海底热液环境中嗜中性微需氧铁氧化菌的多样性、生物矿化作用及其代谢特征

铁元素是深海热液活动产物的主要成分之一,也是热液喷口处化能自养微生物生态系统的重要驱动元素。以Zetaproteobacteria为典型代表的嗜中性微需氧铁氧化菌是海底喷口及其周围环境中生物介导的Fe²⁺氧化这一生物矿化作用的主要驱动者。这些铁氧化菌通过氧化Fe²⁺获取维持自身代谢所必需的能量,同时分泌有机质将氧化后的不溶铁（氧化物或氢氧化物）沉淀于细胞外,形成具有螺旋丝带状、中空长杆状、分叉管状以及其他具有特殊形貌特征的显微结构体,进而堆积成广泛分布于海底的富铁氧化物/氢氧化物。越来越多的研究表明,编码细胞色素孔蛋白的cyc2基因是Zetaproteobacteria铁氧化菌进行Fe²⁺氧化的关键基因,而细胞色素c或其他周质细胞色素则是Fe²⁺氧化过程中的关键电子传递载体。基于宏基因组分析的系列研究揭示了Zetaproteobacteria普遍具有多种与氮、硫、氢以及砷元素循环密切相关的功能基因与代谢途径,暗示了其在上述元素循环过程中的潜在作用。本文系统地总结了海底热液喷口及其周围环境中发现的嗜中...     

菲律宾海北部底质沉积中的深海介形类

对琉球群岛东侧的菲律宾海北部海区(27.0°-30.0°N,129.5°-135.5°E)水深1 666 m至6 616 m的123个表层沉积物样品进行了定量微体古生物学研究.仅在38个样品中发现介形类,主要分布在4 000 m以浅水深区.初步鉴定有21属35种,其中Krithe在样品中的出现率和丰度最高,其次常见的还...     

渤海莱州湾表层沉积物中底栖有孔虫分布特征及其环境意义

对渤海莱州湾海域240个站位表层沉积物中底栖有孔虫群落进行了分析,共鉴定常见的底栖有孔虫42种。结果表明,莱州湾表层沉积物中底栖有孔虫主要以玻璃质壳为主(平均丰度达70.9%),瓷质壳含量次之,胶结壳含量最低;玻璃质壳占有孔虫全群的百分含量,随水深的增加而增加;从黄河口向外海方向,有孔虫分异度和丰度都逐渐增大。该海域底栖有孔虫平面分布的主要控制因素为盐度和底质沉积物类型,大体可分为两个组合分区,I区为Ammonia beccarii-Quinqueloculina spp.组合,代表盐度较低的近岸海陆过渡浅水环境;II区为Cribrononionsub-incertum-Protelphidium tuberculatum组合,代表盐度较高的远岸内陆架环境。     

南极罗斯海表层沉积物中的放射虫组合分布及与其他硅质生物关系和环境生态意义

本文利用中国第31-33次南极科学考察在罗斯海陆架区采取的表层沉积物样品,研究了生物硅含量、硅质微体生物遗骸丰度分布特征和放射虫属种组合及其与海洋环境和生态的关系。研究显示,区域上生物硅含量是硅藻、放射虫和海绵骨针共同沉积的结果。其中,高的硅藻和放射虫丰度指示了罗斯海陆架区西部表层水初级生产力,而高的海绵骨针丰度可能与悬浮食物来源有关。主要放射虫属种的Q型因子分析将37个放射虫优势种归为四类属种组合。其中,以Antarctissa denticulata为优势种的组合代表寒冷的南极表层水;以Plectacantha oikiskos-Antarctissa(?) sp.1为优势种的组合指示水深和地形变化大、高初级生产力的近岸环境,代表罗斯海季节性海冰生成活跃的冰缘区;以Antarctissa strelkovi-Trisulcus borealis为优势种的组合中,A.strelkovi可能指示表层水硅酸盐浓度较高的浅水环境,而Trisulcus borealis和其它优势种可能受到多种环境因素的共同影响;以Lithomelissa setosa为优势种的组合主要受到上层冷暖水团混合的影响较大,可能指示侵入罗斯海陆架中部的变性绕极深层水。     

南海西南次海盆晚中新世钙质超微化石与古海洋演化

本文对南海西南次海盆IODP U1433站上中新统远洋粘土中的钙质超微化石生物地层学与属种组合作了较为详细研究。结果显示研究层位底部年龄在10.40-9.75 Ma之间,属于NN9带,向上共识别出8个钙质超微化石生物地层事件。依据生物地层框架、钙质超微化石总丰度与属种百分含量,发现西南次海盆在8.3-8 Ma以前处于上层海水分层性好,表层海水生产力较低的阶段;大约在8 Ma以后,生产力大幅增加。结合前人U1433站位物源研究结果,以及南海东亚季风强度变化史,作者认为钙质超微化石显示的生产力变化,与越南中部高地的抬升,以及东亚夏季风增强有关。     

颗石藻自动鉴定系统及其古海洋学应用——以南海MD05-2901柱状样研究为例

颗石藻自动鉴定系统SYRACO(Système de Reconnaissance Automatique de Coccolithes)是一种通过人工智能神经网络自动识别颗石藻种类并统计数量的工具软件。该软件能够快速可靠识别观察视域中的所有颗石个体,大幅度提高工作效率并弥补了在颗石藻属种鉴定过程中的人为误差。经过训练的SYRACO系统可以鉴定第四纪以来14个主要颗石藻属种,适用于第四纪以来的古环境研究。作者使用SYRACO自动鉴定系统对南海MD05-2901柱状样进行颗石藻属种鉴定,同时获得了Florisphaera profunda,Emiliania huxleyi,Gephyrocapsa oceani-ca等主要属种含量信息。将结果与先前人工统计数据对比表明二者具有很好的一致性,证明其在古海洋学研究中的应用价值。     

末次冰期以来中国海区浮游有孔虫Pulleniatina obliquiloculata含量变化的地层学意义

西北太平洋尤其是中国海区末次冰期旋回中浮游有孔虫Pulleniatina obliquiloculata含量变化研究是近年来最重要的古海洋学内容之一.作者综合分析了中国及邻近海区具有可靠测年地层的深海沉积物柱状样中P.obliquiloculata含量变化,探讨其含量低值事件(PME)的生物地层学意义.末次冰期以来P.obliquiloculata含量变化在中国海区呈现两种变化模式:一是以东海及南海北部为代表的冰期含量低、间冰期含量高的特点;另一种则是南海南部的冰期含量高、间冰期含量低的现象.高分辨率地层记录显示,在这种冰期/间冰期总体变化趋势基础上,我国东海、南海和黑潮源区等广泛存在晚全新世～4 300-2 800 cal yr BP P.obliquiloculata含量低值,但以南海北部与东海冲绳海槽最为明显;而南海南部P.obliquiloculata含量还在冰消期(～16.5-15 cal kyr BP)有另一特征的低含量阶段.因而,末次冰期旋回中国海区P.obliquiloculata含量变化可以作为区域性地层划分和对比的标志.尽管如此,由于黑潮分支水团的影响,冲绳海槽中部和北部部分海域,在末次冰期与PME期间,P.obliquiloculata虽然含量相对较低,但仍可保持3%-5%以上,而非多数站位PME事件中的特征性零含量.研究表明PME事件主要由次表层海水的温度降低、温跃层变浅、上部水体温度梯度增加等引起,与表层海水无关,但引起这些海洋环境变化的原因尚不清楚.     

长江口崇明东滩湿地沉积物对磷的吸附特征

研究了崇明东滩湿地低(S1)、中(S2)、高(S3)潮滩沉积物对磷的吸附特征。结果表明,沉积物吸磷过程主要发生在前24 h内,随后近于达到平衡状态。沉积物对PO43--P的平均吸附速率在0~0.5 h内最大,均超过了140 mg.kg-1.h-1;快速吸附过程主要发生在前11 h,前11 h的平均快速吸附速率表现为S1>S3>S2,且沉积物中细颗粒成分越多,沉积物对PO43--P的平均快速吸附速率越大。沉积物对磷的吸附等温线符合Langmuir吸附等温方程,根据Langmuir方程计算,沉积物对磷的吸附容量均>200 mg.kg-1,同时沉积物对PO43--P的吸附容量也表现为S1>S3>S2。原因可能同S1中细颗粒成分、有机碳和常量金属元素(Al、Ca、Fe、Mg)的百分含量较多而S2中细颗粒成分、有机碳和常量金属元素的百分含量较少有关。温度和pH值也影响沉积物对PO43--P的吸附作用。     

盐分胁迫对啤酒大麦幼苗生长、离子平衡和根际pH变化的影响

盐分胁迫不仅影响植物的生长,而且会影响植物根际微域环境。根际pH的改变对土壤养分的有效性和微生物群落组成的变化有重要影响。为了探究啤酒大麦幼苗对不同类型盐分胁迫的生理生态响应机制和根际pH变化影响的生理机制,采用水培法,通过不同类型盐分(对照、混合Na盐、混合Cl盐和NaCl)胁迫处理啤酒大麦幼苗,对其生长、离子平衡和根际pH变化进行了研究。结果表明,1)在3种不同类型盐分胁迫下,啤酒大麦幼苗地上部干重、含水量均有所降低,而根冠比增加,尤其在NaCl胁迫下啤酒大麦幼苗地上部干重较对照显著降低了17.88%,而根干重和根冠比则分别增加了19.12%和43.86%。不同类型盐分胁迫抑制了啤酒大麦幼苗根长的生长,尤其在混合Na盐胁迫下根长降低明显(P0.05),但促进了根表面积和根体积的增加,尤其在混合Cl盐胁迫下,根表面积和根体积分别增加了41.76%和84.38%。2)不同类型盐分胁迫下啤酒大麦幼苗地上部离子平衡发生改变,在混合Na盐和NaCl胁迫下啤酒大麦幼苗主要吸收Na~+,地上部K~+/Na~+、Ca~(2+)/Na~+和Mg~(2+)/Na~+显著降低;混合Cl盐和NaCl胁迫下则过量吸收Cl~-,抑制了H_2PO_4~-、NO_3~-和SO_4~(2-)的吸收。3)在混合Na盐、混合Cl盐和NaCl盐分胁迫下,啤酒大麦幼苗对阴离子的吸收总量高于对阳离子的吸收总量,离子平衡计算结果表明根际呈碱化现象,与原位显色结果一致,且在混合Cl盐胁迫下根际碱化程度最大。     

中国热带、亚热带栎属植物花粉形态多样性及其古气候意义

本研究利用扫描电子显微镜对栎属(Quercus L.)植物中18个种[10种属于栎亚属(Quercus),8种来源于青冈亚属(Cyclobalanopsis)]的花粉进行了详细的外壁纹饰研究。这些栎属植物广泛分布于中国热带和亚热带地区。结果显示,落叶类型栎亚属花粉外壁具有瘤状或分散的瘤状纹饰,常绿类型栎亚属花粉具有棒状或聚合棒状纹饰,青冈亚属花粉具有皱波状、刺状或聚合棒状纹饰。花粉外壁纹饰特征可为栎属花粉化石的属内种级分类提供有效的鉴定依据。大量的现代栎属花粉研究显示,具有棒状纹饰的花粉多源自于分布在高海拔地区的常绿类型栎亚属植物,而具有皱波状和刺状纹饰的花粉多来源于相对低海拔地区分布的青冈亚属植物。在古环境重建中,栎属化石花粉的形态多样性不仅可以帮助我们可靠地区分关键地层中的常绿和落叶栎属植物,也可能成为指示不同海拔高度的潜在的古气候指标。