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拜尔斯半岛位于南极利文斯顿岛最西部,是南设得兰群岛中最大的无冰区。对采自拜尔斯半岛的一根长55 cm的企鹅粪土沉积柱P1进行了元素和同位素地球化学分析。通过对沉积物C/N、有机质来源和δ15N的分析,发现P1沉积剖面中有机质主要来源于企鹅粪。利用富集系数、相关性分析、主成分分析等统计分析方法,识别出该沉积剖面中P、F、Cu、Hg、As、S六种元素具有共同的来源,与企鹅粪的输入密切相关,并且这些元素与TOC和δ15N显著正相关,说明沉积剖面中这些元素含量主要受控于企鹅粪的输入程度。通过与长城站区阿德雷岛、东南极戴维斯站加德纳岛企鹅粪土沉积物的标型元素特征比较,发现上述三个地区的标型元素组合大体上一致,反映了整个南极地区企鹅粪土沉积物生物标型元素组合的共性。研究结果为进一步恢复该地区的企鹅种群数量演化,及其对气候变化的响应提供了可能。 相似文献
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反射光谱技术:研究南极企鹅古生态演化的一种新方法 总被引：2，自引：0，他引：2
为探求快速、廉价、无损和同步的光谱技术在南极生态环境研究中的可能性,本文利用南极阿德雷岛的四根企鹅粪土沉积柱样品的反射光谱,通过逐步多元线性回归和主成分回归两种数学运算方法,建立了反射光谱数据与企鹅粪九种标型元素浓度之间的关系,并探讨了南极企鹅粪土沉积物光谱数据的古生态意义。结果表明:南极粪土沉积样品反射率光谱与企鹅粪九种标型元素(P、Ca、Cu、F、Ba、S、Zn、Sr、Se)含量之间存在良好的相关性,预测值与实测值之间的相关系数R都达到了0.9以上,在深度剖面上预测浓度与实测浓度具有非常一致的变化趋势;南极粪土沉积物光谱数据包含有明确的古生态变化信息,可利用主成分分析快速恢复历史时期企鹅数量演化过程。本研究结果为在偏远的南极地区开展古生态环境研究提供了一种新的快捷方法和技术途径。 相似文献
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海洋动物粪土是南极陆地生态系统养分的重要来源,粪土层细菌群落对南极苔原碳、氮循环过程起重要作用,但目前对南极海洋动物粪土层中细菌群落的变化特征却鲜有报道。本文采集了东南极四个企鹅、海豹粪土剖面样品,通过酶活性、微生物量碳、微生物熵、土壤呼吸和DNA浓度测定以及16 S r DNA-DGGE分析,探讨了粪土层中细菌群落变化特征及其与环境因子的关系。土壤转化酶、脲酶和磷酸酶活性、微生物量碳、土壤呼吸和微生物熵随深度增加而递减,而代谢熵增加,表明随深度增加,微生物生存环境恶劣,造成细菌丰度和酶分泌量减小,需更多有机碳进行能量代谢。土壤DNA浓度与pH、含水率、TOC、TN、微生物量碳、土壤呼吸以及酶活性呈高度正相关,表明这些因子对粪土层中细菌种群的丰度有重要影响。DGGE图谱分析证实：东南极海洋动物粪土中含丰富的细菌群落结构,随深度增加泳道带型数量和亮度递减,表明细菌多样性和丰度递减。聚类分析表明：四个剖面随深度泳道带型差异明显,细菌遗传相似性为46%,企鹅、海豹粪土细菌群落差异性尤为明显;发现四个粪土剖面中,细菌丰度与企鹅、海豹粪的相对含量呈协调一致性变化,且表层5cm粪土层细菌丰度最高,表明东南极企鹅和海豹排泄物对土壤中细菌群落多样性变化起重要作用。 相似文献
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本文对采自东南极拉斯曼丘陵中山站区的莫愁湖沉积物的元素、氨基酸和Sr同位素组成进行了详细的地球化学分析。结果表明莫愁湖沉积物中Zn、Cu、F、S、P、Se等六种元素具有共同的物质来源,其标型组合特征很可能揭示了莫愁湖沉积物在历史时期曾受到过企鹅等海鸟粪的影响,沉积物中酸溶相Sr同位素组成则确认了海洋源Sr的生物地球化学转移过程。酸溶相87Sr/86Sr值和研究区的新鲜海鸟粪酸溶相Sr同位素组成基本一致,都非常接近于海洋来源锶同位素组成(87Sr/86Sr=0.7092),并且沉积物中的生物元素Zn、Cu、F、S、P、Se含量和酸溶相Sr浓度具有非常高的统计相关性。酸溶相的87Sr/86Sr比值和反映湖泊中藻类等生物自然生成量的氨基酸含量表现出明显的负相关关系,进一步揭示了莫愁湖沉积物在历史时期曾受到企鹅等海鸟活动的影响。上述研究结果为更深入地研究该地区的生态、气候和环境的演变历史及其相互作用提供了有价值的参考资料。 相似文献
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对采自北极新奥尔松(Ny-lesund)一级海岸阶地上的海蚀凹槽沉积剖面进行沉积岩相学、同位素地球化学和元素地球化学研究,结果显示该剖面的70-118 cm段显著受到了海鸟粪沉积的影响,为含贝壳的海鸟粪土沉积层。该段粪土沉积层中大多数元素的浓度随深度表现出明显的波动特征,其中TOC、TN、Se、Sr、CaO、Pb、As、Zn等元素含量在深度剖面上表现出较为一致的垂向变化趋势。对粪土层的元素地球化学数据进行了聚类分析,结果表明在浓度剖面上具有较好协同关系的上述元素组合与海鸟粪有机质的输入密切相关,这些具有显著地球化学性质差异的元素共生组合是北极新奥尔松粪土沉积层的生物地球化学组合的标型特征,它们的含量变化主要受控于海鸟粪对沉积物的影响程度。海鸟粪土生物地球化学标型组合特征的识别为进一步研究该地区12-4 ka B.P.的海鸟生态系统和气候演化记录提供了科学基础。 相似文献
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利用电镜扫描的方法分析了南极阿德雷岛Y2湖企鹅粪土沉积层中石英砂微形貌的特征,发现在企鹅粪含量高的沉积层中石英砂表面具有明显的碗状溶蚀坑等化学溶蚀特征,这一溶蚀特征在Y2湖企鹅粪含量低的沉积层和研究区的其他未受企鹅粪影响的沉积环境中均未明显出现。为了揭示这一特殊化学溶蚀现象的作用机制,根据Y2湖企鹅粪土沉积层自然沉积环境,通过条件实验确定在实验室内使用酸性较高的氟溶液(1mol.L-1HF溶液)对石英砂进行溶蚀实验,通过对比分析发现,实验室模拟条件下可以得到与企鹅粪土沉积层中石英砂相近的表面微形貌特征,这表明它们是在相似的过程中形成的。企鹅粪土沉积层酸性高氟环境中可能存在的HF酸化学溶蚀作用是形成企鹅粪土层中石英砂表面特有溶蚀坑的主要原因。在南极特殊的自然条件下碗状溶蚀坑与企鹅粪之间存在一定的因果关系,从而使石英砂的表面微形貌分析成为南极企鹅生态研究的一种新的辅助手段。 相似文献
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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。 相似文献
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本文分析了南极阿德雷岛Y2湖企鹅粪土沉积层的有机地球化学组成与分布。结果表明企鹅粪土沉积层中正构烷烃以C23为主峰,主要来源于冻土湖沼苔藓植物,样品中高含量的烯烃说明其有机质保存良好。醇类以高浓度的植醇和胆甾烷醇为主,胆甾烷醇和胆甾醇浓度曲线一致,并与企鹅粪土层中的无机元素标型组合的曲线相似,可以作为灵敏的企鹅数量指示剂。酸类组分中以C18饱和脂肪酸为主,在南极低温的环境下,C18∶2酸浓度很低,在很多层次中未检测到,可能是因为Y2沉积物中C18酸以及C18∶2酸主要受企鹅粪影响,而非植被影响。同时在酸性组分中也发现高浓度的胆甾酸。Y2湖中的甾类标志物,甾烯、甾醇、胆甾酸均以C27结构为主,组成单一,低浓度的甾烯和高浓度的甾醇,胆甾酸说明甾类化合物主要受企鹅粪便影响,甾醇和胆甾酸保存良好。综合Y2湖的生物标志物的性质,该沉积物有机质保存良好,主要来源于企鹅粪。 相似文献
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研究了位于东南极西福尔丘陵地区Gardner Island企鹅粪土的沉积泥芯DG2的分子地球化学组成特征。DG2沉积物的正烷烃以短链为主,主要来源可能为淡水湖相沉积的藻类和细菌输入。脂肪酸组分偶奇优势明显,以C16,C18和C24一元饱和脂肪酸为主,主要来源可能是浮游动物、细菌及水生苔藓;不饱和脂肪酸含量很低,以C18∶1(Δ9)为主,表明沉积源单一稳定,无大波动。醇类组分以高浓度的植醇、胆甾烷醇和胆甾醇为主,分别代表了植被和企鹅数量,指示了研究区域历史时期的生态变化。综合DG2的生物标志物特征,反映该沉积物的有机质主要来源于企鹅粪、细菌和藻类;沉积环境在不同深度也有变化,0-30cm为氧化环境,30-63cm为还原环境。 相似文献
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The identification and comparison of the bio-elements of the penguin ornithogenic sediments sample from Davis Station and Great Wall Station 
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下载免费PDF全文 During CHINARE-22 in austral summer of 2005-2006,a lake sediment core named DG4,which is impacted by penguin droppings,was retrieved from a lake catchment in Gardner Island of Vesffold Hills,East Antarctica.In this study,the concentrations of characteristic elements in the core,local bedrocks and fresh penguin guanos were determined.P,Se,F,S,As,Sr and Cu in DG4 were identified as the bio-element assemblage by R-clustering analysis and compared with those in the local bedrocks and fresh guanos,the results are similar to Y2 in Ardley Island,Antarctic Peninsula.On this basis,P and Se were identified as the optimum bio-elements in DG4 and F,P and S were identified in Y2,respectively.This work will provides the foundation for reconstructing the past penguin populations in Gardner Island of Vest- fold Hills,East Antarctica and comparing the penguin population dynamics between East Antarctica and Antarctic Peninsula. 相似文献
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20 0 0年 1月 1 9日至 2 7日在 70°3 0′E- 75°3 0′E,6 2°S以南的南极普里兹湾近岸陆架区的陆隆向深海区设三条纵断面进行浮游生物现存量、真光层深度和光合作用速率的现场观测。并在冰间湖站 - 1 2进行连续昼夜观测。结果表明 ,观测海区叶绿素 a浓度高值位于近岸海湾、冰间湖和测区中部的陆坡区 ;陆坡中部站 - 6和 - 8,0 - 5 0 m的浅水层为叶绿素 a高值区 (2 .1 6- 5 .0 8μg/dm3 )。各测站平均叶绿素 a浓度 2 5 m次表层 (1 .49± 1 .6 1 μg/dm3 )高于表层 (1 .1 4±1 .1 9μg/dm3 ) ,5 0 m以下更深层的浓度随深度的增加而降低 ,2 0 0 m层叶绿素 a浓度仅 0 .0 3±0 .0 2μg/dm3 。昼夜观测结果表明表层叶绿素 a浓度在南极夏季的午后出现最大值 ,晨间出现最小值 ;2 5 m以浅水层的叶绿素 a浓度明显高于深层水 ,与封冰消融冰藻的释放有关。测区真光层潜在初级生产力为 0 .76 - 1 2 .5 9mg C/(m3· h) ,平均值为 4.0 1± 4.0 7mg C/(m3· h) ;海湾和陆架区现场生产力均超过 1 .5 g C/(m2 · d) ,陆坡、深海区约 0 .5 g C/(m2 · d)。高生产力位于高生物量的近岸海湾、陆架冰间湖区。光合作用同化数在 0 .88- 3 .1 0 mg C/(mg Chla· h)。表层叶绿素a浓度与海水中溶解氧浓度呈紧密相关 (Y=0 .0 5 9X 相似文献
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Reflectance spectroscopy: a new approach for reconstructing penguin population size from Antarctic ornithogenic sediments 总被引：1，自引：0，他引：1
Xiaodong Liu Jing Sun Liguang Sun Wenqi Liu Yuhong Wang 《Journal of Paleolimnology》2011,45(2):213-222
Reflectance spectroscopy has several advantages compared to traditional chemical methods in paleolimnology. It requires little
cost, involves minimal or no sample preparation and is rapid. There has, however, been limited use of reflectance spectroscopy
in polar paleolimnological studies. This paper explores the application of reflectance spectroscopy to reconstruct historical
changes in penguin population size in the maritime Antarctic. Two ornithogenic sediment cores on Ardley Island, Antarctica
were analyzed. Penguin droppings and weathered soils were analyzed as reference materials. Principal component analysis and
linear mixing modeling were performed on the spectral data to estimate the proportion of penguin guano in the sediments and
these values were used to infer historical penguin population numbers. Historical penguin population size versus time, reconstructed
from reflectance spectra, and population numbers inferred from previous geochemical analysis of bio-elements, were quite similar.
Our results illustrate the feasibility of rapidly inferring historical changes in penguin population size using reflectance
spectroscopy on Antarctic ornithogenic sediments. Our findings suggest that this technique has potential for reconstructing
past population numbers of other seabirds and mammals using lake sediments influenced by animal excrement. 相似文献
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We inferred late Holocene Adélie penguin occupation history and population dynamics on Zolotov Island, Vestfold Hills, Antarctica, using geochemical data from a dated ornithogenic sediment core (ZOL4). Radiocarbon dates on fossil penguin bones in the core indicate that Adélie penguins occupied the island as early as 1,800 years before present (yr BP), following the retreat of the Sørsdal glacier. This occupation began ~1,200 years later than that observed at Ardley Island and King George Island, in the South Shetland Islands. Phosphorus was identified as the most indicative bio-element for penguin guano in core ZOL4, and was used to infer past penguin population dynamics. Around 1,800 years ago, the Adélie penguin populations at both Zolotov Island and Ardley Island increased rapidly and reached their highest levels ~1,000 yr BP. For the past ~900 years, the penguin populations at Zolotov Island have shown a general rising trend, with fluctuations, while those at Ardley Island have shown a moderate decreasing trend. The Adélie penguin populations at both Ardley Island and Zolotov Island showed a clear decline ~300 years ago, which we interpret as a response to the Little Ice Age, or a neoglacial cooling event. 相似文献