长链烯酮及Uk37值在北极海洋古温度的应用研究

在北极楚科奇海和白令海表层沉积物中检出长链烯酮化合物,研究结果表明楚科奇海和白令海沉积物中长链烯酮以G37:3甲基酮占优势,C37～C39不饱和烯酮丰度变化顺序为C37＞C38＞C39.根据∑C37/∑C38比值,所检出的长链烯酮母质生物主要是颗石藻(Emiliania huxleyi).应用Uk37和Uk37标准校正关系式估算了表层海水古温度,其中Uk37估算值为4.147～5.706℃(平均为5.092℃).     

长链烯酮及U_(37)~k值在北极海洋古温度的应用研究

在北极楚科奇海和白令海表层沉积物中检出长链烯酮化合物 ,研究结果表明楚科奇海和白令海沉积物中长链烯酮以C37∶3甲基酮占优势 ,C37～C39不饱和烯酮丰度变化顺序为C37>C38>C39.根据∑C37/∑C38比值 ,所检出的长链烯酮母质生物主要是颗石藻 (Emilianiahuxleyi) .应用Uk37和Uk′37标准校正关系式估算了表层海水古温度 ,其中Uk′37估算值为 4.1 47～ 5.70 6℃ (平均为 5.0 92℃ ) .     

南海北部晚第四纪颗石藻生产力变化及其影响因素

通过对南海北部MD05-2904岩心进行有机地球化学分析,以长链不饱和烯酮作为颗石藻生产力的替代性指标,讨论颗石藻生产力的变化及其影响因素。结果显示,260ka以来,颗石藻生产力有着明显的冰期/间冰期变化:冰期高,间冰期低;冰阶高,间冰阶低;在轨道尺度上岁差周期明显,反映出太阳辐射、东亚季风对颗石藻生产力在长期尺度上起调控作用;而由于特殊的地理位置,河流输送的营养盐对本区海洋初级生产力的影响可能也较大;与前人研究结果一致,同时认为,在地质历史上沉积速率变化大的区域,对生物标记物的含量和堆积速率的对比讨论,更有利于反映生产力的变化。     

海洋酸化与磷限制对颗石藻（Emiliania huxleyi）生理特征的耦合效应

颗石藻既通过光合作用合成颗粒有机碳（POC）,又通过钙化作用产生颗粒无机碳（PIC）,对海洋碳循环有重要贡献。虽然已有一些研究报道海洋酸化通常可增加颗石藻细胞POC含量,减少细胞PIC含量,但是这些实验结果大部分是在营养盐浓度充足条件下获得,且较少研究关注营养盐浓度限制和海洋酸化对颗石藻的耦合作用。本文研究了在无机磷浓度限制条件下,赫氏颗石藻（Emiliania huxleyi）的主要生理指标对海洋酸化的响应特征。结果显示,海洋酸化和无机磷浓度限制协同降低了颗石藻的生长速率、相对电子传递速率和光能利用效率。无机磷浓度限制主导增加颗石藻的光合固碳量,并抵消了海洋酸化对细胞PIC含量及PIC/POC比率的负面效应。研究结果表明,无机磷浓度限制改变了颗石藻的两种固碳作用对海洋酸化的响应趋势,暗示在无机磷浓度不同的海域,颗石藻对海洋碳循环的贡献不同。     

南海沉积记录中Uk37指数与颗石藻生长季节对应性的探讨

根据表层沉积物长链不饱和烯酮的不饱和度(Uk37指数)以及现代海洋0～30 m层平均温度(Sea Surface Temperature,SST),探讨在低温和高温海区利用Uk37指数重建上层古温度的合理性.同时,结合文献报道的南海上层水体中颗石藻(E.huxleyi,G.oceanica和G.ericsonii)细胞丰度的季节特征,探讨了沉积记录中Uk37指数与季节的对应性.结果表明:(1)在极端低温和高温海区(-0.6℃和28℃)Uk37指数仍是重建上层水体古温度的良好替代指标;(2)由于南海长链烯酮源生物——颗石藻的主要生长季节为冬季,因此,尽管南海表层沉积物中的Uk37指数与4个季节的SST均显著相关,但沉积记录中的Uk37指数反演的SST可能仅代表冬季上层水体的温度.     

南海沉积记录中U_(37)~k指数与颗石藻生长季节对应性的探讨

根据表层沉积物长链不饱和烯酮的不饱和度(Uk37指数)以及现代海洋0~30 m层平均温度(Sea Surface Temperature,SST),探讨在低温和高温海区利用Uk37指数重建上层古温度的合理性。同时,结合文献报道的南海上层水体中颗石藻(E.huxleyi,G.oceanica和G.ericsonii)细胞丰度的季节特征,探讨了沉积记录中Uk37指数与季节的对应性。结果表明:(1)在极端低温和高温海区(-0.6℃和28℃)Uk37指数仍是重建上层水体古温度的良好替代指标;(2)由于南海长链烯酮源生物——颗石藻的主要生长季节为冬季,因此,尽管南海表层沉积物中的Uk37指数与4个季节的SST均显著相关,但沉积记录中的Uk37指数反演的SST可能仅代表冬季上层水体的温度。     

长链烯酮及U37k值在北极海洋古温度的应用研究

在北极楚科奇海和白令海表层沉积物中检出长链烯酮化合物,研究结果表明楚科奇海和白令海沉积物中长链烯酮以C_37:3甲基酮占优势,C₃₇～C₃₉不饱和烯酮丰度变化顺序为C₃₇>C₃₈>C₃₉.根据∑C₃₇/∑C₃₈比值,所检出的长链烯酮母质生物主要是颗石藻(Emiliania huxleyi).应用U₃₇k和U₃₇k'标准校正关系式估算了表层海水古温度,其中U₃₇k'估算值为4.147～5.706℃(平均为5.092℃).     

南海颗石藻记录对大洋碳同位素低值事件的响应

发生在冰消期时的碳同位素低值事件是晚第四纪以来大洋碳同位素变化的普遍特征。通过对南海北部MD05-2904柱状样(19°27.32′N、116°15.15′E,水深2066m,岩心长度4498cm)930个沉积物样品中颗石藻属种鉴定,发现颗石藻主要属种Florisphaera profunda,Gephyrocapsa oceanica和Emiliania huxleyi相对百分含量与浮游有孔虫碳同位素变化具有相关性。MIS5期以来δ13C值逐渐变重,颗石藻G.oceanica含量增多,下透光带种F.profunda含量逐渐降低,海水初级生产力升高。对应3次δ13C低值期,颗石藻属种含量都发生明显变化,海水初级生产力出现峰值,说明碳同位素低值事件与浮游植物群落和海洋环境变化有密切关系,颗石藻记录能够为研究大洋碳储库的变化提供依据。     

南海西北部沉积物捕获器中颗石藻通量和属种组成变化记录

本文利用沉积物捕获器回收的连续时间序列沉降颗粒物样品,研究了南海西北部海南岸外陆坡外缘海域颗石藻的通量和属种组成变化及其环境意义。研究发现,东亚夏季风引起的海南岸外上升流以及冬季风导致的混合层深度增加都会刺激该区域颗石藻的生长,其中夏季上升流的影响尤为显著。从颗石粒属种组成来看,Florisphaera profunda是南海西北部中深层(1 000m)水体中主要的颗石粒优势种,此外Emiliania huxleyi,Gephyrocapsa oceanica和Gephyrocaps ericsonii等属种含量也颇高。然而在将颗石粒折算成颗石球数量后,Emiliania huxleyi则成为主要优势种。沉积物捕获器中F.profunda的相对百分含量与颗石粒总通量呈显著的负相关,表明F.profunda的相对含量与总的颗石藻生产力有着密切联系。本结果对于利用沉积物中的颗石藻记录,尤其是F.profunda相对含量变化,恢复和重建古海洋环境尤其是古海洋生产力的研究提供了直接的理论证据。     

2008年冬季西太平洋表层海水浮游藻类分布特征——分子有机地球化学研究

通过对西太平洋海区表层海水颗粒物的过滤收集,利用有机地球化学方法,提取了与浮游植物相关的脂类分子,如菜子甾醇、甲藻甾醇、直链烯酮、长链二醇,分别对应于硅藻、甲藻、颗石藻、黄绿藻,分析探讨了以浮游植物生物标志物为基础的海洋生物群落和生物量的变化特征及其影响因素。研究结果表明,利用脂类标志物方法所得生物量与海洋叶绿素分布有较好的对应关系,是一种有效的重建海洋浮游植物生产力与群落结构的方法。该区域浮游植物生物分布呈明显的区域特征,长江河口陆架区域最高,其次为新几内亚群岛东部沿岸区和菲律宾群岛沿岸,而远洋区域最低。造成该结果的主要因素是河流、洋流以及区域地貌、沉积物再悬浮。硅藻由于其对营养物质的竞争优势,丰度普遍较高,其次为甲藻,而颗石藻、黄绿藻含量较低。该研究成果不仅可用于现代海洋生态结构变化的检测,更将为利用脂类分子进行古海洋群落结构的真实重建提供重要的科学依据。     

长链烯酮的组合特征及其对盐度和母源种属指示意义的研究进展

长链烯酮是一类组成丰富且受到广泛研究的生物标志物,已成功应用于古海洋环境重建工作。近来海洋和湖泊的沉积物、颗粒物以及相应的母源藻类培养实验的研究结果都显示,除U■和U■指示温度外,长链烯酮化合物还可用于指示其他生态环境因子的变化。长链烯酮类化合物已经从最初的C_(37)-C_(39)组分扩展至近年来发现的C_(35)-C_(42)的甲基烯酮或乙基烯酮。在此总结了除温度指标外,近年来在海洋和湖泊中发现的长链烯酮的几种组合特征,及其可能发展出的指示环境盐度(%C_(37:4),C_(36:2)乙基烯酮)、母源种属(C_(37)/C_(38)烯酮比值,C_(38)甲基烯酮)变化以及定量区分不同类型定鞭藻合成的长链烯酮(RIK_(37)、RIK_(38Et))的潜在指标。长链烯酮的组合特征和潜在指标研究可为重建长时间尺度海洋和湖泊环境演变提供新的手段,也有助于揭示生态环境变化的机制。     

东海和黄海表层沉积物生物标志物的分布特征及古生态重建潜力

多参数生物标志物法已被广泛用于重建浮游植物生产力和种群结构.但目前还缺乏这一应用的现代证据,尤其是西太平洋边缘海地区.文中作者对东/黄海的表层沉积物中的浮游植物生物标志物的分布进行研究,发现东海表层沉积物中菜子甾醇、甲藻甾醇、长链烯酮的总含量变化范围为357～3 115 ng/g,黄海的总含量变化范围为2 898 ～6 714 ng/g,硅藻、甲藻和颗石藻生物标志物总量基本具有近岸高、离岸低的趋势,与现场调查资料所得到的趋势基本一致.生物标志物比例结果显示在东海的长江口方向离岸越远硅藻相对比例下降,而在长江口以南则是离岸越远硅藻比例升高.在东海和黄海颗石藻所占比例都很低,但是有离岸越远比例升高的趋势.用生物标志物所重建的种群结构的变化趋势与现场调查资料相符,但其绝对值却与现场资料存在差异.本研究为生物标志物重建种群结构提供了现代数据,但是此方法的定量应用还需做进一步的研究.     

海水pH对颗石藻生长以及二甲基硫产生的影响

海洋酸化是目前海洋环境所面临的严峻问题之一,而钙化藻-颗石藻(Emiliania huxleyi)是大洋中二甲基硫(Dimethylsulfide,DMS)产生的主要藻种。本文初步研究了3种海水pH(8.1、7.9、7.7)对颗石藻生长、细胞直径以及DMS/DMSP(Dimethylsulfoniopropionate,二甲基巯基丙酸内盐)产生的影响。研究结果表明3种pH(8.1、7.9、7.7)条件下颗石藻的细胞密度、比生长率没有显著差异,颗石藻培养第10天的扫描电镜细胞形态以及藻细胞直径测定结果显示,pH=7.9和pH=7.7的颗石藻直径比pH=8.1的颗石藻直径显著降低;颗石藻DMS总量、单细胞DMS/单细胞DMSP产量在3种pH(8.1、7.9、7.7)中两两之间没有显著差异;而pH=7.7的DMSP总量显著低于pH=8.1的DMSP总量。Pearson相关分析结果表明,细胞分裂导致3种pH的单细胞DMSP含量与细胞密度、比生长率均呈负相关,3种pH的总DMS/总DMSP含量与细胞密度均呈正相关。CO2浓度升高引起的海洋酸化不仅导致pH降低,而且海水中的碳酸盐体系也会发生变化,因此本实验结果外推到现实环境时还要考虑碳酸盐体系变化对DMS产生的影响。     

早渐新世钙质超微化石演变与营养盐及二氧化碳关系

南海北部早渐新世发生明显的营养供给和二氧化碳浓度的变化，相关地质记录为研究颗石藻的生理机制提供了理想的自然实验室。在本研究中，我们建立了一个新的颗石藻群落演化的指标，定义为E*比值。该比值由富营养属种和中等-贫营养属种的相对丰度计算而得（E^*=e/(e+c)×100，e代表富营养属种，c代表中等-贫营养属种）。其中富营养属种包括小Reticulofenestra， Reticulofenestra lockeri组，Reticulofenestra bisecta组和Coccolithus pelagicus组，而中等-贫营养属种包括Cyclicargolithus spp.。E^*指标与早渐新世营养盐指标具有较强的相关性，但在不同二氧化碳浓度的条件下表现不同的公变趋势。将群落组合与已发表的二氧化碳浓度数据对比，我们提出颗石藻可能在二氧化碳持续降低的环境下改变其对碳源和营养盐的利用方式，指示颗石藻的碳浓缩机制可能开始于早渐新世。     

济阳坳陷下第三系颗石藻类化石的分布及与油气的关系

系统研究了山东济阳坳陷下第三系颗石藻类化石的分布特征,发现该类化石平面分布广泛,在全坳陷的４个次级凹陷中均有分布,垂向上,主要分布在沙河街组一段和四段,含化石地层累积厚度近１００ｍ,颗石藻化石属种单一,主要为Ｒｅｔｉｃｕｌｏｆｅｎｅｓｔｒａ ｂｏｈａｉｅｎｓｉｓ,该类化到零星和层状两种形式分布在钙质纹层页岩、泥岩和泥质白云岩中,通过与现代海洋沉积中颗石藻的分布特征相比较虱出济阳坳陷颗石藻化石纹层是     

颗石藻Emiliania huxleyi对升温和温度波动响应的株间效应

在全球气候变化的背景下,极端天气频发,海洋生物也将受到环境异质性的影响,即环境条件基于平均水平的震荡变化。为研究温度波动变化对海洋碳循环中的重要种群颗石藻的影响,采用半连续培养的方式对海洋颗石藻优势种赫氏颗石藻(Emiliania huxleyi)的非钙化株系与钙化株系分别进行模拟培养实验,探究颗石藻在低(20℃)和高(25℃)平均温度下对升温及温度波动变化的响应。结果表明,升温与温度波动对两株E.huxleyi的生长均起到了抑制作用,而升温和温度波动变化对两株E.huxleyi的生长速率以及胞内碳水化合物含量、非钙化株系的颗粒有机碳含量及钙化株系的蛋白质和颗粒物无机碳含量、碳氮比及沉降速率产生了显著的交互效应,温度的波动变化在一定程度上增强了颗石藻应对升温的适应性。通过对两株系的生理响应结果进行对比分析,发现非钙化株系各生理参数对升温和温度波动变化更为敏感,表明颗石藻的钙化作用可能对其应对环境波动下的极端环境条件起缓冲保护作用。升温和温度波动变化显著削弱了颗石藻的沉降速率,可能会对颗石藻相关的海洋碳沉降与输出产生显著的削弱效应。因此,为了更准确地预测海洋颗石藻对气候变化的响应,未来相关研究需要考虑叠加在升温基础上的温度波动变化对颗石藻的生理生态学效应。     

北黄海-渤海表层沉积物中浮游植物生物标志物的分布特征及指示意义

作为一种新的地球化学指标方法,多参数生物标志物法已被广泛应用于重建浮游植物生产力及群落结构。本文对北黄海-渤海表层沉积物中浮游植物生物标志物的分布进行了研究。通过对北黄海-渤海60个站位的调查研究发现,硅藻、甲藻和颗石藻这3种浮游植物的生物标志物含量高值区主要分布在泥质区,同TOC的分布模式类似。为了消除粒度和沉积速率对含量的影响,将这3种生物标志物含量分别与TOC做比值,结果发现相对含量高值区与高生产力区相对应。以这3种生物标志物的相对比例来分别指示浮游植物在北黄海-渤海的相对贡献变化,结果表明近岸区硅藻相对贡献高,这主要与硅藻在高浓度硅的情况下具有竞争优势有关;而由于对营养盐的竞争关系,甲藻相对贡献高值区处于远岸区。在北黄海中部发现高的颗石藻相对贡献,与黄海暖流入侵路径相对应。     

楚科奇海附近表层沉积物中类脂生物标志物的分布特征和意义

多参数生物标记物法已被广泛用于重建浮游植物生产力和种群结构,研究了2003年夏季我国二次北极考察时采集的楚科奇海表层沉积物样品中浮游植物生物标志物的比例变化及其作为浮游植物种群结构替代指标的潜力。观测海区表层沉积物中菜子甾醇、甲藻甾醇、长链烯酮的总含量为20~3149 ng/g,平均值为1 010 ng/g,生物标志物总量分布表明南部的楚科奇陆架海域生产力明显高于北部海台区,不同站位的菜子甾醇和甲藻甾醇相对比例有明显变化,但都显示菜子甾醇占优势,楚科奇海陆架的站位中都是硅藻为主,菜子甾醇占生物标志物总量的比例为42%~74%,甲藻甾醇占生物标志物总量的比例为17%~37%,在海台区仍然是硅藻占优势,但是甲藻和颗石藻的比例有了很大的提高,加拿大海盆的4个站位中以甲藻和颗石藻为主,硅藻并非加拿大海盆的优势种群。这与用显微镜下鉴定得到的硅藻和甲藻分布趋势相似。研究结果为生物标志物作为浮游植物种群结果替代指标并为利用柱状样中的生物标志物研究古生态提供现代依据。     

色谱分析条件对低纬度痕量长链烯酮温度指标应用可靠性的影响

通过对气相色谱仪分析低纬陆架痕量长链烯酮过程中的升温速率和载气流速两个主要条件进行了探讨,对比了不同的程序升温速率和不同载气流量条件下烯酮的分离效果和检测精确度及重现性。研究发现色谱分析条件对低纬度痕量长链烯酮的分析有显著的影响。当前广泛适用于中低纬度开放大洋沉积物样品的较高的程序升温方法难以对低纬度高陆源物质冲淡作用影响下的陆架海沉积物样品进行有效的分离分析。在接近U3K7′指标适用温度上限且C37∶3烯酮含量极低的情况下(1ng/g干样,计算温度接近27℃),采用较低的程序升温速率分离C37∶3和C37∶2及后续化合物有利于获得良好的分离效果,且分析的精确度和重现性较之高的升温速率好。在对痕量且接近温度适用极限的烯酮样品进行分析时,应采用相对较小的载气流量以便获得理想的分离度和更加精确的分析结果。     

末次冰消期以来苏拉威西海颗石藻化石记录与古海洋变化

通过对苏拉威西海MD98-2178柱状样(3.62°N、118.70°E)颗石藻化石属种相对含量的统计,重建了2万年来海水古生产力、营养跃层的变化。其中Emiliania huxleyi、Gephyrocapsa oceanica、Florisphaera profunda占颗石藻群落的80%～90%。由于G.oceanica与F.profunda存在于两种完全不同的生态环境中,两者的变化趋势完全相反。前者代表高生产力以及高营养物质的海水,后者则代表低生产力与较深的营养跃层。推测冰消期颗石藻对环境变化具有两种响应模式:以约13.5ka的生产力峰值期为界,13.5ka之前颗石藻古生产力变化主要响应于径流对海洋营养物质的输入,而13.5ka之后则主要响应于海水-大气之间水循环的强度。全新世F.produnda含量及其所反映的营养跃层变化具有明显的百年尺度波动,与太阳活动的100～260a周期具有良好的相关性。推测全新世苏拉威西海区营养跃层变化受百年尺度的类似厄尔尼诺-南方涛动(El Nino-Southern Osillation,ENSO)的变化及太阳活动的驱动。