东北哈尼泥炭沼泽中酚酸的组成、酚铁相互作用及其环境意义

大量研究表明,溶解性有机质与铁的螯合对生物可利用性铁的输出有重要影响.然而,对于天然有机质,尤其是泥炭沼泽源的酚类物质,与铁相互作用的地球化学机制仍然缺乏研究.以长白山西麓哈尼泥炭沼泽为研究对象,调查了泥炭沼泽源水体可溶性总铁、亚铁、水溶性总酚等理化指标.同时,测定了泥炭中酚酸的组成及含量,分析对比泥炭与土壤中铁的主要赋存形态.并开展了酚铁相互作用模拟实验,研究了泥炭沼泽源水体中酚铁相互作用机制.结果表明:哈尼泥炭沼泽水体中亚铁浓度与水溶性总酚浓度显著相关,说明水溶性总酚对亚铁的存在及运移有重要影响.哈尼泥炭中含有原儿茶酸、咖啡酸、没食子酸、龙胆酸、丁香酸、阿魏酸、对羟基苯甲酸、对香豆酸、水杨酸、香草酸等多种酚酸.其中,具有儿茶酚或没食子酰基结构的原儿茶酸、咖啡酸和没食子酸能与亚铁形成稳定螯合物,是泥炭沼泽源水体中Fe(Ⅱ)保持稳定并可以远距离迁移的关键.研究还表明,原儿茶酸、咖啡酸、没食子酸和龙胆酸对Fe(Ⅲ)有显着的还原作用,有利于沼泽区水体中的保持较高Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)浓度.哈尼泥炭中铁主要以活动态(可交换态、络合态和无定形态)为主,为铁的迁移、转化和循环奠定了基础.鉴于泥炭沼泽在全球的分布面积巨大以及亚铁对海洋生物有促进作用,酚酸对铁的作用机制对陆地系统向海洋输送生物可利用铁具有重要意义,并对碳循环、硫循环以及气候变化有重要影响.      

白江河天然和排水泥炭沼泽中4种灌木碳、氮和磷的生态化学计量学特征

2017年7月,在长白山白江河天然和排水泥炭沼泽中,分别设置了3处采样地,采集了金露梅(Potentilla fruticosa)、狭叶杜香(Ledum palustre)、小叶杜鹃(Rhododendron capitatum)和油桦(Betula ovalifolia)的叶、茎和根样品,测定了其全碳、全氮和全磷含量,计算出碳氮比、碳磷比和氮磷比。研究结果表明,在长白山白江河天然和排水泥炭沼泽中,金露梅、狭叶杜香、小叶杜鹃和油桦叶片中的全氮和全磷含量远大于根和茎;天然泥炭沼泽排水后,4种灌木的茎和狭叶杜香的叶中的全碳含量都未发生显著变化,4种灌木其它器官的全碳含量都发生了显著变化;金露梅的根、狭叶杜香的茎和根、小叶杜鹃的叶和根、油桦的茎中的全氮含量发生显著变化;金露梅的叶、茎和根、狭叶杜香叶和茎、小叶杜鹃的叶、油桦的叶、茎和根中的全磷含量发生显著变化;与天然泥炭沼泽相比,除了小叶杜鹃的根外,排水泥炭沼泽中4种灌木各器官中的碳磷比都发生了显著变化;除了小叶杜鹃的茎和油桦的根外,排水泥炭沼泽中4种灌木的茎和根中的氮磷比都发生了显著变化。天然和排水泥炭沼泽中的狭叶杜香、小叶杜鹃和油桦的养分循环都处于磷限制状态。     

泥炭沉积与气候变化的泥炭记录

气候变化是影响全球泥炭沼泽分布和演化的最重要的因子之一,而泥炭地由于自身的特点成为过去气候变化的良好地质档案。在介绍泥炭沉积过程及不同类型的泥炭沼泽的发育特点基础上,从过去气候变化的常用泥炭记录和泥炭地碳记录等方面总结了国际上针对泥炭地反演气候变化研究的若干重要进展,重点剖析了泥炭腐殖化度、植物残体、有壳变形虫、生物标志化合物、同位素和孢粉等泥炭地过去气候变化重建的代用指标的适用范围和优缺点,同时也分析了泥炭地碳累积和碳循环等热点研究问题。最后从泥炭地作为过去气候变化的记录档案、泥炭地对现在气候变化的响应与反馈及在泥炭地进行现场气候变化监测与实验等方面对泥炭地与气候变化研究进行了展望。     

青海玉树地区探槽和剖面揭露的全新世含炭地层及其气候环境意义

对青藏高原东南部青海玉树地区的39个泥炭和含炭砂土样品进行了AMS14C年龄测试,这些样品来自于为研究玉树断裂开挖的2个探槽和2个剖面。通过分析泥炭层及其他含炭地层的宏观岩性及其中样品的AMS14C年龄,将玉树地区的全新世含炭地层的沉积过程划分为4个阶段:阶段Ⅰ:早全新世,10100~6000a BP,非常适宜泥炭的形成;阶段Ⅱ:中—晚全新世,6000~3500a BP,较不适宜泥炭的稳定形成,沉积物中含炭量相对减少,碎屑增加,颜色变浅;阶段Ⅲ:晚全新世阶段,3500~1500a BP。该阶段的气候总体变的更加干旱和凉爽,基本上不能形成泥炭,碎屑沉积在持续增加;阶段Ⅳ:1500a BP以来:自1500~1100a BP,气候可能更加干冷,沉积物中主要为碎屑沉积;1100a BP以来,受中世纪暖期气候变化影响,在本区许多地貌单元近地表形成一层灰黑色的炭质层。这4个阶段与红原泥炭所反映的全新世气候变化波动趋势能较一致。气候、地貌和构造因素三者共同控制本区域内泥炭和炭质层的发育和形成。     

Younger Dryas事件与北黄海泥炭层的形成

形成于海平面变化处于停滞阶段和湿润气候条件下的泥炭层是古环境变化信息的重要载体。对北黄海4个含泥炭层的沉积剖面进行研究后发现,其均集中在渤海海峡入口处,水深变化在50～54m。泥炭层的AMS14C年龄在10650～1010014 CaBP,与发生在11000～1000014 CaBP间的末次冰消气候回冷事件——Younger Dryas(YD)事件在年代上非常吻合,表明北黄海泥炭层的形成可能与YD事件的全球效应密切相关,可作为YD事件在北黄海陆架响应的一个重要证据。泥炭层在北黄海的集中出现说明,冰后期的海平面上升过程中在YD事件期间存在停滞阶段,这一时期海面已经达到渤海海峡外侧,并可能在此徘徊了近千年。此外,泥炭层的大量出现和孢粉记录表明YD事件发生期间约为10600～1020014 CaBP,此时北黄海可能处在寒冷而湿润的环境。这一发现与全球范围内大部分YD事件的海陆记录存在明显差异,说明不同地区对YD事件的响应存在差异,不能简单地利用单一的干冷模式来分析YD事件在区域上的响应特征和过程。     

中国西南地区晚二叠世泥炭地净初级生产力及其控制因素

米兰科维奇旋回理论是古环境研究中重要的时间“度量”工具.文中以贵州普安糯东17号煤层和云南富源天佑10号煤层为例,对晚二叠世煤层的地球物理测井信号进行频谱分析,以获得其中的米兰科维奇轨道周期参数.研究发现,测井信号所反映出的煤层灰分含量变化受泥炭地发育时期的米兰科维奇轨道周期(123 ka(偏心率):35.6 ka(斜...     

湖北神农架大九湖泥炭地泥炭藓共生细菌群落分析

对采自湖北神农架大九湖泥炭地泥炭藓(Sphagnum palustre)样品进行了不同预处理,之后提取微生物基因组DNA,构建克隆文库进而对泥炭藓共生菌的群落结构进行分析.菌落培养实验和荧光定量PCR结果显示,双氧水能杀死泥炭藓表面附生的微生物及破坏部分DNA,为研究泥炭藓内共生细菌提供一定的途径.群落组成分析结果表明双氧水处理后,所获得的细菌克隆文库的群落特征发生了改变,主要表现在细菌种类的减少及各菌门所占比率的变化上:NTX-0中酸杆菌门(Acidobacteria)和变形杆菌门(Proteaobacteria)百分比含量分别位居第一和第二,而经过双氧水进行表面除菌后NTX-0-degerming中变形菌门(Proteobacteria)占了绝对优势;而在NTX-2-degerming中,蓝细菌门(Cyanobacteria)占绝对主导地位,细菌的群落多样性明显降低,细菌种类减少.系统发育分析表明与泥炭藓内共生的细菌一方面能适应大九湖泥炭湿地酸性、贫营养的环境,另一方面能为泥炭藓提供碳源、氮源,从而参与泥炭湿地的元素循环.尤其值得注意的是在内共生菌中发现了Ⅱ型甲烷氧化菌,证实了甲烷氧化菌与泥炭藓的内共生关系,暗示着这类细菌通过自身的代谢进而影响全球碳循环的潜在意义.此外,首次报道了利用细菌的通用引物扩增出了大量泥炭藓叶绿体的序列,这可能为叶绿体内共生学说提供佐证.     

微丝解聚剂及微管阻断剂对藓羽藻细胞重建过程的影响

某些种类的海洋多核绿藻的原生质被挤出后,其细胞器在人工海水中可立即发生聚集,随后其细胞组分发生重建,形成新的细胞膜与细胞壁,这些重建的细胞在最佳培养条件下,最多有40%能够发育成成熟藻体。细胞骨架系统是细胞内有序性的维系者,也是细胞及细胞器运动的动力源,这些过程都涉及细胞骨架的解聚与重聚合的动态过程。本文利用微丝解聚剂细胞松弛素B及微管阻断剂秋水仙素对藓羽藻(Bryopsis hypnoides)细胞重建过程的影响进行了研究。结果显示,细胞器聚集及聚集体变圆的动力不来自于细胞骨架系统,而原始微丝体系的解聚是细胞器高效聚集的基本条件;细胞松弛素B及秋水仙素都显著抑制细胞膜的形成及细胞内组分有序性重建等后继发育过程,表明细胞骨架系统在这些过程中扮演着重要角色。     

齿肋赤藓（Syntrichia caninervis）氮磷计量特征对降水量的响应

荒漠藓类植物是典型的变水植物,对水分能够快速做出反应,恢复光合、呼吸等生理活性,且荒漠藓类植物对水分的敏感性显著高于维管束植物。藓类植物的生态化学计量特征易受到微环境影响,对于藓类植物生态化学计量特征是否受荒漠降水梯度的影响并不清楚。为深入了解荒漠藓类结皮氮（N）、磷（P）化学计量特征对荒漠年降水的响应特征,以齿肋赤藓（Syntrichia caninervis）作为研究对象,测定3个年降水量下齿肋赤藓植物地上、地下部分N、P元素含量,分析不同降水梯度下齿肋赤藓植物N、P元素化学计量特征。结果表明：（1）齿肋赤藓植物地上部分N、P含量显著高于地下部分,地下部分N、P元素的变异系数比地上部分高,齿肋赤藓植物地上部分氮磷比（N∶P）值为10.17～12.03,生长可能受到氮限制;（2）随年降水量的增加,齿肋赤藓植物地上部分N、P含量呈下降趋势,N∶P比均呈升高趋势;（3）齿肋赤藓植物N、P含量显著正相关,且随年降水量的增加,齿肋赤藓植物地上、地下部分的N-P幂关系指数无显著变化。古尔班通古特沙漠齿肋赤藓植物在N、P养分分配上具有较高的稳定性,且能够通过调节地上与地下部分N、P元素化学计量特...