青藏高原东北部青海湖距今12 ka以来的四醚指标BIT记录: 对古环境重建的启示

早期的研究认为湖泊沉积物中的支链GDGTs(bGDGTs)主要来自陆地土壤细菌, 而奇古菌醇由水生奇古菌产生, 因此湖泊中表示bGDGTs与奇古菌醇比值的BIT指标可用于衡量陆源有机质的输入程度. 然而越来越多的研究表明, 湖泊环境中普遍存在着自生的bGDGTs, 这样, 湖泊沉积物中的BIT指标可能不能用来指示陆源物质输入. 尽管如此, 最近对非洲Challa湖的研究表明BIT仍可作为一个有效的古水文指标, 但是在不同的湖泊中BIT对古水文变化的响应可能有所不同. 本文调查了距今12 ka以来青海湖沉积物中的BIT及其相关GDGTs含量的变化. 结合已发表的表层样品数据发现, 青海湖沉积物中BIT的变化主要反映了奇古菌醇含量的变化, 而不是细菌bGDGTs含量的变化. 在青海湖中, 由于奇古菌醇含量与水深正相关, 因此BIT与水深负相关.这与Challa湖BIT与湖面或降雨正相关的情况相反, 表明不同湖泊中BIT对水文变化的响应有所差异. 因而在应用BIT重建特定湖泊古水文变化时, 需要先确定控制其沉积物BIT值的主要因素.</p

青海湖钻孔沉积物中的羟基甘油二烷基甘油四醚类化合物及其环境意义

来源于古菌细胞膜脂的类异戊二烯甘油二烷基甘油四醚类化合物(isoGDGTs)是古环境重建的有力工具。最近的研究发现,自然环境中还存在着一类isoGDGTs烷基长链上含有羟基的OH-GDGTs,其相对含量与温度负相关,具有示踪古温度的潜力。然而,目前湖相环境中关于OH-GDGTs的研究还很少。我们通过高效液相色谱-大气压化学电离-质谱分析,在青海湖8ka以来沉积物中检测到了 OH-GDGTs的存在,其含量(相对含量%OH-GDGTs及浓度)与奇古菌特征标志物crenarchaeol相对含量和奇古菌基因丰度一致,表明青海湖中的 OH-GDGTs可能主要来源于奇古菌。进一步与湖泊水位指标对比显示,青海湖中%OH-GDGTs的变化可能主要反映了湖水深度变化导致的古菌群落的变化。因此,认为湖泊沉积物中的OH-GDGTs可指示古水文条件变化。</p

支链四醚膜脂在中国土壤中的分布: 对MBT/CBT指标作为古环境指标可靠性的评估

土壤环境中广泛存在的支链甘油二烷基甘油四醚脂化合物(brGDGTs), 为古气候与古环境重建研究提供了新的指标. brGDGTs 的甲基化指数与环化指数分别用MBT和CBT 表示, 被认为主要受到年平均大气温度(MAAT)和土壤pH 的控制. 然而在综合不同环境样品的条件下, brGDGTs 指标重建的温度和土壤pH 与真实值之间存在着较大的偏差. 本文报道了分别代表湿润气候(西双版纳、广州、上海)、半干旱气候(东营)以及干旱气候(兰州、青藏高原)环境下超过300个土壤样品中brGDGTs 化合物随中国气候带的变化特征. 总体数据表明, 在湿润与非碱性环境下MBT/CBT 指标重建的温度与真实温度的吻合比干旱/半干旱(MAP&lt;500mm/a)及碱性环境下(pH&gt;7.0~7.5)表现得更好. 同样地, CBT 指标在湿润与非碱性环境中可以较好地反映土壤pH 的变化. 与此相反的是, 在干旱/半干旱与碱性环境下, CBT 指标与pH 之间趋于正相关关系. 本文的结果表明了土壤pH、年均大气温度及降水量是控制brGDGTs 在不同气候带分布的主要环境因素, 并且土壤电导率、总有机碳、总有机氮与含水率在区域环境中同样起着重要作用. 通过在CBT 指标计算中去除brGDGT-II 化合物得到了一个新的CBT 指标.该指标可以提供更准确的pH 估算, 特别是在干旱/半干旱与碱性环境下. 本文大量的中国土壤数据表明 brGDGTs 指标恢复的陆地大气温度与真实值之间可能存在较大偏差, 因此在应用这一指标重建古气候或古环境时应相当谨慎.</p