极地研究

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海冰离散元模型的研究回顾及展望

季顺迎李春花刘煜

2012, 24 (4): 315-330. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2012.00315

摘要 ( 2480 )

PDF(9189KB) ( 1166 )

为描述极区及副极区海冰在不同尺度下的离散分布特性，以及海冰与海洋结构相互作用过程中的破碎性能，海冰的离散单元模型从上世纪80年代发展起来并不断完善。本文将海冰离散单元模型分为地球物理尺度( ~100km)、浮冰块尺度(10m ~ 10km)和海洋结构尺度(1m ~ 100m)等三种不同尺度，讨论了不同尺度下海冰的离散分布规律或海冰由连续状态向离散状态转化的动力过程。通过对块体、圆盘和颗粒不同形态的海冰离散单元模型的介绍，对其在极区海冰的动力特性、海冰重叠堆积及其与波浪的作用过程、海冰与海洋结构的相互作用中的应用进行了分析，对海冰强度的尺度效应进行了讨论。最后，讨论了海冰离散单元模型中存在的问题和重点研究内容。

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白令海表层沉积硅藻的种类组成与分布

邵丽霞林荣澄高亚辉黄丁勇

2012, 24 (4): 331-338. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2012.00331

摘要 ( 1944 )

PDF(2997KB) ( 891 )

摘要利用2010年中国第四次北极科学考察白令海获取的6个站位的沉积物样品，分析了表层1cm的沉积硅藻，共检出分属于37个属的101个硅藻种（含变种和变型），并编制了种类名录。这些种类可分为4个生态类群：（1）广温种；(2)北方温带种；(3)极地种；(4)海冰种。白令海西南海盆区以北方温带种占绝对优势，主要有Neodenticula seminae，Thalassiosira trifulta，Rhizosolenia hebetata f. hiemalis、Actinocyclus curvatulus；而在东北陆架区以极地种为主，主要包括Fragilariopsis oceanica，Thalassiosira antarctica spora，Thalassiosira nordenskioeldii、Thalassiosira hyalina。海盆区站位沉积硅藻丰度最高，为3.7×106个/g湿重(不包括角毛藻休眠孢子）,而东部陆架区丰度最低，仅有0.7×106个/g。本文同时探讨了表层沉积硅藻分布与环境的关系。

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南大洋普里兹湾沉积物中生物硅的溶解度研究

扈传昱孙维萍沈忱张海生

2012, 24 (4): 339-345. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2012.00339

摘要 ( 2115 )

PDF(2288KB) ( 950 )

本文利用中国南极科学考察航次获得的沉积物样品，采用分批（batch）实验方法，获取实验室生物硅溶解度，并结合间隙水中可溶性硅剖面，对普里兹湾沉积物中生物硅的溶出过程进行了初步研究。研究结果如下：在25℃，pH 8条件下，普里兹湾IV-10、 IS-4站表层沉积物中生物硅的实验室溶解度分别为1936、1539μmol/dm3，不同层次沉积物溶出结果显示随深度增加溶解度值降低。根据实验室溶解度数据与间隙水硅酸盐Cd的分析比较，表明研究站位沉积物生物硅的早期成岩过程中生物硅的溶出还伴随有其他化学过程。

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南极南奥克尼群岛西部水域南极电灯鱼生物学

朱国平李凤莹冯春雷吴强徐鹏翔许柳雄

2012, 24 (4): 346-351. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2012.00346

摘要 ( 2083 )

PDF(1406KB) ( 1084 )

根据2010—2012年南半球夏季南极南奥克尼群岛西部水域开展的资源调查期间收集的数据，本研究对南极电灯鱼的基础生物学，包括体长（SL）、纯重（DW）、体长-体重关系、性成熟度和性腺指数及摄食强度进行了分析。结果表明：（1）南极电灯鱼体长范围为6.3—8.8cm，平均体长为7.51±0.03cm（平均值±95%置信区间）；体重范围为3.46—10.13g，平均体重为5.96±0.08g；纯重范围为3.11—8.69g，平均纯重为5.17±0.07g。（2）体重与纯重关系为DW=0.8497TW+0.1623（R2=0.9502），体长与纯重关系为FL=0.0238DW2.6695。（3）调查期间，南极电灯鱼性成熟度处于Ⅰ—Ⅳ级，未发现有Ⅴ和Ⅵ级的个体出现。（4）摄食强度随体长的增加而有所加强，空胃与1级所占比例随体长增加而下降。

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南极磷虾资源丰度及其与海冰和表温的关系

戴立峰张胜茂樊伟

2012, 24 (4): 352-360. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2012.00352

摘要 ( 2536 )

PDF(3607KB) ( 1394 )

根据2003—2010年南极磷虾48.2区产量数据结合该区域海冰和SST数据，分析了磷虾产量的时空分布，探讨了海冰和SST对南极磷虾资源丰度的影响。结果表明，48.2区的渔汛期为3—7月，主要作业时间为2—8月，产量约占该渔区年产量的99.3%。回归分析表明，磷虾CPUE变动与海冰和SST面积变化关系明显。磷虾CPUE与海冰总面积年间变化呈现显著的负相关(R=0.80)，与海冰密集度为90%—100%的海冰面积负相关系数最大(R=0.84)；年内变化关系则为一元二次多项式回归模型，CPUE随海冰面积的递增先增大后减小，与海冰密集度为60%—70%的海冰面积相关系数最大(R=0.94)。磷虾CPUE与SST为-2—3℃时的总面积年间变化负相关性不显著(R=0.46)，但与SST为1—2℃时的面积呈现显著的负相关(R=0.91)；年内变化关系也为一元二次多项式回归模型，CPUE随SST面积的递增先增大后减小，与SST为0—1℃时的面积相关系数最大(R=0.97)。

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南极夏季普里兹湾叶绿素a的时空变化研究

金思韵潘建明韩正兵

2012, 24 (4): 361-371. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2012.00361

摘要 ( 2427 )

PDF(5638KB) ( 1498 )

利用SeaWiFs、MODIS卫星数据所获取的南极普里兹湾表层海水叶绿素a（Chl-a）与海表温度（SST）的遥感数据，并结合我国2001-2011年南极科学考察所获得的现场数据，对该区域的海表温度、叶绿素a与营养盐的分布规律进行分析。结果表明：研究海区的叶绿素a的分布具有明显的区域特征，以陆架坡为界，湾内向湾外表现出明显的递减趋势；在湾内陆架区，浮游植物的旺发主要受海冰消融以及营养盐供给的影响，十年南极夏季叶绿素a浓度的遥感区域平均值为1.40mg/m3；在陆坡区，浮游植物的繁殖主要受到水文条件的影响，十年的夏季遥感平均值为0.44mg/m3；在湾外深海区，浮游植物的繁殖主要受到水文条件与铁元素的影响，浓度较低，十年的夏季遥感平均值为0.25mg/m3。在整个南极夏季，研究海域每月的叶绿素a浓度与海表温度呈现出一定的正相关性（R2=0.505），而在年际变化上，叶绿素a与海表温度的变化趋势也有着明显的相似性，表明温度是叶绿素a浓度的主要影响因素。通过研究多变量厄尔尼诺指数与湾内表层叶绿素a浓度的关系，可知在相对敏感的湾内陆架区，厄尔尼诺/拉尼娜可能会对叶绿素a的浓度产生影响，在厄尔尼诺年，叶绿素a的浓度较高；而在拉妮娜年，叶绿素a的浓度较低，表明高纬度海区浮游植物的生长与繁殖对中低纬度的ENSO事件存在一定的响应联系。

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北极Ny-Ålesund地区真菌多样性分析及龙胆苦苷转化菌株的筛选

许丹马吉飞苗祯李会荣陈波

2012, 24 (4): 372-383. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2012.00372

摘要 ( 2221 )

PDF(4609KB) ( 1325 )

采用多种培养基对北极高纬地区（土壤及海洋沉积物）真菌进行分离纯化，共得真菌65株。通过分析菌株的18S rDNA序列研究了它们的系统发育多样性，18S rDNA序列分析表明，65株真菌分属25个属，其中数量上位居第一的是青霉属（Penicillium），有菌株20株，其次为丛赤壳属（Nectria）和节枝孢属（Articulospora），各有菌株6株。同时对这65株真菌开展转化龙胆苦苷阳性菌株的筛选。以β-葡萄糖苷酶作为筛选转化菌株的标志酶于65株真菌中筛选到阳性菌株28株，其中产酶能力强的9株菌作为转化实验的备选菌株，以龙胆苦苷为底物进行转化，将转化粗提物进行TLC及HPLC分析，最终确定将C-5作为转化龙胆苦苷的菌株。根据菌株形态特征和核酸序列分析结果，初步鉴定菌株C-5为青霉属真菌。暂定名为Penicillium sp.C-5。

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东南极阿曼达湾湖泊沉积物物源的元素分析

黄涛孙立广

2012, 24 (4): 384-390. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2012.00384

摘要 ( 2396 )

PDF(1253KB) ( 1005 )

2008年在东南极阿曼达湾帝企鹅聚集区附近岛屿开展了野外工作，于岛屿湖泊集水区采集到两个短沉积剖面，分别命名为EPI和PI。根据野外实地考察情况和室内分割样品发现EPI剖面主要为泥炭沉积，含有大量水生藻类；PI剖面为黑色泥质沉积，散发出浓烈的粪臭味，沉积物中含有大量的幼年帝企鹅绒毛和少量的残骨。对EPI和PI剖面沉积物、当地风化母岩及水生湖藻进行了部分生源元素和重金属元素浓度分析与对比，结果显示EPI剖面元素含量主要来源于背景母岩和湖藻沉积。PI剖面为帝企鹅粪土沉积序列，沉积物中的TC、TN、TP、Cu、Zn、Hg和Se的含量远远高于风化母岩中的浓度，其主要来源于帝企鹅粪的输入，而Pb元素主要来源于当地风化母岩的贡献。本研究首次显示帝企鹅活动同样可以为南极贫瘠的陆地湖泊系统带来大量的营养物质，但同时也输入了大量的重金属污染元素。

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基于²¹⁰Pb测年法的楚科奇海陆架北缘有机碳沉积通量研究

余雯何建华李奕良苏健

2012, 24 (4): 391-396. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2012.00391

摘要 ( 1837 )

PDF(1322KB) ( 1177 )

有机碳沉积作用在一定时间尺度上形成海洋碳汇作用的最终净效应，北冰洋陆架的有机碳沉积作用在全球碳循环中有着尤为重要的地位。为了测定楚科奇海陆架的有机碳沉积通量，本文应用210Pb测年法对中国第3次北极考察R17站位的沉积物样品的年龄及沉积速率进行了分析测定，并结合表层沉积物中有机碳的含量计算得到了楚科奇海陆架北缘的有机碳沉积通量。结果显示，该站位的沉积速率为0.6 mm/a，表观沉积质量通量为0.72 kg/m2/a，有机碳沉积通量为517 mmol C/m2/a。经估算，真光层输出的有机碳中约有29 %被长期封存在沉积物中，远高于中低纬度的正常值（~10 %），说明楚科奇海陆架区具有高效的碳汇作用。

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中山站高频雷达观测结果初步分析

刘二小胡红桥刘瑞源吴振森吴铭君杨惠根张北辰

2012, 24 (4): 397-407. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2012.00397

摘要 ( 2266 )

PDF(6711KB) ( 1165 )

中山站高频相干散射雷达于2010年4月建成投入观测，并加盟SuperDARN雷达观测网，成为我国探测电离层对流的重要手段。首先简要介绍中山站高频雷达的工作原理及工作模式，然后利用该雷达第一年的观测数据，给出了每个波束观测的电离层回波总数随距离和回波强度、多普勒速度及谱宽的分布，以及电离层回波发生率随频率的变化特性。观测结果和射线追踪的模拟计算表明，由于波束指向不同，电波波矢方向与地磁场形成正交条件的区域有所不同，因此会造成不同频率下，不同波束观测的电离层回波发生率的差别。

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从北极国家的北极政策剖析北极科技发展趋势

何剑锋张芳

2012, 24 (4): 408-414. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2012.00408

摘要 ( 2180 )

PDF(524KB) ( 1603 )

由于气候变化影响、地区经济潜力、以及地缘政治意义，北极迅速成为北极各国乃至北半球国家关注的焦点。自2006年底以来，挪威、俄罗斯、美国、加拿大、芬兰、冰岛、瑞典和丹麦等北极八国陆续推出了新的北极政策。各国在阐述北极主权、资源利用、生态环境保护、社会经济发展和原住民权利的同时，强调了科学研究和科技发展在当地生态环境保护和经济可持续发展中的重要作用，并对科研优先领域进行了不同程度的阐述，以引导各国的北极科技发展并服务于自身的北极权益。本文依据北极各国新近发布的北极政策，综合分析北极科技发展重点和趋势，同时结合我国已有的北极考察和合作基础，提出了我国的北极科技发展建议。

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极地浮游病毒的研究进展

李洪波

2012, 24 (4): 415-422. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2012.00415

摘要 ( 2561 )

PDF(850KB) ( 1150 )

本文对极地海洋病毒的国内外研究现状进行了扼要阐述，尤其是海冰融化对病毒的生态影响。内容包括极地海域的浮游病毒丰度、多样性及在碳循环中的作用研究，以及我国在极地科考中所进行的与浮游病毒相关的工作。并提出了今后在极地海域要解决的与病毒相关的科学问题。

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