1名称中文南大洋生物地球化学研究

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1、1名称（中文）：南大洋碳硅的生物地球化学研究名称（英文）：BiogeochemicalresearchofcarbonandsiliconintheSouthernOcean项目名称：南大洋碳循环与气候变化研究所属学科：海洋化学所在队次：中国第24次南极科学考察观测平台：雪龙船考察类型：随船2.考察背景、目的和意义近年来，地球作为一个系统越来越受到人们的重视，南北极地区由于其自身独特的自然环境在地球系统中占据重要的位置。研究表明极区海洋生态系统呈现出的显著性季节变化，会对地球大气和海洋环境产生重要影响，从而影响整个地球气候系统。其中占全球大洋面

2、积20%的南大洋不仅是全球生命支持系统的重要组成部分，更重要的是，该系统在全球生物地球化学循环尤其是CO2的循环中具有其他地区不可替代的重要作用与地位。这主要是因为第一，南大洋海区是地球上最大的冷水团源地，使其成为世界各大洋的中层水团和深层水团的主要源地，其微小的变化都会影响着全球的大洋环流；其次，南大洋海区还是大气、海冰、海洋和生物相互作用的一个综合系统，对环境变化具有极高的敏感性和放大作用。了解碳在南大洋海域各界面的生物地球化学通量，建立南大洋海区碳通量和碳循环模型，对于确定南大洋在全球变化中的地位和作用具有重要的意义与作用。到目前为止我国

3、已经开展了23次南极科学考察，考察期间，在南大洋开展了碳循环及海洋生物地球化学过程研究，并且在南极普里兹湾进行了长期连续的专题考察，为了解南大洋的碳循环过程奠定了较好的基础。3.实施计划具体内容、方法和手段及支持条件(1)具体内容南大洋生物地球化学研究的主要任务主要是回答极区生态系统碳的汇/源时空格局形成的生物地球化学机制、碳循环的调控机理和碳循环生物地球化学过程，对气候变化的响应和适应机制等科学问题。主要的考察内容包括：1）研究海域海水化学特征；2）营养盐动力学与生物泵过程；3）有机碳、颗粒硅的生产及迁移转化；4）海水—沉积物界面的物质循环与

4、交换过程；(2)方法和手段：为完成以上研究内容，则需要以海洋上层水体以及底部界面为重点，以海水、颗粒物、沉积物为研究对象，通过现场化学要素调查、受控实验等手段，采用海洋化学、生物、沉积学综合的研究方法，研究南大洋碳、硅循环关键过程。(3)工作计划：1）按照实际航线采集走航表层海水样品；2）海水化学采样：测区站位采集营养盐、溶解氧、颗粒有机碳、溶解有机碳、颗粒硅，叶绿素a，微量元素等样品，确定南大洋典型海域上层营养盐循环以及碳硅等生源要素的主要分布特征，普里兹湾站位采样层次根据现场CTD数据而定；3）普里兹湾断面所有站位采集表层浮游植物细胞丰度水

5、样，以及200m内浮游植物颗粒物垂直拖网样品，在现场条件允许的情况下选取若干站位进行浮游植物降解模拟实验；4）底部过程：沉积物样品采集包括普里兹湾海域断面中分别处于陆架、陆坡、湾外开阔海域的站位，以及冰架外缘断面的若干站位。同时在长城湾、中山站、戴维斯站临近海域分别采集沉积物样品。现场分割沉积物样品。在现场条件允许的情况下选取部分样品进行沉积界面通量观测实验。5）采水作业、水样分配方案及其他作业方案表1海水化学水样方案分析项目站次水量海水样品站位所有层次1.5升颗粒物样品1站位所有层次3.0升颗粒物样品2站位所有层次3.0升共计7.5升表2生物

6、取样计划分析项目站次浮游植物垂直拖网站位200m内表层浮游植物所有站位表层水样表3后甲板作业计划作业内容站次多管取样预定四条普里兹湾断面（每个断面3-4个站位），IS断面（4-5个）站位，长城湾、戴维斯站等锚地重力柱取样预定四条普里兹湾断面（每个断面3-4个站位），IS断面（4-5个）站位，长城湾、戴维斯站等锚地箱式取样采集表层沉积物样品(4)交通运输：汽车(5)作业设备：营养盐过滤装置、有机碳和颗粒硅过滤装置、chla过滤装置、浮游植物拖网、DO测定装置、浮游植物降解培养桶、培养箱、多管沉积物取样器、重力柱沉积物取样器、箱式沉积物采集器、沉积

7、物现场分割和处理装置、高速离心机、样品保存冰柜等。(6)作业要求：1）化学实验室：海水化学样品过滤，分析等操作；2）低温实验室：浮游植物降解培养实验，沉积物扩散通量模拟实验；3）后甲板：地质绞车；4）后甲板实验室：沉积物现场分割处理；5）冷藏冷冻冰箱：样品保存；6）柱状沉积物的采集处理作业需要多名人员合作，在人员安排上请给予一定的支持。4.其它说明考察类别：走航观测,站位观测日期范围：2007-10-30至2008-04-15