南极菲尔德斯半岛土壤产酶细菌的鉴定及其系统发育分析

本研究针对菲尔德斯半岛10个不同微生态环境的土壤细菌,采用专用产酶平板培养法和16SrDNA测序法分别对分离菌的产胞外酶能力及系统发育进行了分析。结果显示:大多数产淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、酯类水解酶和藻胶酶等的菌株主要分布在离海岸较近、动植物比较丰富的区域,而半岛内陆产酶菌的数量与种类较少。在125株产胞外酶菌中发现有87株产酶能力较高,且许多株可产两种以上的酶;另外所有分离菌均不产明胶酶、卡拉胶酶和几丁质酶。64株产胞外酶能力较好代表菌的系统发育分析表明,它们共分布于7纲、17属;其中产淀粉酶菌株为3纲、5属,产蛋白酶菌株为7纲、14属,产纤维素酶菌株为1纲、1属,产酯类水解酶菌株为4纲、7属,产七叶苷酶菌株为7纲、13属,产DNA酶菌株为5纲、11属,产过氧化氢酶菌株为2纲、2属,产氧化酶菌株为1纲、1属。另外,还发现有6株菌可能为Pedobacter,Chryseobacterium,Flavobacterium和Kaistella属内的潜在新种。上述结果为研究开发低温微生物和适冷酶提供了有价值的参考和菌种源。

南极菲尔德斯半岛陆地、淡水、潮间带、浅海各生态系统的结构及其相互关系的研究

根据我国在南极菲尔德斯半岛地区１０年的各项研究成果和南极其它相关地区的研究结果，综合分析了菲尔德斯半岛地区陆地、淡水、潮间带及浅海４个生态系统的结构和相互关系。研究结果表明，营养物质的流动使得这４个生态系统相互联系形成一个整体。在这种物质流动的过程中，动物的作用尤其关键，如海鸟（企鹅、黑背鸥等）以及海豹的繁殖、取食等活动对营养盐的搬运有利地促进和疏通了营养物质在系统间的流动。此外，物理作用（如雨水的冲刷、潮汐作用和径流的带动等）也有重要影响。

近2000年来南极菲尔德斯半岛西湖沉积物中稀土元素1/δEu特征与气候演变

测试分析了近 2 0 0 0年来南极菲尔德斯半岛西湖沉积物中的部分稀土元素和微量元素丰度。稀土元素的分配模式表明沉积物主要来自周围的母岩风化产物。相对于Cs/Rb ,La/Yb和Sr/Ba而言 ,1/δEu随深度的变化与沉积物中反映生物强度变化的S元素丰度的波动明显一致 ,且与近 2 0 0 0年来该地区降水量的变化几乎同步。这表明尽管稀土元素Eu没有出现明显的异常变化 ,但是 ,1/δEu对历史时期的气候变化和生物活动强度有很好的响应关系 ,能够用来反演古气候环境的演变。

南极菲尔德斯半岛可培养土壤微生物多样性及理化性质鉴定

为了探索南极可培养土壤微生物的多样性,本研究对中国第31次南极科学考察采集自南极菲尔德斯半岛的5份土壤样品进行了细菌、真菌的分离培养。选择形态差异较大的细菌和真菌进行了16SrDNA和ITS鉴定及系统发育分析。最终共鉴定得到20个属的33株细菌和6个属的8株真菌,其中8株细菌,10株真菌序列相似性较低,可能是新种。该结果表明南极菲尔德斯半岛地区具有丰富的微生物多样性,其中假单胞菌属的细菌居多。对分离得到的细菌和真菌分别进行理化性质和胞外酶活性鉴定,实验结果显示,分离获得的细菌和真菌绝大多数可产生水解酶类并同化多种碳源。初步认定这些微生物在参与南极物质代谢、适应南极极端环境方面发挥作用。本研究丰富了对南极菲尔德斯半岛可培养土壤微生物多样性的认识,并筛选获得了一些产低温酶特性的菌株,这为极地微生物资源的利用研究奠定了基础。

1999年和2000年夏季南极菲尔德斯半岛N_2O浓度对比

1999与 2 0 0 0年夏季对南极菲尔德斯半岛不同地点大气中 N2 O浓度进行了监测 ,分析了苔藓植被区 N2 O浓度季节变化特征 ;2 0 0 0年夏季该植被区 N2 O浓度均值为 ( 31 0 .7± 4.4)×1 0 - 9(体积百分比 ) ,比 1 999年的 ( 32 1 .9± 3.3)× 1 0 - 9约低 1 1× 1 0 - 9;阿德雷岛企鹅滩及其沙坝处N2 O浓度变化趋势与苔藓植被区相一致 ,浓度均值分别为 ( 31 2 .4± 5 .1 )× 1 0 - 9和 ( 31 2 .7± 5 .3)× 1 0 - 9,比 1 999年约低 9× 1 0 - 9;另外 ,不同地点大气中 N2 O浓度普遍比 1 999年低 ,但整体变化规律相似 :各考察站区 N2 O浓度普遍高于无人区 ;唯一例外的是企鹅聚集区 N2 O浓度却高于各考察站区 ,暗示了企鹅及其排泄物、人为源是南极大气中 N2 O主要的源。本文初步探讨了 N2

南极菲尔德斯半岛多环境介质中多环芳烃分布特征及环境行为研究

对南极菲尔德斯半岛地区采集的水体、土壤、苔藓、粪便和生物介质中16种多环芳烃(PAHs)进行了分析,考察了不同环境介质中PAHs的含量分布特征及其环境行为。结果表明,水体、土壤、苔藓、粪便和生物中∑PAHs浓度分别为34.9—346 ng·g-1(mean=184)、68.9—374 ng·g-1(mean=188)、122—894 ng·g-1(mean=251)、197—293 ng·g-1(mean=245)和137—443 ng·g-1(mean=265)。与其他地区相比,5种介质中2+3环PAHs的比例超过0.5,而5+6环PAHs的比例则<0.2,说明大气传输是菲尔德斯半岛地区PAHs来源的主要途径。通过PAHs在土壤-苔藓(logQSM)、生物-海水(logQOW)和企鹅肌肉-企鹅粪土(logQPD)中的浓度比值与其理化参数的研究发现,logQSM与logpoL和logKOA成显著线性关系,logQOW和logQPD与logKOW成显著线性关系,表明不同环境介质间污染物浓度比值可以看作PAHs在极地偏远地区气-固分配行为以及在生物体内分配行为的镜像。

菲尔德斯半岛3种金发藓植株的同步辐射X射线荧光分析

为了研究南极不同苔藓植株及其器官间的元素组成和分布的差异 ,我们利用同步辐射X射线荧光对菲尔德斯半岛 3种金发藓植株进行了重元素分析。这 3种植物是高山金发藓(Polytrichumalpinum) ,桧叶金发藓 (P .juniperinum)和极地金发藓 (P .alpestre)。它们所含的元素种类大致相同 ,主要有K、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn和Sr等 ,这说明在菲尔德斯半岛 3种金发藓植株的生境条件是相似的。但是 ,在Polytrichumalpinum叶内 ,K峰远大于Ca ,Ca峰大于Fe ;在P .juniperinum植物叶片中 ,K峰大于Ca ,而Ca峰接近于Fe ;在P .alpestre叶内 ,K、Ca和Fe峰几乎相等。通过对P .alpestre不同部位进行X荧光分析 ,并用荧光计数法表示元素相对含量 ,我们发现各部位间的元素含量差异很大。在顶芽处 ,K的含量最高 ,K/Ca比等于 1 .30 ,而其他部位的K/Ca比均小于 1。在假根部位 ,Mn的含量在所有部位中是最高的 ,并且Mn/Fe比值最大 ,为 0 .2 1。在老叶片和假根部位 ,Cu/Zn比分别等于 1 .2 0和 1 .84,而其他部位的Cu/Zn比均小于 1。特别是这两个部位还出现了Br元素 ,这可能与器官的衰老有关。

菲尔德斯半岛植物和表层土壤中部分金属元素的富集特征

利用湿法消解-电感耦合等离子体质谱仪对南极菲尔德斯半岛地区植物和表层土壤中的化学元素进行了分析,讨论了其元素含量、相关性、富集系数及污染指数等化学特征。研究发现,南极菲尔德斯半岛土壤和植物中的Ni、Li、As、Cs变异系数波动较大,且土壤中元素的区域性变化小于植物。植物中的Al、Fe、Mn元素丰度主要依赖于土壤元素丰度的高背景值,而对Ca、K、Cr、Ba元素具有较强的选择吸收能力,对重金属元素Cr、Cu、Zn、Cd、Pb富集能力很强。进行重金属污染评价表明,南极菲尔德斯半岛地区受到不同程度的污染,Cu元素存在普遍污染,Cd和As均达到了轻度污染,Cd元素的潜在生态风险最大。

利用IKONOS立体像对提取南极菲尔德斯半岛地区DEM及其精度分析

本文讨论了IKONOS立体像对提取南极菲尔德斯半岛地区的DEM及其精度情况。由于IKONOS不提供基于共线模型所需的卫星星历参数,而提供基于有理函数(RPC)的近似模型,因此点位精度和高程精度主要由RPC模型精度来决定。直接使用RPC模型对参考级(Reference)产品进行DEM提取,其点位精度和高程精度为25m(CE90)、22m(LE90),这种精度不能满足高精度制图的要求。为了提高精度,利用中国第23次南极考察队(2006/2007)采集的控制点对RPC模型进行修正。通过对比分析表明DEM精度明显提高,影像和DEM分别能满足1∶5000比例尺遥感平面图制图要求和1∶10000比例尺地形图制图要求。

南极菲尔德斯半岛古海蚀龛沉积的古环境记录

在西南极菲尔德斯半岛长城站地区发现有大量古海蚀龛 ,龛内保存有完整沉积剖面 ,通过对其中一个沉积剖面的粒度特征及元素组成的分析 ,确认该剖面是后期的湖相沉积 ,并据此恢复了距今 460 0年以来该地区古环境演化历史。结果表明 ,距今 40 0 0— 30 0 0年长城站区地表岩石化学风化作用较强烈 ,处于一个相对温暖的时期 ,这与湖泊沉积物、海洋沉积物等古环境记录载体的研究结果是一致的 ,证明古海蚀龛沉积可以作为研究南极无冰区和冰缘地区古环境演化历史的一种新的地质载体。

南极菲尔德斯半岛地区土壤原生动物生态学研究

作者于 1 994年 1 2月至 1 995年 2月设置 1 3个采样站 ,对南极菲尔德斯半岛地区土壤原生动物进行了研究。共观察到原生动物 37种 ,其中 :鞭毛虫 1 1种 ,肉足虫 9种 ,纤毛虫 1 7种 ;优势种为梨波豆虫 ,球波豆虫 ,小滴虫 ,聚滴虫 ,跳侧滴虫 ,磷壳虫和钩刺斜管虫 ;原生动物密度在采样站间的变化范围在 33- 577个 /g干土之间 ,格鲁玻科湖岸边土壤站最低 ,而阿德雷岛苔藓下土壤站最高 ,回归分析表明 :土壤原生动物密度与土壤含水量呈显著性直线相关。

南极菲尔德斯半岛土壤可培养细菌多样性分析

对中国第29次南极科学考察采自南极菲尔德斯半岛区域16个站位的土壤样品进行了细菌的分离培养。经细菌16S r DNA序列测定及系统发育分析,共鉴定得到3个门,13个属的67株细菌。其中优势门为放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria),优势属为节杆菌属(Arthrobacter)和假单胞菌属(Pseudomonas)。对受到不同外界动物因素影响的4个典型站位的土壤理化性质进行了测定,初步分析了土壤理化因子对可培养细菌群落结构的影响。结果表明在菲尔德斯半岛人活动对土壤中可培养细菌群落的影响显著区别于企鹅和海豹。研究还对产淀粉酶的菌株进行了筛选,发现8株产淀粉酶的菌株。

南极菲尔德斯半岛环境微生物含量估计

对 1 993～ 1 994年南极夏季取自菲尔德斯半岛地区的空气、雾、雨、冰、雪、海、淡水、陆上、湖泊和海滨的土、砂、石、不同深度湖泊沉积物的 2 0 6份样品的微生物 ,包括海洋性细菌、陆源性细菌、菌物 (即真菌 )、大肠埃希氏菌、耐铬、镉、汞、银、铁、阴离子洗涤剂 (LAS)菌、耐酸菌及烃氧化菌等的含量做了分析 。

南极菲尔德斯半岛地区与拉斯曼丘陵地区湖泊水化学比较研究

为了解南极淡水生态系统的水化学特征，完成了拉斯曼丘陵地区１３个湖泊和菲尔德斯半岛１０个湖泊以及雪样的调查分析。西南极乔治王岛菲尔德斯半岛和东南极拉斯曼丘陵的气候条件不同，前者属于极地海洋性气候、气温不很低、湿润、风小、夏季较长；后者属于极地大陆性气候、气温低，冬天严寒、干燥、风大，夏季较短。因此，两地区的湖泊地貌、成因、发育、水生生物种群结构以及水化学状态存在较明显的差异，虽然水化学类型均比较单一，但矿化度却相差甚大。本文还对两区饮水水源进行了评价。

南极菲尔德斯半岛全新世以来湖泊沉积的环境演变研究

本研究利用南极菲尔德斯半岛长城站附近的西湖沉积物 ,研究该地区的环境变化状况。对 1 993年采集的 9.2 8m长的西湖岩芯 (GA - 7)进行等间距分样 (2cm) ,进行了有机碳、δC1 3org、磁化率和粒度等环境指标分析。利用本研究区湖相沉积物的1 4C测年数据 ,发现距今 1 2 60 0年以来 ,南极菲尔德斯半岛地区至少出现过四次气温升高时期 ,即 480 0 - 4 4 0 0aB .P .、360 0 -3350aB .P .、2 1 0 0 - 1 80 0aB .P .和 90 0aB .P .-现在。研究同时发现 ,湖相沉积物的有机碳含量和δC1 3org存在显著正相关关系 。

南极菲尔德斯半岛地区地衣和苔藓的生物地球化学特征

利用地衣和苔藓化学分析资料对南极菲尔德斯半岛地区地衣和苔藓中化学元素的分配、相关性及其元素比值关系进行了分析。研究表明，地衣和苔藓促进了土壤与风化壳的发育，但受南极地区恶劣环境条件的限制，生物地球化学过程极其微弱。地衣和苔藓植株体中Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｎ等元素丰度主要依赖于土壤与风化壳元素丰度的高背景值。Ｃａ、Ｋ、Ｃｒ等元素是地衣选择性吸收较强的元素，苔藓对Ｍｇ、Ｎａ、Ｚｎ等元素则具有较强的选择性吸收能力。

西南极菲尔德斯半岛形变监测网位移与应变分析

本文首先利用拟稳平差方法，并结合测区地质断层分布情况，得出一个变形分析模型。然后根据三期变形观测资料，进行位移与应变分析。经初步分析得出：菲尔德斯海峡断层活动比较显著，在垂直方向上分离后又会聚，其幅度约达17毫米，但总的趋势是分离，其年扩张率约为5毫米。

南极菲尔德斯半岛微生物总量的调查

在南极菲尔德斯半岛进行了微生物总菌量的调查。共收集样品３５个（以土壤样品为主），从这些样品中计数得到一般细菌总量范围为：１０３－１０６ｃｅｌｓ／ｇ（３０°Ｃ），１０４－１０６ｃｅｌｓ／ｇ（１６°Ｃ），１０４－１０６ｃｅｌｓ／ｇ（４°Ｃ）；一般真菌总量范围为：１０２－１０３ｃｅｌｓ／ｇ（３０°Ｃ），１０２－１０３ｃｅｌｓ／ｇ（１６°Ｃ），１０３ｃｅｌｓ／ｇ（４°Ｃ）。初步鉴定细菌有７个属：微球菌属，葡萄球菌属，节细菌属，黄杆菌属，产碱菌属，假单胞菌属，芽孢杆菌属。真菌有５个属：青霉菌属，金孢霉菌属，枝孢霉菌属，曲霉菌属，散子囊菌属。特别是在绝大多数样品中４°Ｃ下培养的一般细菌与真菌总量明显高于３０°Ｃ下培养的菌量，同时离半岛海岸线近的地区菌量也高于半岛内陆地区的菌量。在该地区，４°Ｃ下培养的低温菌出现率主要是假单胞菌属（６９％），芽孢杆菌属（５４％），青霉菌属（４６％），曲霉菌属（１７％）。

南极菲尔德斯半岛土壤氮循环微生物类群数量与功能活性的初步研究

南极乔治王岛南端的菲尔德斯半岛被认为是研究南极生态与生物资源的理想之地。本研究从该半岛全岛范围采集了3类不同类型的土壤样品,采用传统最大或然法(MPN)对其所含氮循环各类群微生物的总量进行了测定,同时利用常规Griess试剂、纳氏试剂等显色法初步估算了各菌群的功能活性强度,并结合土壤理化性质和采样点生态等进行了初步分析。目的是对该半岛土壤氮循环微生物进行先期初步了解,为进一步深入研究它们的其他特性奠定基础。结果表明:13个土样中所含氮循环微生物总量趋势为氨化菌>反硝化菌>硝化菌和固氮菌(活菌数),除极个别样品外均具有不同程度的硝化、反硝化、氨化活性。其中,所有土壤样品均具有比较高的氨化菌含量及氨化活性强度;丘陵山坡土壤的反硝化菌含量与反硝化活性强度要高于动、植物区土壤(极个别样品除外);动物区和植物区土壤的硝化菌含量较少,但硝化活性强度较高,预示着可能存在高效功能菌株;而丘陵山坡土壤的硝化菌含量及硝化活性强度则表现得高低不一。本结果为进一步深入研究该地区氮循环微生物提供了前期参考。

南极菲尔德斯半岛生物体的微生物含量分析

于１９９３／１９９４年以平板培养法用５种基本培养基对南极菲尔德斯半岛地区的生物体作了微生物含量分析。所研究的海藻、苔藓、地衣、沙蚕、小红蛤、帽贝、鱼、企鹅和鲸等的体表和体内样本计３３个。分析和比较了各类生物体内外所含的陆源性细菌、海洋性细菌、肠细菌、真菌及耐酸细菌等的含量，在一定程度上，培养温度的提高可促进样本中原有的微生物迅速大量繁殖，表明低温仍是制约南极微生物的重要因子。