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流域生物地球化学循环与表层地球系统层圈相互作用 被引量:1
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作者 李思亮 王欣楚 +8 位作者 戚羽霖 钟君 丁虎 文航 刘学炎 郎赟超 易沅壁 王宝利 刘丛强 《地学前缘》 北大核心 2025年第3期62-77,共16页
流域是表层地球系统中相对独立的单元或子系统,通过对流域系统性和综合性的研究能更深刻地理解表层地球系统层圈相互作用。流域物质循环是全球生物地球化学循环的重要组成部分,反映了表层地球系统各层圈之间的能量和物质循环状态,同时... 流域是表层地球系统中相对独立的单元或子系统,通过对流域系统性和综合性的研究能更深刻地理解表层地球系统层圈相互作用。流域物质循环是全球生物地球化学循环的重要组成部分,反映了表层地球系统各层圈之间的能量和物质循环状态,同时也反作用于各层圈的运行和维持。本研究综述了流域生物地球化学循环与地球层圈相互作用之间的关联机制,重点探讨了人类世以来强烈人为活动和全球气候变化对流域物质循环和生态环境的影响。首先分析了流域生物地球化学循环特征及其与全球变化的相互关联,其次剖析了流域生物地球化学循环与全球环境变化之间的互馈作用,以及人类世人为活动对流域生物地球化学循环的强烈扰动,然后解析了流域过程与全球生态系统之间的相互联系和作用机制。综合分析表明人类世以来强烈的人为活动极大地扰动/加速了地表部分物质循环,导致流域系统多个关键变量参数超过生态环境突变临界点,也极大地影响多层圈物质循环和地球系统的稳定维持。最后根据当前流域科学发展态势与挑战,提出了流域生物地球化学循环的研究前沿,通过研究范式变革、人工智能和多同位素等多学科新方法技术融合,指明了微生物等多因素驱动新机制以及构建流域动态系统模型等新方向,最终为深刻理解表层地球系统层圈作用的运行机制和人类可持续发展提供科学基础。 展开更多
关键词 表层地球系统 流域 生物地球化学 层圈相互作用 全球变化
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海洋暗光层颗粒附着微生物的群落演替和生态功能
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作者 荆红梅 刘皓 +1 位作者 张玥 刘红斌 《河南师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第5期126-133,共8页
暗光层是各类元素到达更深水域或海底的必经通道,是海洋对颗粒有机物(particulate organic matter,POM)进行显著降解和生物利用的水层.微生物参与了暗光层中有机物的迁移转化过程,但对其群落演替和代谢活性知之甚少.研究总结了暗光层的... 暗光层是各类元素到达更深水域或海底的必经通道,是海洋对颗粒有机物(particulate organic matter,POM)进行显著降解和生物利用的水层.微生物参与了暗光层中有机物的迁移转化过程,但对其群落演替和代谢活性知之甚少.研究总结了暗光层的环境特征及相关微生物类群的结构和功能,并结合不同海域暗光层上下界面垂直水层中的颗粒附着微生物的群落演替、碳源利用及潜在的生态功能,来解析微生物在暗光层中的空间动态变化,并反映该生态位中微生物对碳源的选择偏好.在未来全球变暖与海洋生物泵作用相对增强的背景下.今后的研究更需聚焦暗光层中的微生物类群,并统一POM粒级划分标准,来阐明暗光层中微型碳泵和深海碳沉降的调控及贡献. 展开更多
关键词 暗光层 颗粒有机物 群落演替 碳源利用 生态功能
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海洋涩度函数的研究及应用进展
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作者 周生启 朱明权 +3 位作者 王岩 郭双喜 黄鹏起 鲁远征 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2461-2469,共9页
在海洋中,涩度作为一个热力学参量,具有被动和示踪的性能,表示海水发生了温盐变化,但密度却没能显示的信息.相比于温度-盐度组合,密度-涩度组合在描述海洋动力过程和水团特性更为方便.通过结合涩度已有的理论框架和它在海洋研究中的应... 在海洋中,涩度作为一个热力学参量,具有被动和示踪的性能,表示海水发生了温盐变化,但密度却没能显示的信息.相比于温度-盐度组合,密度-涩度组合在描述海洋动力过程和水团特性更为方便.通过结合涩度已有的理论框架和它在海洋研究中的应用情况,针对如下要点进行了回顾和总结:(a)引入涩度概念的缘由,不同的涩度函数定义和存在的争议;(b)涩度在大洋水团分析中有广泛的应用,可作为研究海洋动力学和环流的示踪参量,用于分析大气对海洋的能量注入,温盐结构,水团入侵和生物迁移等.以期进一步推动涩度动力学研究和拓展涩度在海洋不同领域中的应用. 展开更多
关键词 涩度 海洋热力学 水团分析 多尺度运动过程
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南海北部海马冷泉碳酸盐岩地球化学组成特征及地质意义
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作者 曹荆亚 刘鑫 +6 位作者 杨胜雄 冯俊熙 周军明 李沅衡 胡广 田冬梅 邓雨恬 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3408-3417,共10页
稀土元素和Nd同位素组成是示踪冷泉碳酸盐岩形成环境以及流体来源的重要工具。本研究对采集于南海北部琼东南盆地海马冷泉区两个站点的筒状和含贝壳冷泉碳酸盐岩展开一系列元素和Nd同位素组成研究。筒状冷泉碳酸盐岩和含贝壳冷泉碳酸盐... 稀土元素和Nd同位素组成是示踪冷泉碳酸盐岩形成环境以及流体来源的重要工具。本研究对采集于南海北部琼东南盆地海马冷泉区两个站点的筒状和含贝壳冷泉碳酸盐岩展开一系列元素和Nd同位素组成研究。筒状冷泉碳酸盐岩和含贝壳冷泉碳酸盐岩的Sr/Ca比值分别为0.01~0.02和0.01~0.03,而Mg/Ca比值分别为0.03~0.09和0.01~0.10,指示两种类型的冷泉碳酸盐岩中碳酸盐矿物分别以文石和高镁方解石为主,其中前者指示了较高通量甲烷渗漏和较高沉淀速率的形成环境。两种类型冷泉碳酸盐岩具有相似的稀土元素总量(ΣREE),分别为36.9×10^(-6)~41.8×10^(-6)和36.0×10^(-6)~53.5×10^(-6),且均以富集轻稀土元素(LREE)和亏损重稀土元素(HREE)(LREE/HREE分别为11.2~11.6和10.0~11.4)为特征,二者均无明显的铕异常(δEu分别为1.03~1.05和1.00~1.03)和铈异常(δCe分别为0.97~0.98和0.92~1.01),指示其应形成于缺氧环境。筒状冷泉碳酸盐岩和含贝壳冷泉碳酸盐岩均具有相对较低的143Nd/144Nd同位素比值(分别为0.512066~0.512096和0.512059~0.512087),计算得到εNd值分别为-10.8~-10.6和-11.3~-10.7,且εNd和1/Nd具有明显的负相关性,指示形成两种类型冷泉碳酸盐岩的流体中Nd可能是混合来源,其中绝大部分Nd来源于海水和沉积物的水岩反应释放出的富集143Nd流体。 展开更多
关键词 稀土元素 ND同位素 氧化还原条件 冷泉碳酸盐岩 海马冷泉
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中国亚热带-热带3个海区微型鞭毛虫群落优势种和稀有种的分布特征和建群机制 被引量:3
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作者 郭馨 林晓晴 +5 位作者 郑欣怡 刘强 黄成 逄萌雯 陈星星 黄凌风 《应用海洋学学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期356-374,共19页
海洋微型鞭毛虫是海洋微型真核浮游生物中非常重要的一大类群,在构成和维持海洋生态系统的结构和功能中扮演着重要角色。微生物群落通常由少数优势种和大量稀有种组成,这种分布模式在海洋微型鞭毛虫群落中也极为常见,并且二者的内在特... 海洋微型鞭毛虫是海洋微型真核浮游生物中非常重要的一大类群,在构成和维持海洋生态系统的结构和功能中扮演着重要角色。微生物群落通常由少数优势种和大量稀有种组成,这种分布模式在海洋微型鞭毛虫群落中也极为常见,并且二者的内在特征可能对群落生物地理分布格局以及生态系统功能产生不同影响。然而在多数研究中并未将两种不同亚群落进行区分,对二者的分布特征、对环境和空间因子的响应以及在总体群落中的生态地位等的认识十分有限。本研究利用高通量测序技术,调查了中国近海亚热带-热带3个自然海区微型鞭毛虫群落中优势种和稀有种的分布特征,并探讨了环境因子和空间因子与不同亚群落之间的关系,利用中性模型揭示了中性过程在群落构建中的作用,最后通过共现网络分析解析了两种不同亚群落在总体群落中的生态地位。结果表明:3个海区微型鞭毛虫群落中的优势类群和稀有类群在多样性和物种组成上具有不同的特征,表现出一定的生物地理分布格局;这与它们受到不同程度环境因子和空间因子的驱动作用有关;中性模型的结果体现了随机过程在两种亚群落中的重要作用;最后,共现网络关系反映出不同丰富程度的生态类群具有重叠但又相异的生态位,从而在同一环境中形成物种的共存,维持了群落结构的稳定,而稀有类群以较高的连接度和更高比例的关键种数目,在网络关系中起到重要的连接作用。本研究初步揭示了中国近海微型鞭毛虫优势种和稀有种的分布特征和建群机制,为深入认识海洋微型鞭毛虫的群落结构、分布格局以及影响其群落构建的生态过程提供理论依据。 展开更多
关键词 海洋生物学 微型鞭毛虫 优势种 稀有种 高通量测序
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夏季珠江口冲淡水对氨氧化古菌的空间演替及分布规律的影响
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作者 荆红梅 周鹏 +2 位作者 张玥 刘皓 刘红斌 《河南师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2023年第3期22-31,共10页
氮在海洋生物地球化学循环中起着重要的作用,通常能限制海洋生物的生产力.硝化反应是氮循环的核心环节,且氨氧化反应是硝化作用的限速步骤,再加上氨氧化古菌(Ammonia Oxidizing Archaea,AOA)是氨氧化反应的主力军,因此海洋氨氧化古菌成... 氮在海洋生物地球化学循环中起着重要的作用,通常能限制海洋生物的生产力.硝化反应是氮循环的核心环节,且氨氧化反应是硝化作用的限速步骤,再加上氨氧化古菌(Ammonia Oxidizing Archaea,AOA)是氨氧化反应的主力军,因此海洋氨氧化古菌成了研究热点.通过对夏季珠江口的不同深度水体进行研究,以氨氧化古菌的功能基因氨单加氧酶(amoA)作为分子标记,运用454高通量测序技术和定量PCR在DNA和cDNA水平上来分析氨氧化古菌的群落结构组成、多样性和基因丰度分布特征.结果表明,夏季珠江口的淡水来源站位(A2B)有着最高的氨氧化古菌群落多样性,但丰度最低;自由生活型的氨氧化古菌丰度是附着生活型的10~1000倍,这可能是氨氧化古菌的主要生存策略;盐度是影响夏季珠江口氨氧化古菌群落结构组成的主要环境因子,而其amoA基因丰度与环境因子之间没有显著性差异;表层和底层AOA群落之间的差异较自由生活的与附着的群落之间更为明显.研究表明在cDNA水平上对功能微生物类群进行探究的必要性,有助于增进水体氨氧化古菌群落响应环境变迁的认识. 展开更多
关键词 氨氧化古菌 AMOA基因 珠江口 16S rRNA
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