极地研究

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南大洋普里兹湾沉积物中锗的含量与分布

沈忱扈传昱孙维萍张海生

2013, 25 (2): 105-112. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2013.00105

摘要 ( 2021 )

PDF(3467KB) ( 1259 )

本文利用中国第21-27次南极考察期间获得的沉积物样品，对南大洋普里兹湾沉积物中锗（Ge）的含量以及分布特征进行了初步研究。结果表明：普里兹湾表层沉积物中总Ge（Getotal）的含量在1.14×10-6~2.35×10-6之间变化，平均含量为1.71×10-6，最高值出现在湾外深海区P3-9站，最低值出现在湾内冰架边缘附近的P4-13站。在研究海域表层沉积物中生源Ge（Gebio）占Getotal的百分含量在16-68%之间变化。在表层沉积物中Gebio与Getotal分布变化趋势总体上相近，以67°S为界均呈现湾外高于湾内的趋势，在柱状沉积物中Ge的垂向分布呈现表层高于底层趋势。在普里兹湾湾内非冰间湖区域的表层沉积物中Gebio与生物硅（BSiO2）呈现一定的正相关，在P3-16站位柱状沉积物中Gebio与BSiO2垂向分布相似。

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2010年夏季白令海浮游细菌的多样性和群落组成分析

刘莹张芳凌云林凌陶妍何培民何剑锋

2013, 25 (2): 113-123. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2013.00113

摘要 ( 1899 )

PDF(3885KB) ( 1224 )

海洋浮游细菌在海洋生态系统的运行中起着关键性的生物地球化学作用。利用2010年夏季第4次北极考察获得的白令海不同深度水样，运用变性梯度凝胶电泳技术以及克隆建库等方法，来了解白令海中浮游细菌的多样性和群落组成等信息。结果表明:在白令海海盆区B07站位的50 m处，其浮游细菌的香农多样性指数是最高的，为2.61；香农多样性指数最低的是B07站位的3 m处，为1.99。白令海海盆区的细菌多样性变化比陆架区要大，有可能与海洋环境的复杂变化有关。通过克隆测序，鉴定出的浮游细菌类群分为4大类：α-变形杆菌、β-变形杆菌、γ-变形杆菌和拟杆菌。其中γ-变形杆菌所占的比例最大，为53%，是白令海中的优势种群；拟杆菌其次，为37%。这些浮游细菌在白令海中的分布情况为：γ-变形杆菌和拟杆菌存在于3个位点的所有水层中，α-变形杆菌只存在于B07站位的50m和100 m水层中，β-变形杆菌除B13站位的0 m处外，存在于其他站位的所有水层中。白令海B断面3个站位的温度随着深度的增加而降低，盐度随着深度的增加而升高。大体上白令海海盆区（B07站位）的硝酸盐、磷酸盐和硅酸盐浓度比陆架区（B15和B13站位）高，陆架区的铵盐浓度较海盆区高。

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南极普利兹湾夏季不同层次海冰及冰下海水古菌丰度和多样性

马吉飞杜宗军罗玮俞勇曾胤新陈波李会荣

2013, 25 (2): 124-131. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2013.00124

摘要 ( 1821 )

PDF(1605KB) ( 1196 )

为了解南极普里兹湾夏季不同层次海冰及冰下海水中古菌丰度及群落组成，利用荧光原位杂交(filter in situ hybridization, FISH)技术对海冰及海水样品中古菌进行定量研究，通过构建16S rRNA基因文库对不同层次海冰及冰下海水中古菌进行多样性分析，并结合环境因子进行相关性分析。荧光原位杂交结果表明，古菌的平均丰度随着海冰层次的下降呈下降趋势，初步推断可能受海冰中铵离子影响所致；16S rRNA基因文库分析结果表明，仅在海冰底部样品中检测到古菌，且全部16S rRNA基因序列为泉古菌（Crenarchaeota），与来源于北极海水、海冰中古菌16S rRNA基因序列相似性最高，属于泉古菌海洋类群I（Marine Group I Crenarchaeota）；冰下海水古菌多样性较高，主要归属于泉古菌Marine Group I和广古菌（Euryarchaeote）Marine Group II 、III。

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极区极夜期间E层占优电离层的分布特征

武业文刘瑞源张北辰吴振森徐盛刘俊明

2013, 25 (2): 132-141. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2013.00132

摘要 ( 1782 )

PDF(8637KB) ( 1049 )

E层占优电离层是指E层的峰值电子密度大于F层的峰值电子密度（N_mE>N_mF）时的电离层，记为ELDI（E-Layer Dominated Ionosphere）。针对ELDI，利用2007—2010年的COSMIC (Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere, and Climate satellite)掩星数据，在修正地磁纬度-磁地方时标系下统计分析了它在南北极区极夜期间（南北半球的冬至日前后30天）的分布特征，结果表明极夜期间电离层ELDI特征明显，其分布与极光椭圆位形基本一致，而且其在夜侧的发生率较高，特别是磁子夜之后，北极为70%左右，而南极为90%左右；另外南极的ELDI特征在磁纬度分布上要略宽于北极的分布范围。在ELDI高发区，电离层峰值电子密度要高于其两侧地区，特别是在夜侧，尤其是磁子夜前的峰值电子密度要接近甚至大于磁正午的峰值电子密度，在南极地区格外明显；而且ELDI高发区内的E层的电子含量（TECE）、电离层总电子含量（TECI）及TECE占TECI的比重（TECEI）都高于其两侧地区，北极TECE和TECI大于南极，而TECEI则是南极大于北极。这些现象主要是由于极夜期间极区高能粒子沉降引起底部电离层电离率增大所致；同时，由于地磁轴偏离地理轴的程度在南极要大于北极，使得极夜期间南极地区的电离层的电子密度，特别是在F层要相应地小于北极地区，从而导致了极夜期间南北半球极区电离层ELDI特征之间差异。

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太阳活动对中山站F2层峰值电子浓度的影响

徐盛张北辰刘瑞源郭立新刘俊明武业文胡红桥黄德宏

2013, 25 (2): 142-149. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2013.00142

摘要 ( 1500 )

PDF(3099KB) ( 1130 )

利用中山站1995—2006年的电离层垂测数据统计分析了当地电离层F2层峰值电子浓度（N_mF2）对太阳活动变化的依赖性，研究发现在中山站N_mF2月中值随修正太阳10.7厘米通量指数F10.7P增大而增大，其饱和或放大趋势不明显。除冬季12—16 UT、20—2 UT与夏季2—11 UT以外的绝大部分时刻，两者具有良好的线性关系。N_mF2月中值随F10.7P变化斜率随季节、地方时而变化。在日变化中，N_mF2随F10.7P变化斜率极大值出现在磁中午附近，明显大于其他时刻，在夜侧变化斜率整体较小，且在分季和冬季的夜侧以及夏季全天，其斜率随地方时变化不大。在年变化中，日侧斜率最大值出现在两分季，冬季次之，夏季最小；而夜侧斜率在夏半年（10月—3月）整体上要大于冬半年（4月—9月）。结合中山站位于极隙区纬度的特殊地理位置，分析了上述N_mF2变化特征的可能原因。

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北极新奥尔松地区夏季近地面CO₂、CH₄和N₂O浓度的观测研究

陈清清朱仁斌徐华

2013, 25 (2): 150-160. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2013.00150

摘要 ( 1933 )

PDF(4355KB) ( 1142 )

2008和2009年夏在北极新奥尔松地区（Ny-Ålesund）不同苔原区域（鸟类保护区、海滩苔原、矿区、人类活动区等）监测CO₂、CH₄和N₂O近地面浓度的时空变化并分析其可能的影响因素。2008年7月25日—8月13日和2009年7月13—26日，在不同观测区域设置常规和非常规采样点采集气体样品共239瓶并妥善保存。实验室内使用气相色谱（GC）测定准确真空瓶中温室气体（CO₂、CH₄和N₂O）的浓度。鸟类保护区的日变化中，2008年鸟类保护区CO₂和N₂O日变化浓度均大于2009年约30 ppm和25 ppb。2008年海滩苔原CO₂浓度均高于2009年约30 ppm；N₂O浓度低于2009年11 ppb；2008年鸟类保护区CH₄浓度低于2009年，而海滩苔原2008年浓度高于2009年，差值均约为0.7 ppm。这些年际变化可能由环境条件（天气变化等）和地表覆盖情况的变化引起。高海鸟活动区（HB）CO₂浓度低于海鸟活动较少的区域（MB 和 LB）；鸟类保护区CO₂浓度低于海滩苔原，N₂O浓度高于海滩苔原，主要原因是海鸟活动和鸟粪增加了土壤营养元素，影响苔藓植被发育的情况并改变上垫面状况。综合不同苔原区域：新奥尔松地区CO₂和CH₄浓度高于ZEP (Zeppelin Station)监测平均浓度，地表向大气输送CO₂和CH₄；而N₂O低于ZEP监测的平均浓度，地表从大气吸收N₂O。不同区域影响因素不同：鸟类保护区、海滩苔原和鸟岛主要是受到海鸟活动影响；矿区主要是受水分和土壤基质影响；站区和机场受到人类活动影响但并不明显，总的来说直接原因是由于地表覆盖情况以及地形不同引起。

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西南极南设得兰群岛中新生代地层特征

王改云邓希光刘金萍杜民

2013, 25 (2): 161-166. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2013.00161

摘要 ( 1859 )

PDF(2303KB) ( 1403 )

南设得兰群岛是晚中生代以来古太平洋板块向南极板块俯冲消减过程中形成的，目前对整个群岛的地层特征及沉积演化无统一认识。通过归纳总结国内外研究成果，认为该群岛出露的地层具明显的时空规律。群岛主体的西南部出露上侏罗统-下白垩统，发育海底扇、深海、斜坡裙、扇三角洲等沉积相，相伴随的火山作用主要为钙碱性玄武岩和玄武安山岩的喷发，记录了弧前盆地-火山岛弧的演化过程；群岛主体的东北部主要出露上白垩统-下渐新统，其中上白垩统-始新统发育一套玄武质熔岩、火山碎屑-沉积岩建造，为温暖气候下的陆相沉积，火山活动具有岛弧拉斑玄武岩与钙碱性火山岩的过渡性质。渐新统-下中新统则记录了从间冰期正常海相到冰期冰海相沉积的转变过程。

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北极航道海运货流类型及其规模研究

张侠寿建敏周豪杰

2013, 25 (2): 167-175. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2013.00167

摘要 ( 2281 )

PDF(2685KB) ( 2141 )

从北极海运货源角度出发，根据北极贸易、油气开发以及远东—西北欧、远东—北美东部当前海运货量状况，分析得出未来北极航道主要货物类型和规模的最大理论值为：（1）从俄罗斯、北欧北极地区到远东的液化天然气单向贸易流型式，到2030年，为1 000万t；（2）从远东到欧美的集装箱货物双向贸易流型式，北极东北航道、中央航道分担远东到西北欧航线的货运量，北极西北航道分担远东到北美东部的货运量，如果技术上能够低成本保障全季航行，按分担传统运河航线50%计算，到2030年，北极航道集装箱货运规模最大值约为1 743万TEU，是2011年传统运河航线的85%。由此得出结论：近中期东北航道天然气运输占据主要地位，但对北极航道更大运输需求是集装箱运输。此外，本文还比较了北极航道与运河航线的成本。

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浅析俄罗斯北极战略中的关键因素

王琦石莉万芳芳

2013, 25 (2): 176-184. DOI: 10.3724/SP.J.1084.2013.00176

摘要 ( 2339 )

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北极地区是俄罗斯的重要关注领域，其战略重要性正在迅速提升。俄罗斯决心通过政治、经济和军事手段成为北极核心国家。俄政府于2008年制定了《截至2020年及之后俄罗斯联邦北极地区国家政策》，旨在维持俄罗斯“北极领导国家”的地位。结合俄罗斯在极地的一系列举措，从经济、法律、军事和地缘政治这几个角度分析俄罗斯北极政策中的关键内容，同时关注当前俄罗斯在极地区域的政策与2001年由俄罗斯总统普京签署的《俄罗斯联邦至2020年期间的海洋政策》中的北极战略中所呈现出的态度之间的差别。最后，从有利因素和制约因素两方面评估俄罗斯北极政策目标的实施前景。

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