Detection and indication of 1,3,4-C27–29 triol in the sediment of northern South China Sea

After the detection of the 1,20,21-C_(29) long-chain triol in some sediments and freshwater pteridophytes, in this study, a new homologous long-chain triol, 1,3,4-C_(27-29), is detected for the first time in the Site4 B core sediment in the northern South China Sea. The hydroxyl location and length of the carbon chain of this newly discovered triol differ from those of 1,20,21-C_(29) triol. The test results of its molecular distribution and individual carbon isotope reveal that 1,3,4-C_(29) triol has a good correlation with n-C_(26-30) even carbon-numbered long-chain fatty alcohols, with R~2(n=68) values of 0.905, 0.929 and 0.903, respectively, and its carbon isotope composition, at –32.3‰±1.9‰, is similar to that of n-C_(26-30), at –29.13‰±0.87‰, –32.98‰±1.28‰, and –32.98‰±1.28‰. 1,3,4-C_(29) triol from the Site4 B core sediment and terrigenous long-chain fatty alcohol(n-C_(26-34)) show highly consistent distribution trends in the entire section; thus, the former could serve as a proxy indicator of the terrigenous input. Considering that the 1,20,21-C_(29) triol in previous research belongs to Azolla, which are fresh water pteridophytes, the 1,3,4-C_(27-29) triol identified in this study might have similar biogenetic derivation. Thus, determination of its biogenic area and growing environment could provide potential organic geochemical evidence supporting the terrigenous input and source in the northern South China Sea.     

覆瓦状满江红中生物标志物组成及其对沉积物中有机质来源的可能指示

本次研究主要对覆瓦状满江红中长链烷基二醇、三醇、一元异构醇和羟基酸等含羟基类化合物组成分布进行探讨,结合对比蕨状满江红、小叶满江红和南海沉积物中醇类有机质组成,以期探索满江红对南海沉积物中二醇和三醇生物来源的可能指示.3种满江红中均检出了大量中间羟基位于ω20键位的二醇、一元羟基酸和一元异构醇,其中1,ω20-二醇和ω20-羟基酸呈强偶奇优势分布,而ω20-异构醇呈强奇偶优势分布;除此之外,还检出了少量中间羟基位于9,10/或ω9,ω10键位的二醇、三醇和二元羟基酸,均以以C_(29)链长为主.满江红中相似结构的系列物反映了相同的生物合成途径:偶奇优势分布的ω20-羟基酸通过脱羧基形成奇偶优势分布的ω20-异构醇,通过酰基还原形成偶奇优势分布的1,ω20-二醇;ω9,ω10-羟基酸通过酰基还原形成1,20,21(1,ω9,ω10)-三醇,然后加氢脱水形成9,10-二醇.覆瓦状满江红中醇类有机质组成分布特征表明不是南海沉积物中1,13/1,14/1,15-C_(28,30,32)二醇和1,3,4-C_(27-29)三醇的生物来源,某种海洋硅藻可能是近海沉积物中1,14-C_(28,30)二醇的母质来源,对于南海沉积物中二醇和三醇的生物来源需要进一步深入探索.     

南海东北部陆坡天然气水合物分解释放成因的有孔虫碳同位素轻值事件

2013年中国地质调查局广州海洋地质调查局对南海北部实施第二次天然气水合物钻探并成功钻获可视天然气水合物实物样品,共有五个站位获取沉积物岩芯.本文对其中的GMGS2-08站位沉积物开展有孔虫同位素分析研究,以了解天然气水合物地质系统有孔虫的碳同位素特征及其对甲烷释放的响应.GMGS2-08岩芯沉积物中顶空气甲烷浓度最高达到39300μmol L~(-1),气态烃δ~(13)C值在-69.4~-72.3‰PDB,明确指示其为生物成因,根据甲烷δD测试结果(-183~-185‰SMOW)可进一步判别为CO2还原型微生物气.同位素分析结果显示GMGS2-08站位所获得的岩芯中共出现5期有孔虫碳同位素轻值事件,有孔虫δ~(13)C值明显低于南海冰期-间冰期的正常变化区间,底栖Uvigerina peregrina出现-15.85‰PDB的δ~(13)C极轻值,浮游Globigerinoides ruber的δ~(13)C值同样低至-5.68‰PDB.电镜扫描发现δ~(13)C负偏层位有孔虫壳体经历后期成岩改造被自生碳酸盐所充填,有孔虫壳体的成岩矿化程度与埋深并不相关.与有机碳的相关性计算表明有机质的厌氧氧化对底栖有孔虫的δ~(13)C组成影响微弱,意味着有孔虫的δ~(13)C异常负偏可能主要来源于甲烷厌氧氧化成因的次生碳酸盐的叠加影响.GMGS2-08岩芯记录中有孔虫δ~(13)C负异常和δ~(18)O正异常的耦合性是地质历史时期研究区天然气水合物分解释放的重要证据.     

南海北部末次冰期以来深水沉积物组成及其堆积速率的时空变化特征

通过对南海北部深水断面上MD12-3428(水深903m)、MD12-3433(水深2125m)和MD12-3434(水深2995m)三个岩芯的沉积物成分及其堆积速率分析,研究末次冰期以来南海深水沉积物组成和堆积速率的时空变化特征及其控制因素.研究结果显示,南海北部末次冰期以来的深水沉积物主要由陆源碎屑(59~89%)和碳酸盐(6~38%)组成,并含有少量蛋白石(1.6~9.4%)和有机质(0.7~1.9%).陆源碎屑和碳酸盐的堆积速率分别达到2.4~21.8和0.4~6.5g cm~(–2) ka~(–1)范围,比蛋白石和有机质堆积速率高出1~2个数量级.在末次冰期以来的时间序列变化上,沉积物各成分含量及其堆积速率都具有冰期-间冰期的旋回变化,陆源碎屑、蛋白石和有机质的含量及其堆积速率在氧同位素2期显著增加,而碳酸盐的含量及其堆积速率则呈反向变化或增幅不明显,表明南海深水碳酸盐含量在低海平面时期受到陆源碎屑稀释的影响.在从陆坡向深海盆的空间变化上,陆源碎屑的含量在同时期随水深的增加而增加,但其堆积速率锐减;碳酸盐含量及其堆积速率则随水深的增加而递减;而有机质和蛋白石的含量及其堆积速率随水深增加呈现复杂的变化特征.本文研究认为,南海北部末次冰期以来深水沉积物的组成及其堆积速率受到海平面变化的强烈控制,季风降雨引起的陆源物质供给、海洋初级生产力、以及陆源碎屑和海洋生源物质的相互稀释作用,共同影响了南海深水沉积物的堆积过程.     

不同气候条件下现代浅海沉积物钾同位素组成特征及其意义

钾(K)同位素是研究化学风化过程的一种新型示踪工具.前人已对特定气候区域条件下的风化剖面开展K同位素研究,但不同气候背景下的硅酸盐风化作用对K同位素的影响尚不清楚.此外,当前学界对现代浅海陆源碎屑沉积物的K同位素特征知之甚少.本文报道了中国东部沿海(ECC)陆架以及海南岛近海表层沉积物的K同位素组成.研究结果显示,ECC沉积物的δ⁴¹K值分馏范围相对较小,介于(-0.40±0.01)‰～(-0.57±0.04)‰,平均值为(-0.51±0.09)‰.相比之下,海南岛近海沉积物的δ⁴¹K值变化较大,范围为(-0.28±0.07)‰～(-0.67±0.02)‰.海南岛近海沉积物的δ⁴¹K值与化学蚀变指数(CIA)、Al/K比值、Ti/K比值和总铁(Fe T)含量呈现负相关,表明其K同位素组成主要受化学风化作用的控制.我们对这些样品开展了Mg同位素分析,值得一提的是,所有ECC和海南岛近海沉积物的δ²⁶Mg值变化较小(约0.24‰),且与化学风化指标无明显相关性.本研究揭示了沉积物K同位素变化与气候条件(...     

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.     

水生植物烷基脂类含量和分布特征及其单体氢同位素组成

水生植物是湖泊沉积物中内源有机质的主要来源,但目前研究者对水生植物正构烷烃和脂肪酸分布特征的研究有限,极大地限制了湖泊沉积物同位素地球化学在环境变化研究中的应用.文章总结了全球湖泊已报道水生植物脂类结果,结合在中国主要湖泊新获得的脂类数据,系统讨论了湖泊水生植物脂类分布特征.我们发现水生植物基本以中等链长脂类(C_(23)～C_(25)正构烷烃和C_(22)～C_(24)脂肪酸)为主峰碳,与陆生植物存在差别(以长链脂类为主峰碳),但一些水生植物样品的长链正构烷烃(如C_(27)和C_(29))和长链脂肪酸(如C_(26)和C_(28))也具有较高丰度.沉水植物具有较高含量的长链正构烷烃(平均47μg g~(-1))和长链脂肪酸(平均170μg g~(-1)),与陆生植物脂类含量接近,表明当湖泊中沉水植物大量生长时,其可能对沉积物的长链脂类存在较大贡献.但藻类长链正构烷烃和长链脂肪酸的含量较低(平均含量分别为2和9μg g~(-1)),表明其对沉积物长链脂类的影响可能较小.通过对水生植物和陆生植物脂类分子指标进行比较,我们发现ACL_(14-32)和ATR_(14-18)值能有效将藻类和其他植物来源的脂肪酸区分开,Paq′值能很好地将沉水植物和陆生植物来源的正构烷烃区分开.每个水生植物样品不同奇碳数正构烷烃(C_(21)～C_(31))和不同偶碳数脂肪酸(C_(20)～C_(30))分子间δD值无明显差别,表明湖泊沉积物脂类分子间δD值的差异可能具有区分其输入来源,以及反映湖泊水文条件的潜力.     

沼泽沉积环境中植物和沉积脂类单体碳同位素组成特征及其成因关系研究

为了认识沼泽典型沉积环境中沉积脂类与生物脂类碳同位素的内在联系, 应用GC-IRMS碳同位素分析新技术, 对若尔盖沼泽草本植物、木本植物叶和沉积物中单体脂类碳同位素进行了测定. 结果表明, 不同类型植物之间的正构烷烃碳同位素组成存在着明显的差别, 草本植物的δ¹³C值(−32.2‰~−36.9‰)要比木本植物叶类的(−27.2‰~−35.0‰)平均低3.3‰. 植物中脂肪酸碳同位素组成(−30.3‰~−36.2‰)与正构烷烃的类似, 并且不饱和脂肪酸的δ¹³C值分布在饱和脂肪酸δ¹³C值范围之内. 植物脂类之间的碳同位素组成变化较大, 范围为2.4‰~7.8‰. 沼泽沉积脂类碳同位素组成与生物脂类的密切相关, 沉积物中正构烷烃、≥C₁₆脂肪酸、正构脂肪醇、甾醇和α-正构脂肪酮碳同位素组成(−27.0‰~−36.9‰)类似于植物脂类, 并且短链和长链沉积脂类碳同位素组成较为相似, 说明它们都来自高等植物; 只有沉积C_14:0和C_15:0脂肪酸碳同位素组成比植物中同碳数的轻, 反映了它们部分细菌成因的特征.     

δ13C和δ15N指示不同生态类型湖泊无机氮及有机质来源

为了探讨不同生态类型湖泊(天然湖泊、城市湖泊)中无机氮和有机质来源,分别采集湖泊中水体、表层沉积物、水生植物、底栖动物进行碳、氮同位素特征分析.结果表明:蚌湖水体δ15N-NH4均值为-1.8‰±1.0‰,δ15N-NO3-均值为-0.5‰±1.7‰,说明蚌湖水体氮表现为雨水和农业肥料氮污染;象湖δ15 N-NH4+均值为6.8‰±8.6‰,其中养殖废水和管道排污口δ15N-NH4+值分别为13.5‰和25.4‰,表现出污水氮同位素特征,象湖δ15 N-NO3-均值为-2.9‰±4.2‰,是氨的硝化作用引起的氮同位素分馏所致.蚌湖表层沉积物、水生植物δ15N差别不大,分别为6.6‰±0.3‰、7.1‰±0.7‰,水生植物δ13C均值为-27.5‰±0.3‰,比沉积物δ13C偏负3‰.有机C/N为9.4±0.5,比沉积物C/N明显偏高6,反映水生植物是蚌湖有机质的主要来源.象湖表层沉积物δ15N、δ13C及有机C/N分布范围大,δ15N在3.6‰～8.3‰之间,均值为5.9‰±1.6‰,δ13C在-27.1‰～-24.7‰之间,均值为-26.0‰±1.0‰,有机C/N在2.6 ～10.8之间,均值为6.2±2.7,表明城市湖泊沉积有机质来源复杂.2个湖泊蚌类δ15N组成与各自湖泊表层沉积物δ15N组成相对应.     

鄱阳湖网箱养殖区沉积物有机质来源分析

通过对鱼苗时期鄱阳湖网箱养殖区沉积物、饵料及鱼粪等样品总有机碳(TOC)含量、总氮(TN)含量、碳氮比(C/N)、δ^13 C及δ^15 N的测定,分析探讨了鄱阳湖网箱养殖区沉积物有机质来源,量化了网箱养殖废物对养殖区沉积物有机质的贡献.结果表明,网箱养殖区沉积物的δ^13 C和δ^15 N值分别为-27.67‰~-25.65‰和5.19‰~7.27‰,饵料的δ^13 C和δ^15 N值分别为-24.73‰和10.28‰,鱼粪的δ^13 C和δ^15 N值分别为-26.30‰和15.54‰.网箱养殖区沉积物有机质来源主要有残饵、浮游生物及其他来源,其贡献率分别为48.3%±11.4%、25.6%±11.3%及26.0%±5.8%,而鱼粪的贡献几乎可以忽略不计.在水动力平流引起的扩散及沉积物的再悬浮的影响下,网箱养殖源有机质的扩散距离达1500 m.在鱼苗时期,鱼类网箱养殖的残饵是鄱阳湖网箱养殖区沉积物有机质的主要来源.     

基于多指标分析的博斯腾湖表层沉积物有机碳来源

通过有机碳稳定同位素(δ13Corg)、有机碳、氮含量及其比值(C∶N)的测定,结合已有的正构烷烃空间分布特征数据,对新疆博斯腾湖表层沉积物的有机碳来源进行综合研究.结果表明:博斯腾湖表层沉积物δ13Corg值在-26.7‰~-24.1‰之间波动,变幅较小;C∶N的波动范围为4.8~8.5,平均值约为7.4;正构烷烃的碳数分布范围为n C13~n C35,所有采样点样品的主峰碳以n C17和n C23为主.参考博斯腾湖文献调查资料,基于δ13Corg值、C∶N及正构烷烃等指标的空间分布状况,发现博斯腾湖表层沉积物中的有机碳主要来自湖泊内部浮游生物的残体;而不同湖区沉积物有机碳的内、外源贡献比例不同,其中陆源碎屑、挺水植物、沉水植物的贡献空间差异较大.博斯腾湖有机碳来源的空间差异主要表现在湖泊东部近岸水域表层沉积物有机碳主要为外源贡献,中心湖泊东部和西部浅水区表层沉积物有机碳由外源和内源共同贡献,而其余大部分水域表层沉积物有机碳则主要为内源贡献.     

海南东部小海潟湖沉积物地球化学特征及对古台风活动的指示

为探讨海南东部历史时期的气候环境变化,2015年于海南岛东海岸小海潟湖中采集了一根长73 cm的柱状样(XH15-02),在年代学(210Pb和AMS14C)测试的基础上,开展了多环境代用指标(总有机碳(TOC)、总氮(TN)、有机碳稳定同位素、干密度等)的测试和分析.结果表明,XH15-02柱状样TOC与TN含量有很好的相关性,C/N比值在10.41～23.33之间变化,有机碳稳定同位素(δ13Corg)值在-25.14‰～-23.29‰之间.通过对多气候环境代用指标的分析,以及与历史文献资料和其他自然代用指标的综合比对,认为XH15-02孔岩芯沉积记录了研究区过去1100多年来较为丰富的气候环境、台风活动以及人类活动影响等信息.近千年来,小海潟湖沉积有机物主要以陆源输入为主,据估算该岩芯有机碳陆生来源约占47.00%～73.43%,但在不同时期变化幅度较大,该陆源有机碳含量变化可能主要反映了历史时期海南东部地区的干湿变化历史;自1850年以来,XH15-02孔岩芯沉积通量的显著增加与当地人口的快速增长历史一致,反映了研究区近二百年来可能受到的人类对自然界的开发活动影响强烈;多个具有显著偏正δ13Corg记录的时期同史料记载以及周边区域地质记录中的"大风"、"海溢"、"风暴"等事件发生时间较为相近,可能揭示了历史时期的台风或高海平面事件,进而认为小海潟湖沉积在重建历史时期海南地区台风活动等方面具有很大潜力.     

西藏普莫雍错不同岩芯环境指标的对比研究及其反映的近200年来环境变化

在西藏南部普莫雍错不同位置处采集了四支岩芯沉积物,对其中一支利用~(210)pb和~(137)Cs方法建立了沉积物的年代序列,并对其他三支岩芯的上部沉积物进行了总有机碳、无机碳、粒度及化学元素含量的分析.结合沉积物年代,对不同岩芯的环境代用指标进行对比,讨论了该地区近200年来的环境变化状况.结果表明,不同位置处采集的岩芯其环境指标变化趋势在整体上具有一定的可比性,但在细节变化与环境指标的数值上仍具有明显的差异,显示了湖泊内部沉积状况的空间差异性,这可能是由于采样点水深、水下地形以及与主要补给河流距离的不同而造成的.PY04岩芯环境指标显示普莫雍错湖区环境在约1900AD之前较为稳定;在约1900-1940AD之间湖区环境波动加剧,地表侵蚀增强,沉积速率加快;湖区环境在1940AD左右发生了明显的变化,温度显著升高,沉积物粒度增大,湖泊处于退缩状态,表明湖泊环境向暖干化方向发展.     

Alcohol compounds in Azolla imbricata and potential source implication for marine sediments

This study investigated the composition of long-chain alkyl diols,triols,sec-alcohols,hydroxyl acids,and other hydroxylated compounds in Azolla imbricata and compared the organic alcohol components of Azolla filiculoides,Azolla microphylla,and South China Sea(SCS)sediments in order to investigate the possible indication of Azolla being the biological source of diols and triols in SCS sediment.Large amounts of diols,monohydroxy acids,and sec-alcohols with internal hydroxy groups atω20 were detected in the three types of Azolla.Among these,1,ω20-diol andω20-hydroxy acid exhibited strong even-odd predominance distribution,whereasω20-sec-alcohol exhibited strong odd-even predominance distribution.In addition,small amounts of diols,triols,and dihydroxy acids with internal hydroxy groups at 9,10 orω9,ω10 were detected,among which the chain length of C_(29)was predominate.Compounds having similar structures as those in Azolla reflected a similar biosynthetic pathway:ω20-hydroxy acid exhibiting even-odd predominance distribution is decarboxylated toω20-sec-alcohol exhibiting odd-even predominance distribution and converted to 1,ω20-diol with even-odd predominance distribution by acyl reduction;ω9,ω10-hydroxy acid is converted to 1,20,21(1,ω9,ω10)-triol by acyl reduction,and then converted to 9,10-diol by hydrogenation and dehydration.The alcohol components in A imbricata were clearly not the biological source of 1,13/1,14/1,15-C_(28,30,32)diols and 1,3,4-C_(27-29)triols in the SCS sediment.Certain marine diatoms might be the source of 1,14-C_(28,30)diol in inshore sediment,but the biological source of diols and triols in the SCS sediment requires further investigation.     

珠江流域20世纪环境变化的叶蜡正构烷烃δ~(13)C沉积记录

分析了珠江口外两个短沉积柱状样的叶蜡正构烷烃单体稳定碳同位素组成(δ~(13)C),讨论了它在揭示年代际尺度上流域环境变化的能力.长链正构烷烃主峰为C_(29)或C_(31),且表现出明显的奇数碳优势,说明这些烷烃主要来自维管束植物的叶蜡.所有的沉积样品中,C_(29)和C_(31)正构烷烃的δ~(13)C值在-28.8‰-31.2‰变化,这与珠江流域以C_3植物为主的陆地生态系统相吻合.两个沉积柱的δ~(13)C时间变化序列是相似的.从20世纪初期到70年代末这段时间都呈现出一个持续减小的趋势.但在随后的大约15年时间里,δ~(13)C值趋势反转,开始不断增大.在校正了大气CO_2浓度上升和δ~(13)Catm下降所带来的影响后,δ~(13)C_(29)记录基本上仍保留了上述变化规律,但在80年代δ~(13)C值的上升趋势表现得更加明显.通过与实测资料比较,我们认为,1980年之前δ~(13)C校正值的轻微减小趋势应该和珠江流域降水量的增加有关,之后的δ~(13)C值上升则很可能是受干旱气候条件以及人为森林砍伐的影响.因此,我们的结果表明,埋藏于珠江口外沉积物中的叶蜡正构烷烃可以很好地反映该流域在过去一个世纪里的气候变化和人类活动情况.     

南四湖现代沉积物中营养元素分布特征

对南四湖不同湖区20个表层沉积物和独山湖湖区沉积岩芯中营养元素进行了分析结果表明表层沉积物中南阳湖总磷最高,独山湖次之;独山湖总有机碳和总氮含量最高,南阳湖次之;而昭阳湖总有机碳、总氮和总磷含量较低.沉积岩芯中137Cs数据表明南四湖独山湖区柱状沉积物上部(0-18 cm)沉积速率为3.5mm/a;总有机碳、总氮和总磷含量主要集中在沉积岩芯0-8 cm内,并呈现一致的垂向分布规律,具有明显的三阶段分布特征,反映了流域社会经济的发展导致营养元素的释放量增加,造成了湖泊现代沉积物中营养元素的积累.碳氮比值处于7.6-11.4之间,有机质的选择性分解不明显,指示沉积物中有机质主要来自无纤维束的陆源植物.监测数据表明济宁市的城市生活污水、工农业废水排放进入南阳湖是南四湖有机质和TP富集的主要来源.     

中国海及邻近区域碳库与通量综合分析

中国海总面积约470万平方公里,纵跨热带、亚热带、温带、北温带等多个气候带.其中,南海北依"世界第三极"青藏高原、南邻"全球气候引擎"西太平洋暖池,东海拥有全球最宽的陆架之一,跨陆架物质运输显著,黄海是冷暖流交汇区域,渤海则是受人类活动高度影响的内湾浅海.中国海内有长江、黄河、珠江等大河输入,外邻全球两大西边界流之一的黑潮.这些鲜明的特色赋予了中国海碳储库和通量研究的典型代表意义.文章从不同海区(渤海、黄海、东海、南海)、不同界面(陆-海、海-气、水柱-沉积物、边缘海-大洋等),以及不同生态系统(红树林、盐沼湿地、海草床、海藻养殖、珊瑚礁、水柱生态系统等)多层面对海洋碳库与通量进行了较系统地综合分析,初步估算了各个碳库的储量与不同碳库间的通量.就海气通量而言,渤海向大气中释放CO_2约0.22Tg Ca~(-1),黄海吸收CO_2约1.15Tg Ca~(-1),东海吸收CO_2约6.92～23.30Tg Ca~(-1),南海释放CO_2约13.86～33.60Tg Ca~(-1).如果仅考虑海-气界面的CO_2交换,中国海总体上是大气CO_2的"源",净释放量约6.01～9.33Tg Ca~(-1).这主要是由于河流输入以及邻近大洋输入所致.河流输入渤黄海、东海、南海的溶解无机碳(DIC)分别为5.04、14.60和40.14Tg Ca~(-1),而邻近大洋输入DIC更是高达144.81Tg Ca~(-1),远超中国海向大气释放的碳量.渤海、黄海、东海、南海的沉积有机碳通量分别为2.00、3.60、7.40、7.49Tg Ca~(-1).东海和南海向邻近大洋输送有机碳通量分别为15.25～36.70和43.39Tg Ca~(-1).就生态系统而言,中国沿海红树林、盐沼湿地、海草床有机碳埋藏通量为0.36Tg Ca~(-1),海草床溶解有机碳(DOC)输出通量为0.59Tg Ca~(-1);中国近海海藻养殖移出碳通量0.68Tg Ca~(-1),沉积和DOC释放通量分别为0.14和0.82Tg Ca~(-1).总计,中国海有机碳年输出通量为81.72～103.17Tg Ca~(-1).中国海的有机碳输出以DOC形式为主,东海向邻近大洋输出的DOC通量约15.00～35.00Tg Ca~(-1),南海输出约31.39Tg Ca~(-1).综上,尽管从海-气通量看中国海是大气CO_2的"源",但考虑了河流、大洋输入、沉积输出以及微型生物碳泵(DOC转化输出)作用后,中国海是重要的储碳区.需要指出的是,文章数据是基于中国海各海区碳循环研究报道,鉴于不同研究方法上的差异,所得数据难免有一定的误差范围,亟待将来统一方法标准下的更多深入研究和分析.     

西藏纳木错表层沉积物中正构烷烃的来源与空间分布特征

通过测定纳木错现代植物和表层沉积物样品中的正构烷烃,结合主成分分析方法,明确了表层沉积物中烷烃的主要来源,并初步分析了它们在湖泊中的空间分布特征.研究结果显示,沉水植物所含烷烃以n-C21-C25为主,具有n-C23的峰值;陆生植物主要含n-C27-C33烷烃,具有n-C29或n-C31的峰值;但垫状点地梅(Androsace tapete)和香柏(Sabina pingii)的主峰碳却是n-C33烷烃,这在以往研究中鲜有报道.在纳木错表层沉积物中,正构烷烃具有典型的n-C31和n-C23双峰分布形式,来源于低等菌藻类、沉水植物以及陆生植物,其中碳数小于C20的短链烷烃主要来源于低等菌藻类,其空间分布均一,由低等菌藻类的浮游生活型所决定;长链烷烃主要来源于高等植物,含量从滨岸到湖中心逐渐减少,这与其在运移和沉积过程中受微生物的持续降解作用有关,此外,来源于陆生植物的n-C27-C33烷烃因河流汇水面积和流量不同而存在空间差异,这值得重视和进一步研究.     

大兴安岭四方山天池全新世以来沉积物正构烷烃分布、单体碳同位素特征及古环境意义

对位于大兴安岭中北段四方山天池全新世以来湖泊沉积物中正构烷烃的分布特征及其单体碳同位素组成进行了讨论分析.结果表明,正构烷烃碳数分布范围为nC_(17)~nC_(33),绝大多数样品具有单峰型的分布特征,少数样品呈现双峰型分布特征,单峰型以nC_(27)为主峰,双峰型分布中前峰群以nC_(21)为主峰、后峰群以nC_(27)为主峰;短链正构烷烃(nC_(21))奇偶优势不明显,中链(n C23~n C25)和长链正构烷烃(nC_(27))具有明显的奇碳优势;正构烷烃的分布特征揭示四方山天池湖泊沉积物中的有机质来源于陆生植物和水生植物的共同输入,并以陆生植物贡献为主.全新世以来,四方山天池湖泊沉积物中长链正构烷烃单体碳同位素值(δ~(13)C_(27~31))逐渐偏负,与太阳辐射的变化表现出明显的一致性,表明在轨道尺度上该区域的有效湿度的逐渐增加主要受太阳辐射的控制,湖泊水位的变化则既受到西太平洋副热带高压和鄂霍次克海高压相对位置的影响,又受到东南季风和东北季风势力强弱的制约.根据多种气候代用指标的变化,全新世以来四方山天池湖泊环境及其区域气候演化可以划分为5个阶段:(1)11.2-8.0 ka BP:区域有效湿度较低,陆生C_3植物中木本植物比例略有增加,湖泊水位频繁波动,湖泊初级生产力下降,湖泊营养状态发生贫化;(2)8.0-6.4 ka BP:区域有效湿度增加,陆生C_3植物中草本植物比例略有增大,湖泊水面收缩、水位下降,湖泊初级生产力变化不大,湖泊营养状态较为稳定;(3)6.4-3.4 ka BP:区域有效湿度比上一阶段更高,陆生C_3植物中木本植物扩张,草本植物比例相对收缩,湖泊水位上升、水面扩大,湖泊初级生产力增加,湖泊营养状态发生好转;(4)3.4-2.4 ka BP:区域有效降水量继续增加,陆生C_3植物中草本植物比例升高,湖泊水位下降、水面收缩,湖泊初级生产力下降,湖泊营养状态发生贫化;(5)2.4-0.9 ka BP:区域有效湿度较高,陆生C_3植物中木本植物逐渐增加,湖泊水位上升、水面扩张,湖泊初级生产力增加,湖泊营养状态有所好转.四方山天池湖泊沉积物所记录的全新世以来区域气候环境演化历史,既与中国东北地区其他高分辨率气候记录有较好的一致性,也存在着差异性,表现出独有的区域气候特征.     

秦安中新世风尘堆积正构烷烃的分布特征及古环境意义

甘肃秦安的新近纪风成红土堆积是东亚大陆古环境演化的重要载体之一,但相对第四纪黄土而言,对其记录的古环境信息仍缺乏生物标志化合物方面的研究.本文对秦安QA-I剖面早-中中新世代表性黄土和古土壤层样品开展了初步的正构烷烃分析,并与前人发表的不同时期的风成沉积和水成沉积代表性样品进行对比.结果显示:(1)QA-I剖面中的正构烷烃碳数分布范围为C_(14)~C_(35),其中来源于微生物的低碳数部分(C_(14)~C_(20))的含量明显高于来自高等植物叶蜡的高碳数部分(C_(26)~C_(35)),主峰碳处于C_(16)~C_(18),中碳数部分(C21~C_(25))的相对含量最低,这些特征与第四纪黄土及晚中新世-上新世三趾马红土中一些强发育的古土壤层类似,但与弱风化的黄土和三趾马红土及水成沉积明显不同;(2)QA-I剖面样品的高碳数部分虽具有一定的奇偶优势,但碳优势指数(CPI)明显较各类风化较弱的样品低.上述结果显示,秦安中新世风尘红土堆积经历了较强烈的风化成壤和微生物作用,导致其中的长链正构烷烃较显著的氧化和降解,并以微生物贡献的短链正构烷烃为主.微生物对全岩有机质(TOC)的贡献以及对TOC碳同位素的影响需在古环境重建中予以充分考虑.