Marked Seasonal Changes in the Microbial Production, Community Composition, and Biogeochemistry of Glacial Snowpack Ecosystems in the Maritime Antarctic
Marked Seasonal Changes in the Microbial Production, Community Composition, and Biogeochemistry of Glacial Snowpack Ecosystems in the Maritime Antarctic
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南极海域冰川积雪生态系统微生物生产、群落组成和生物地球化学的明显季节变化
DOI：
10.1029/2020jg005706
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
4.9
通讯作者：
Hodson A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hodson A
我们描述了在寒冷的夏季在南极海洋两个冰川积雪的地球化学，微生物群落和生态系统生产的季节性变化。频繁的降雪和低，间歇性融化的冰川抑制表面光合作用，促进净异养。因此，自养细胞（藻类和蓝细菌）的浓度很低（平均：150-500个细胞mL−1），在初夏，初级生产的短期估计几乎可以忽略不计（<0.1 μg C L−1d−1）。然而，叶绿素浓度的数量级增加发生在晚些时候，特别是在中间积雪和冰层下面。短期内初级生产增加到约。1 μg C L−1d− 1，在接近活跃企鹅群的中雪层中达到53.1 μg C L−1d− 1。然而，雪中的细菌明显多于自养生物（通常为103 cells mL−1，但在企鹅群附近的基底冰中> 104 cells mL− 1）。细菌与自养生物的比例在整个夏季也有所增加，短期细菌生产率（0.2-2000 μg C L−1d−1）通常超过初级生产率，特别是在基础冰（10-1400 μg C L−1d−1）中。基冰代表了最少的多样性，但最具生产力的栖息地，一个显着的特点是它的低pH值（下降到3.3）。此外，随着夏季的进行，所有覆盖的积雪都变得越来越酸，这是由于企鹅聚居地湿鸟粪的排放量增加。这项研究表明，即使南极夏季的融雪是间歇性的，也可以预期活跃的微生物群落。
We describe seasonal changes in the biogeochemistry, microbial community and ecosystem production of two glacial snowpacks in the maritime Antarctic during a cold summer. Frequent snowfall and low, intermittent melt on the glaciers suppressed surface photosynthesis and promoted net heterotrophy. Concentrations of autotrophic cells (algae and cyanobacteria) were therefore low (average: 150–500 cells mL−1), and short‐term estimates of primary production were almost negligible in early summer (<0.1 μg C L−1d−1). However, order of magnitude increases in Chlorophyllaconcentrations occurred later, especially within the mid‐snowpack and ice layers below. Short‐term primary production increased to ca. 1 μg C L−1d−1in mid‐summer, and reached 53.1 μg C L−1d−1in a mid‐snow layer close to an active penguin colony. However, there were significantly more bacteria than autotrophs in the snow (typically 103cells mL−1, but >104cells mL−1in basal ice near the penguin colony). The ratio of bacteria to autotrophs also increased throughout the summer, and short‐term bacterial production rates (0.2–2000 μg C L−1d−1) usually exceeded primary production, especially in basal ice (10–1400 μg C L−1d−1). The basal ice represented the least diverse but most productive habitat, and a striking feature was its low pH (down to 3.3). Furthermore, all of the overlying snow cover became increasingly acidic as the summer season progressed, which is attributed to enhanced emissions from wet guano in the penguin colony. The study demonstrates that active microbial communities can be expected, even when snowmelt is intermittent in the Antarctic summer.
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