海南尖峰岭不同海拔土壤中微生物脂肪酸和脂肪醇分布特征及对古海拔、古温度重建的启示

海南尖峰岭不同海拔造成的年平均温度差异为检验和建立基于微生物类脂物的环境替代指标提供了良好条件.尖峰岭土壤中含有种类丰富的微生物脂肪酸和脂肪醇化合物,包括异构/反异构脂肪酸(i/aC12:0~i/aC19:0),10-甲基十六酸、异构和反异构脂肪醇(i/aC13~iC26)、10-甲基十六醇和不饱和脂肪醇,指示了尖峰岭土壤中强烈的微生物活动.土壤中异构和反异构脂肪醇,不饱和脂肪醇主要以结合态,即蜡脂形式存在,只有经过皂化才能释放出支链脂肪醇.反异构十五酸/异构十五酸与海拔成正相关关系,表明温度降低能够引起反异构十五酸相对比例的增加.与脂肪酸不同的是,反异构十五醇/异构十五醇,反异构十五醇/正构十五醇随海拔升高却逐渐降低,表现出随温度降低减小的趋势.同样,单不饱和十八醇/十八醇比值随海拔升高而逐渐减小,与微生物脂肪酸不饱和度随温度降低而增加的规律相反.此外,植物叶蜡长链正构脂肪醇(C22~C30)的平均碳链长度ACL,正构脂肪醇(C14~C31)的碳优势指数CPI与海拔(或年平均温度)呈显著相关关系,证明了其应用于古气候重建的潜力.因此,微生物脂肪酸和脂肪醇、高等植物叶蜡都能够灵敏的响应环境温度的变化,可以为重建古温度和古海拔提供新的途径.     

中国酸碱度不同湖泊四醚脂类分布影响因素及对湖泊古环境重建的启示

湖泊沉积物中甘油二烷基甘油四醚化合物(GDGTs)在记录陆地古气候方面有着重要作用.然而,这些化合物,尤其是细菌支链GDGTs(bGDGTs)异构体(5-,6-甲基bGDGTs)在中国不同酸碱性湖泊中的分布及其影响因素仍未可知.本文通过对碱酸度不同的湖泊进行对比,并结合其他环境变量,调查了GDGTs各类化合物在中国中东部湖泊系统和西南酸性青海中的分布特征及其影响因素.结果表明,湖水含氧量能够影响湖泊古菌群落结构,从而影响古菌iGDGTs的分布.GDGT-0/crenarchaeol比值随着含氧量降低而增高,表明厌氧的产甲烷古菌或混杂型泉古菌(MCG)与奇古菌相对含量受控于湖水含氧量.含氧量较低的湖泊奇古菌贡献GDGTs化合物比例较小,四醚指数TEX_(86)不能用来重建表层湖水温度.与土壤不同的是,湖水pH并不会影响古菌iGDGTs和细菌bGDGTs的相对含量,但在单一湖泊,如腾冲青海中,古菌与细菌的相对含量(R_(ilb))与水深相关.虽然这些湖泊中细菌bGDGTs的甲基化指数(MBT')与年均大气温度(MAT)和pH(或年均降雨量)相关,环化指数(CBT)仅与pH相关,但基于5-甲基bGDGTs的MBT'_(5ME)与MAT的关系并不明显,反而是表征6-甲基bGDGTs甲基化程度的MBT'_(6ME)与MAT更相关.与全球土壤相似,湖泊中5-,6-甲基bGDGTs的相对含量也主要受pH影响.因此,6-甲基bGDGTs的相对含量(IR)或CBT'可以作为潜在的湖泊pH计.但在较小pH梯度下,IR和CBT'两个指标可能受其他环境因子,如温度等的影响.     

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(br GDGTs),为古气候与古环境重建研究提供了新的指标.br GDGTs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p H的控制.然而在综合不同环境样品的条件下,br GDGTs指标重建的温度和土壤p H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br GDGTs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(MAP500mm/a)及碱性环境下(p H7.0~7.5)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p H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p H之间趋于正相关关系.本文的结果表明了土壤p H、年均大气温度及降水量是控制br GDGTs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br GDGT-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p H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br GDGTs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.     

青藏高原东北部青海湖距今12ka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(b GDGTs)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b GDGTs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b GDGTs,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b GDGTs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.     

黄河兰州段2018年汛期沉积物的磁学特征研究: 对古洪水重建的启示

现代洪水沉积物的沉积学特征研究是开展古洪水重建的一项基础工作.2018年黄河汛期洪水沉积物在兰州体育公园形成了一道天然堤.对该天然堤剖面的岩石磁学研究显示：沉积物中的磁性矿物既有磁铁矿,又有赤铁矿/针铁矿.磁化率、饱和等温剩磁、非磁滞剩磁、S-ratio和L-ratio等参数在剖面上没有明显变化,指示2018年洪水沉积物源区、磁性矿物的种类和含量变化不显著.剖面下部（66~110 cm）沉积物的磁化率各向异性（AMS）椭球最大轴偏角集中分布（K₁-Dec=22.8°±10.3°）,上部（0~64 cm）沉积物的磁化率最大轴偏角在上半平面内随机分布;下部沉积物的磁性矿物粒度指标（χ_ARM/χ和χ_ARM/SIRM）和天然剩磁（NRM）强度低于上部;指示洪水沉积物的下部和上部分别形成于2018年黄河二号和三号洪水期间.由于二号洪水流量及水位陡升陡降、持续时间短,三号洪水水位升降相对缓慢、持续时间长;造成了两次洪水沉积物的AMS特征、χ_ARM/χ、χ_ARM/SIRM以及NRM强度差异.本研究揭示洪水沉积物的磁学参数能够灵敏地响应不同水动力条件和持续时间的洪水期次,从而具有高分辨率区分洪水事件的潜力.

     

不同营养水平下浮游细菌群落对盐度干扰的响应与稳定性

微生物群落是湖泊生态系统的重要组成部分,其结构和功能的稳定性对于生态系统正常执行功能和服务具有至关重要的作用。以营养富集和盐度增加为特征的全球变化深刻影响湖泊生态系统,揭示这些因素对微生物群落结构及其稳定性的影响机理具有重要意义。本研究以浮游细菌群落为研究对象,开展2个营养水平和3个盐度干扰强度水平(对照组、3‰和9‰)的室内模拟实验;基于同一时间点的实验组和对照组之间细胞密度的差异,计算反应力、抵抗力、恢复力和时间稳定性等多个稳定性指标,尝试揭示群落的稳定性机制;借助细菌16S rRNA基因高通量测序对群落结构进行分析,阐明不同营养水平下浮游细菌群落不同类群对盐度干扰的响应。研究发现,浮游细菌的细胞密度和物种丰富度在盐度干扰后降低,对盐度敏感类群相对丰度减少;盐度干扰后水体中溶解性有机碳增加,促进了适应干扰后环境的浮游细菌生长。更高的干扰强度显著降低了细胞密度,导致了更低的抵抗力;盐度干扰和营养水平在反应力、恢复力和时间稳定性方面存在显著交互作用,在9‰盐度干扰下,高营养水平群落表现出最低的稳定性。多数稳定性指标之间表现出了显著的正相关,可以协同指示浮游细菌群落的稳定性;抵抗力和恢复力之间并不显著相关,但是可以从不同角度反映群落稳定性。未来淡水生态系统的富营养和盐度增加将显著降低浮游细菌群落稳定性,多个稳定性指标的应用和高频次观测有助于了解浮游细菌群落对干扰的响应与稳定性机制。     

美国政府对卡特里娜飓风的调查报告 联邦政府对卡特里娜飓风的响应:经验与教训(四)

6改革全国应急准备工作在9.11恐怖袭击事件以后,为战胜恐怖主义,更好地保卫我们的国家,我们对政府体系、方针政策和战略计划进行了全面变革。随着国土安全部的成立、全国情报主任职位的设置、《提供用于截获和阻止恐怖主义适当手段以团结和巩固美国》法案的通过以及全国反恐怖中心、全国反扩散中心的系统化,我们已经开始了自1947年以来最广泛的联邦政府组织重建工作。我们已制定了《国家安全战略》、《国家国土安全战略》以及《国家反恐战略》等最高级的政策指导文件,确立了保证美国,包括公民和国家利益安全的反恐战略目标。更重要的是,我们已通过具体行动来落实我们的政策和目标。我们与盟国紧密合作已经发起直接和持续的反恐行动,在更广大的范围彻底清除恐怖威胁。这些行动加上其他国内国外的防卫措施,加强了美国人民的安全。灾害应急准备同我们的国家安全、反恐和国土安全战略是分不开的。正如本报告所讨论的,在过去的5年中,我们已经采取了从计划、政策以及指导等方面强化对自然和人为灾害的应急准备、防御、响应和恢复工作。这些计划、政策和指导包括《国家响应计划》、《全国突发事件管理体系》、《短期国家基础设施保护计划》和《中期国家应急准备目标》等。但我们必须更进一...     

浅水湖泊底栖-敞水生境耦合对富营养化的响应与稳态转换机理:对湖泊修复的启示

浅水湖泊中的初级生产者主要由分布在底栖生境中的底栖植物和生活在敞水生境中的浮游植物组成.底栖植物主要包括维管束沉水植物和底栖藻类等,浮游植物则主要为浮游藻类.贫营养浅水湖泊湖水营养盐浓度低,透明度高,底栖植物因能直接从沉积物中获取营养盐,往往是浅水湖泊的优势初级生产者.随着外源营养盐负荷的增加,湖水中的营养盐浓度不断升高,浮游植物受到的营养盐限制作用减小,加上其在光照方面的竞争优势,逐步发展成为湖泊的优势初级生产者,湖泊逐步从底栖植物为优势的清水态转变为浮游植物为主的浑水态,即稳态转换.在稳态转换过程中,浅水湖泊生态系统结构与功能发生了一系列变化,本文综述了浅水湖泊沉积物性质和生物(浮游植物、底栖植物、底栖动物和鱼类等)群落结构的变化,分析了这些变化对底栖植物、浮游植物之间竞争优势和底栖-敞水生境间磷交换的影响,探讨了富营养化驱动的底栖-敞水生境耦合过程变化和稳态转换机理.了解浅水湖泊底栖-敞水生境耦合过程与稳态转换机理对富营养化浅水湖泊修复有重要意义.富营养化浅水湖泊修复实际就是重建其清水态,在制定修复目标时应该关注评价清水态的指标,如透明度、浮游植物生物量、底栖植物的覆盖度或优势度...     

大别山核部石鼓尖同构造花岗岩的变形与侵位:对造山带构造体制转换的启示

石鼓尖岩体位于大别山核部天堂寨地区,为片麻理化石英二长岩.岩体磁组构分析显示,磁面理主体倾向SE,倾角较大,85%采样点的倾角介于40°~90°之间,与岩体的片麻理产状一致.岩体磁线理在东南部走向为NWW-SEE向,在岩体中部和北部,磁线理走向皆为NE-SW向.在岩体中部,磁线理向SW倾伏,北部磁线理向NE倾伏,磁线理倾角中等.磁化率各向异性度P值介于1.065~1.532之间;形态参数T介于0.005~0.694之间;弗林图解(F-L图解)显示K值均小于1,磁组构分析表明岩体是在SE-NW向挤压应力环境下侵位.石英C轴组构分析表明,岩体受到SE-NW向挤压应力,变形温度在400~500℃之间.显微构造显示岩石具有接近固态的变形组构特征,属同构造岩体变形组构.结合岩体磁组构、显微构造和石英C轴组构,指示石鼓尖岩体侵位冷凝成岩与区域NE向构造为同期,属同构造侵入岩体.石鼓尖岩体U-Pb定年结果表明,岩体锆石U-Pb年龄为(141±2.3)Ma,代表岩体侵位结晶年龄.综合分析认为,石鼓尖岩体侵位冷凝成岩时大别造山带仍然处于挤压环境,造山带由挤压向伸展转换的时间应该在141 Ma之后,岩体侵位时大别造山带的构造演化已受控于滨太平洋构造域.而邻近的天堂寨等巨大岩基则是伸展环境的产物.     

大别山东缘片麻状变质花岗岩的锆石U-Pb 年代学与地球化学: 对扬子板块北东缘新元古构造-岩浆作用的启示

在大别山超高压变质带的东缘, 广泛出露原岩为新元古代岩浆活动产物的片麻状变质花岗岩. 对区内5个典型岩体(黄镇、大坝、石马、双河和三祖寺)进行了详细的年代学和地球化学研究, 旨在确定这些岩石的原岩属性, 并探讨它们对扬子板块北东缘新元古构造-岩浆作用的启示. 这些岩石的组成矿物主要为石英、钠长石(更长石)、钾长石和少量角闪石、黑云母等, 部分岩体还发育霓石或霓辉石等碱性铁镁矿物, 由于经历超高压变质作用, 岩石中还常见多硅白云母、绿帘石及少量蓝晶石、石榴石等变质成因矿物. 锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明, 区内片麻状变质花岗岩的原岩形成于新元古中期(770~780 Ma), 于早中生代时经历超高压变质作用, 并在215 Ma左右遭受高压榴辉岩相重结晶的改造. 地球化学上, 它们均具有高硅(SiO₂%=70.23%~77.23%)、准铝-弱过铝(ASI=0.90~1.05)的特征, 但不同岩体的地球化学组成仍存在差别, 与三祖寺岩体相比, 黄镇、大坝、石马和双河地区的片麻状变质花岗岩全碱含量(ALK=7.76%~9.45%)、铁镁比值[FeO^*/(FeO^*+MgO)=0.82~0.96]、高场强元素和Ga的含量均偏高, 10⁴×Ga/Al平均值高达3.07, 结合岩石中常含霓辉石, 以及锆石饱和温度较高(=816~918℃)等特点, 表明它们的原岩应为过碱性A型花岗岩. 三祖寺片麻状变质花岗岩的铁镁矿物主要为黑云母和由角闪石变质形成的绿帘石, 化学成分上富钙贫钾, K₂O/Na₂O=0.42~0.54, 其原岩应归属钙碱性花岗岩类(I型). 这些片麻状变质花岗岩同时具有“弧”和“裂谷”双重岩浆活动的地球化学印记, 其原岩为先前俯冲形成的弧来源地壳物质于伸展引张环境再造的产物, 指示扬子北东缘在新元古中期应处于被动裂谷的初始阶段, 而不应为地幔柱上涌引发的主动裂谷环境.