丰度高达１０８～１０９ｃｅｌｓ／ｍ２。冰藻的普遍或季节性优势种主要包括Ａｍｐｈｉｐｒｏｒａｋｊｅｌｍａｎｉ、Ｂｅｒｋｅｌｅｙａｒｕｔｉｌａｎｓ、Ｎａｖｉｃｕｌａｇｌａｃｉｅｉ、Ｎｉｔｚｓｃｈｉａｂａｒｋｌｅｙｉ、Ｎ．ｃｙｌｉｎｄｒｕｓ、Ｎ．ｌｅｃｏｉｎｔｅｉ和Ｎｉｔｚｓｃｈｉａｓｐ．。由于藻类结合入冰后自身的演替，春－夏季海冰剖面中所记录的优势种组成并不能准确反映冰底优势种的季节演替过程。从冰底和水表藻种组成的对比表明，两者仅在春末冰底冰藻水华期间具有较强的相似性。秋、春季冰底冰藻水华的形成以现场生长为主，夏初冰藻释放入水后对冰下浮游植物的播种作用不明显。     

南极长城站和中山站降水形态变化特征的研究

利用南极长城站1985—2015年和中山站1989—2015年的天气现象记录和日平均气温资料,分析两站降水、降雨和降雪日数的长期变化特征及其变化趋势,并讨论了长城站降水形态变化与当地气温和阿蒙森低压变化的联系。结果表明：长城站降水日数较多,年总降水日数为236~343 d,有增加的趋势,变化速率为4.51 d/10a;其中降雨日数为74~185 d,降雪日数为157~282 d,增加的速率分别为2.68 d/10a和1.25 d/10a。而中山站年降水日数较少,年总降水日数为104~173 d,有减小的趋势,变化速率为-1.30 d/10a,中山站全年气温几乎都在0℃以下,降雨稀少,降雪为主要的降水形态。长城站年平均气温和降雨日数与总降水日数的比值（雨日比）显著正相关,在增温速率较大的秋季（3—5月),雨日比也显著增加(4.36%/10a)。降水形态受气温的影响很大,随着气温升高,长城站年降水日数中降雨日数的比重增加。秋季阿蒙森低压经向中心的东移有利于暖湿气流吹向南极半岛,也促进了降雨的发生。     

南极麦克斯威尔湾的海洋测绘

一、地理位置和目的意义麦克期葳尔湾位于乔治王岛与纳尔逊岛之间。它的西北面、北面和东面为乔治王岛，西面为纳尔逊岛和菲尔斯海峡，南面和东南面为布兰斯菲尔德海峡。     

南极长城站生活污水处理前后的细菌监测

本文报道了 1 990年初南极长城站生活污水处理前和处理后 ,污水排海管道口水样粪大肠菌群和余氯含量的测定结果。结果表明 :在污水处理前 ,粪大肠菌群的数量较高 ,达 2 4 0 0 0 /1 0 0 0 ml,经处理后 ,菌量急剧地降低 ,低于有关水质规定的标准 ;菌量的降低与污水处理的加氯量有关 ,加氯越多 ,菌量下降也越多。余氯浓度过高 ,可能对近海生态造成影响 ,因此在对污水进行有效处理时 ,要尽量注意控制加氯量     

南极威德尔海冬季冰脊形拖曳力

利用2006年南极威德尔海冬季科学考察期间由机载激光高度计测得的海冰上表面形态数据,以拖曳分割理论为基础研究了冰脊形拖曳力及其对冰-气总拖曳力的贡献以及中性条件下对应10 m高度处风速的冰-气拖曳系数C_dn(10)。结果显示,在密集冰区,冰脊形拖曳力及其对总拖曳力的贡献随冰脊强度(脊高/脊距)的增大呈递增趋势,而随粗糙长度的增大而减小,对应于威德尔海冬季典型冰脊强度和粗糙长度,占总拖曳力的35%,说明了冰脊形拖曳力在冰-气界面动量交换中的重要作用。C_dn(10)随冰脊强度的增大而增大,但冰脊强度较小时,C_dn(10)随粗糙长度增大而增大;而对较大的冰脊强度,C_dn(10)则随粗糙长度增大而减小。     

德雷克海峡绕极流和锋面的研究

利用我国第九次南极考察队获得的德雷克海峡地区水温资料,并结合国外锚碇浮标和测流资料,分析和研究了德雷克海峡绕极流和锋面的时间变化和空间变化.研究表明,德雷克海峡绕极流的流速共有3个强流区,就德雷克海峡上层海流的空间变化而言,以亚南极锋附近的海流最强,流向和流速也最稳定少变.德雷克海峡深层海流的空间分布特点与上层海流的空间分布特点不同,深层流速明显减弱,且稳定性差.德雷克海峡绕极流有着明显的时间变化,但是这种时间变化因地而异.极锋附近在冬春季节是稳定的深层北向流,它与南半球高纬度的冬、春季节的Ventilation过程有着密切的关系,德雷克海峡上层水温的空间分布具有明显的锋面分布特征.水温在德雷克海峡的高纬度区更加稳定少变,而极锋附近深层海水温度随时间的变化最大.     

南极普里兹湾夏季海冰边缘区内破碎海冰的分布特征

基于中国第21次南极考察中获得的69°00'S、76°24'E附近普里兹湾夏季海冰边缘区内破碎海冰的航拍照片,利用图像处理的方法从中提取了破碎海冰的若干几何参数,得到了海冰边缘区内随着与开阔水域距离增大,海冰面积、平均钳测直径等几何参数的变化规律。并按其尺寸的变化规律将海冰边缘区划分为边界区、过渡区和内部区三部分,其变化和波浪在冰边缘区中的衰减过程紧密相关。圆度的变化则说明海冰边缘区中海冰磨损最充分的地方是在冰间相互作用最明显的过渡区。另外,一种改进的幂函数分布和Weibull分布用来对破碎海冰尺寸的累积频率进行拟合,分布函数中各参数的变化情况很好的反映了海冰边缘区内破碎海冰的分布变化。其中,参数L_r随着与开阔水距离增加而增大(说明由于波能衰减导致可以出现的破碎海冰最大尺寸的增加);尺度参数L₀随着与开阔水距离增加而增大(反映了破碎海冰平均尺寸的增加以及由于波能的衰减而导致单位面积区域内尺寸较大的破碎海冰所占比例的增加);分布维数D随着与开阔水距离增加而减小(说明了由于波能的衰减导致破碎海冰所受约束条件的减弱);形状参数γ随着与开阔水距离增加而减小(说明了随着波能的衰减破碎海冰尺寸分布范围的增大)。     

冈瓦纳大陆边缘罗斯运动的岩浆活动时代:来自北维多利亚地松散沉积物锆石年龄的证据

横穿南极大陆中部的横贯南极山脉是早古生代时期古太平洋向东冈瓦纳活动大陆边缘俯冲形成的罗斯造山带,该阶段的地层沉积、变形变质以及花岗质岩浆侵入代表了罗斯运动的演化过程。由于岩浆活动与沉积地层和变形变质在时代上存在明显差异,罗斯运动的时代仍缺乏精确的限定。通过采集北维多利亚地难言岛地区冰碛物和海岸沉积物中的松散砂砾石样品,并进行碎屑锆石U-Pb测年得出:4件不同粒径的冰碛物和海岸沉积样品中的碎屑锆石年龄峰谱具有单一峰谱的特征,年龄区间为2443~323 Ma,主要集中于530~450 Ma之间,峰值年龄约为485 Ma;锆石Th/U比值均大于0.1,而且以＞0.4为主,其CL图像也具有明显的振荡环带,稀土元素特征主体具有岩浆锆石的特征,反映了样品物源区岩浆活动的时代特征。碎屑锆石年龄组成与周缘地区岩浆活动和陆内变形以及沉积地层时代基本一致,表明北维多利亚地及其周缘地区在罗斯运动晚期陆内变形阶段的岩浆活动应持续至450 Ma,这可能代表了罗斯运动结束的时代,该结果为冈瓦纳大陆边缘罗斯运动的构造演化过程提供了新的约束。      

南极长城站地区现代环境地球化学特征

本文通过环境背景值、风化壳地球化学、对流层(大气气溶胶)地球化学和人为地球化学异常,初步探讨了南极长城站地区的现代环境地球化学特征。分析表明:环境要素固有的地球化学性质、区域环境条件和自然环境演变之间具有深刻的内在联系。