湖泊体系中长链烯酮研究进展

长链烯酮不饱和度(U37k?)作为定量反映古温度变化的重要替代指标, 已在海洋中得到广泛应用, 但在湖泊中长链烯酮不饱和度与温度的关系及其母源研究则很少。课题组研究了中国不同气候带、不同水化学环境湖泊表层沉积物中长链烯酮, 发现多数湖泊中存在2~4个不饱和键的长链烯酮, 首次报道硫酸盐型湖泊中存在长链烯酮, 总结了湖泊中长链烯酮的分布模式, 探讨了分布模式与环境、母源的关系。研究了湖泊长链烯酮不饱和度与温度的关系, 发现湖泊长链烯酮不饱和度与年均气温和春秋季节温度高度相关, 建立了中国湖泊表层沉积物中长链烯酮不饱和度与温度的经验函数关系, 结合文献中发表的数据, 建立了从热带的北缘湖光岩玛珥湖到北极的格陵兰的湖泊沉积物中长链烯酮不饱和度与温度的经验函数关系: U37k? = 0.031? T + 0.094 (n=76, r2 = 0.67)。首次发现并成功分离出湖泊中长链烯酮母源等鞭金藻Chrysotila lamellosa, 通过单藻种控温培养, 建立长链烯酮不饱和度与水温关系方程, 实验室培养公式与经验公式斜率一致, 验证了长链烯酮不饱和度温标, 表明长链烯酮是可靠的陆地温标。     

长链烯酮在古大气二氧化碳分压重建的应用

大气二氧化碳浓度的变化与全球冰盖变化、温度、海平面变化密切相关,了解过去大气二氧化碳浓度的变化及对二氧化碳与气候之间关系的研究,是预测未来气候变化的重要手段。长链烯酮碳同位素是重建古大气二氧化碳分压(p CO2)的重要指标之一,广泛应用于新生代以来大气二氧化碳的重建。对长链烯酮重建大气二氧化碳的方法进行了综述,介绍了颗石藻长链烯酮的地球化学性质,回顾了二氧化碳被动扩散模型的发展、长链烯酮重建二氧化碳的指标的发展及其不确定性,颗石藻的碳浓缩机制以及新生代以来长链烯酮重建大气二氧化碳的地质记录。     

南海长链烯酮化合物的检测及U37^k值的应用

首次系统地在南海大面积站位中检测出长链烯酮化合物。通过长链烯酮指标Ｕ３７ｋ与实测表层海水温度（ＳＳＴ）的对比研究,发现海洋沉积物样品在室温下长期（１７ａ）密封保存,长链烯酮指标Ｕ３７ｋ值无明显变化。Ｕ３７ｋ值在南海海区指示的表层海水温度与季节有关,主要反映秋、冬两季,即１０月至次年３月间的ＳＳＴ。     

示踪全球环境变化的微生物代用指标

文章详细总结了示踪全球环境变化的一系列微生物替代指标。重建古温度的定量指标包括藻类长链烯酮的U、古菌甘油二烷基甘油四醚化合物(GDGTs)的TEX_(86)指标、细菌GDGTs的甲基化指数(MBT)与环化指数(CBT)的组合。古温度的定性指标有脂类单体的氢同位素组成、不饱和脂肪酸的相对含量、有孔虫和硅藻的组合及其生物体的同位素组成和微量元素比值。重建古水文的指标包括有壳变形虫组合、细菌GDGTs的环化指数CBT、细菌和古菌GDGTs的陆源输入指数BIT、古菌和细菌GDGTs的相对丰度R、直链脂肪族化合物的碳优势指数CPI、好氧与厌氧微生物的丰度。古大气CO_2分压的估算可采用藻类长链烯酮的碳同位素组成、有孔虫的硼同位素组成。认为这些微生物指标在古环境重建中潜力巨大,并对一些重要微生物指标的应用原理和限定条件进行了分析。有些指标因受多种环境因子和成岩作用的影响,在应用中需特别的注意,不能无限夸大其应用领域。     

湛江湖光岩玛珥湖中长链烷基二醇类化合物的检出及可能的环境意义

通过对湛江湖光岩玛珥湖现代环境介质(水体和表层沉积物)中的长链烷基二醇类化合物的定性和定量分析,检测出了一系列的长链烷基二醇化合物,包括1,13-C28、1,13-C30、1,14-C30、1,15-C30和1,15-C32.表层水体中1,14-C30相对含量最高,中层水体中1,15-C30相对含量最高,而底层水体中1,13-C30相对含量最高.推测1,14-C30主要来源于硅藻,但也不排除异鞭藻来源.1,13-C28可能同时具有黄绿藻和硅藻来源.1,13-C30、1,15-C30和1,15-C32长链化合物主要来源于黄绿藻(Eustigmatophytes),但也存在其他藻类来源.表层沉积物中长链烷基二醇化合物的分布与中层水体颗粒物各二醇类化合物的分布相似,表明湖光岩玛珥湖沉积物中长链烷基二醇类化合物主要来源于浮游藻类.湖泊水体颗粒物中二醇指数(DIX)同实测的湖泊水体温度具有很强的线性相关性,而表层沉积物中DIX一致,表明湖光岩玛珥湖中二醇指数能够用来作为水体温度的替代性指标.此研究结果为长链烷基二醇类化合物在湖泊古环境重建应用中提供了现代过程证据.     

海洋藻类生物标志物单体氢同位素与表层海水盐度关系研究进展与启示

生物标志物稳定氢同位素组成包含了重要的环境信息,以长链烯酮、甲藻甾醇和中链脂肪酸为代表的生物标志物氢同位素δD值以及氢同位素分馏被越来越多地应用到古海洋盐度重建的工作中。近20年的研究表明,海洋藻类生物标志物δD值受到诸多因素控制,如盐度、种属、温度和光照等。重点介绍表层海水盐度对海洋藻类脂质δD值的影响,通过汇总培养实验以及实地研究中的藻类生标δD值与盐度的关系,以及已有的藻类生标δD值重建古盐度的应用,提出使用该方法重建古表层海水盐度时存在的问题和需要关注的重点。希望通过研究可以更好地理解藻类生标δD值的应用潜力,为生标单体氢同位素研究提供更准确详尽的信息。     

高压气相色谱法快速测定痕量长链烯酮

建立了高压气相色谱快速分析痕量长链烯酮的分析方法。选用快速分离色谱柱,对进样口压力、柱温箱程序升温速率进行优化,选择最佳的分析条件,使被测组分C37:2、C37:3和C37:4长链烯酮达到基线分离,仪器分析周期减少至40 min。方法精密度(RSD,n=13)各长链烯酮均小于4%,检出限为10 ng/mL。     

U37K与海水表层温度

Ｕ₃₇^Ｋ是指少数藻类生物所特有的一种分子化合物（长链不饱和酮）的不饱和指数。在现代海洋沉积物中，Ｕ₃₇^Ｋ与浮游有孔虫的¹⁸Ｏ值具有很好的相关性。在实验室培养的藻类生物体中、海洋悬浮颗粒物及海洋沉积柱样的表层样中均检测出长链不饱和酮，其Ｕ₃₇^Ｋ与生物生长环境的海水表层温度具有很好的线性关系。因此，在古气候研究中，Ｕ₃₇^Ｋ可作为一种有效的古温度指标，且在古气候研究中已得到应用。主要介绍了Ｕ₃₇^Ｋ作为海水表层温度指标的原理、定量公式及其研究现状和存在的问题。     

古海洋、古气候研究的新工具

“分子温度计”是通过有机地球化学方法获得的沉积物中烯酮化合物的相对丰度来估算古海水表面温度的。烯酮化合物的不饱和度（Ｕｋ３７）与其生物母源Ｅｍｉｌｉａｎｉａｈｕｘｌｅｙｉ的生长温度密切相关，同时这种信息不受有机质溶解与成岩作用影响，而能较完整地保存于海洋沉积物中，因而通过它能很好地反映古海洋与古气候的演变。这种方法不受盐度、上升流与极地冰盖变化等因素影响，尤其适用于碳酸盐贫乏海区的古海洋与古气候研究     

青海湖沉积物中的长链不饱和脂肪酮（长链烯酮）

在青海湖沉积物中检出了含有２～４个双键的长链（Ｃ₃₇－Ｃ₄₀）甲基和乙基脂肪酮。这是世界沉积于碱性环境和各种不同盐度条件下（耳海，淡水；青海湖，半咸水；尕海，咸水）的近代湖泊沉积物中的长链不饱和脂肪酮的首次详细报导。许多地球化学家广泛用这些化合物经过计算公式来估算海洋沉积物的古温度。如果对这些化合物估算海洋沉积物古温度的计算公式进行适当校正，那么也可用这些化合物来推知湖泊沉积物的古温度。     

古温度定量重建的良好代用指标———湖泊沉积摇蚊化石记录研究进展

（双翅目）摇蚊科昆虫对环境因子的变化相当敏感，其水生幼虫的头囊能保存于湖相沉积物中，在国际古湖泊和古环境研究中常被用作一种环境替代指标。因为不同种属的摇蚊对环境因子的最适值和耐受范围有较大差异，所以利用湖相沉积物中的摇蚊化石组合面貌的变化可达到古环境的定量重建。在欧洲和北美进行的许多研究已证实摇蚊是古温度的有效指示器，重建夏季温度相对准确可靠，比其它气候变化代用指标有优势，很可能成为国际上古气温重建所使用的首要生物代用指标。截止目前，该领域研究在国内尚未开展，我国湖泊众多，利用摇蚊研究古温度记录潜力巨大。     

5万年来杭州地区同位素古温度与海平面变化的研究

用稳定同位素地球化学古温度测定方法，对杭州地区临安瑞晶洞穴石笋的同位素古温度进行了研究，获得距今5-1万a间该区的古气候变化的记录，并与杭州湾海平面变化曲线进行了对比。     

钻孔温度恢复及平衡态温度确定

多年冻土温度场在气候变化研究重要意义，因为多年冻土具有记忆古温度场的能力。钻探过程对冻土原状温度具有深刻影响，深钻孔在几个内难以恢复到天然状态。热扩散理论表明，５０年后钻孔温度才能恢复至平衡状态。控制钻孔温度恢复的对数方程为求得冻土平衡态温度场提供了有效手段。     

运用生物标志物重建古盐度的研究进展

在古海洋、古环境研究领域,水体盐度重建是长期以来亟待解决的难题。在无机地球化学作为古盐度计应用日趋成熟的同时,有机地球化学指标为解决该问题提供了不同的思路和观点。经过数十年来的大量生物培养实验和环境研究,基于C_37:4烯酮的质量分数、古菌膜脂的ACE（archaeol and caldarchaeol ecometric）指数、长链二醇的醇指数指标（diolindex,DI）和脂类氢同位素组成等都被证明与水体盐度有相当密切的联系,可以将它们作为指示区域水体古盐度变化的参考证据。需要指出的是,由于对这些生物标志物的生物来源和合成过程了解的局限性以及其他环境因素的影响,本研究也讨论了在具体应用时需要考虑的适用范围及区域校正问题。     

古温度估算问题

本文对古温度估算问题进行论证和讨论，给出了利用古今生态习性类似植被来估算古温度的计算公式，指出了估算温度时所应考虑的影响因素，特别是要考虑地壳升降幅度问题。     

长链烷基二醇在海洋环境重建中的研究进展

长链烷基二醇类化合物(Long-chain alkyl diols)是指在碳链的1号位置和链中位置连接有羟基基团的类脂化合物,普遍存在于海洋、河流和湖泊环境中。由于这类化合物分布广泛、性质稳定不易降解、且检测手段较为简单,因此具有作为生物标志物的潜力,在生物地球化学领域引起了广泛的研究和关注。关于其生物来源尚未有定论,但是研究发现1,13-diols和1,15-diols可能主要来自真眼点藻,而14-diols主要来自硅藻Proboscia。目前根据长链烷基二醇建立的指标包括:硅藻生产力、上升流强度、盐度、温度、河流输入和表层海水营养盐浓度等,对古环境气候的重建有着重要的意义。归纳总结了目前长链烷基二醇指标的研究和应用进展,这有助于未来我国边缘海长链烷基二醇来源以及二醇指标的深入研究。     

湖相沉积物有机地球化学在古环境研究中的应用

湖相沉积物中的有机质蕴含着丰富的地球化学信息,是古环境研究中必要的基础资料之一。文章综述了近年来湖相沉积物有机地球化学在古环境研究中的应用,结果表明:1在应用有机地球化学信息探讨古环境时,首先要根据有机质组成特征区分其来源,不同来源的有机质,其地球化学特征存在差异;2有机质碳同位素(δ13Corg)是研究古气候变化的常用指标,在区分暖湿、暖干、冷湿、冷干气候类型时需结合沉积物中总有机质丰度(TOC)、总有机氮丰度(TN)、自生碳酸盐氧同位素(δ18O)等资料;3脂肪酸不饱和度可作为恢复古环境温度的定性指标,UK37和UK37'在定量恢复古湖水表层温度中有较好的应用效果,TEX86有望应用在古湖水表层温度的重建;4生物标志化合物可较好地区分沉积物中有机质的来源、沉积水体的盐度及氧化还原性。可见,有机地球化学是研究古环境常用且有效的技术手段,多项有机地球化学参数相互验证能够更精确地重建古环境并预测其演化趋势。     

距今8—5万年间北京地区石笋同位素古温度与海平面变化探索

用ＭＡＴ－２５１型同位素气体质谱仪对北京周口店洞穴石笋进行δ＾１８Ｏ、δ＾１３Ｃ、δＤ的稳定同位素的测定,并用α谱仪对石笋进行了铀系不平衡年龄测定。用同位素古温度测温法计算出不同地质年龄的古温度,得出距今８￣５万年产间该地区古温度的演化规律,并与同期渤海的海平央变化曲线进行对比,发现它们的海平面与古温度变化曲线十分一致,说明该地区８￣５万年间海平面的变化主要是由古温度的变化引起的。     

白垩纪陆相红层及其古温度的氧同位素重建方法探讨

介绍了白垩纪陆相红层研究的现状及前景,特别是其在白垩纪陆相古气候恢复方面所具有的重要意义,并介绍了氧同位素测温方法的一般原理.在白垩系陆相红层古温度恢复过程中可能普遍使用两种载体：碳酸盐岩及三价铁氧化物.陆相红层古温度重建对于理解陆相古气候、陆相红层的形成机制、重大地质事件以及“温室气候"具有十分重要的科学意义.     

同位素古温度与海平面变化的关系初探

用稳定同位素地球化学古温度的测定方法对北京周口店石笋进行氧、碳同位素测定，获得的古温度与年龄值与同期的海平面变化进行比较，表明古温度的变化与海平面变化密切相关。