古菌生物标志物古海水温度指标TEX86研究进展

TEX86是最近几年提出的一个古海水温度重建指标,它是基于由古菌的一个分支Marine Crenarchaeota所产生的一组生物标志物(GDGTs)的比值。培养实验、水体颗粒物及大洋表层沉积物的研究结果都显示,温度是TEX86指标的主要影响因素,而盐度、营养盐等其他环境因子对TEX86指标无明显影响。由于陆源物质中也含有少量GDGTs,TEX86重建近海温度记录会有较大的误差。但是TEX86和另一个生物标志物指标BIT的同时测定也使TEX86用于近海古温度重建。与通常用的U37K'古海水温度指标相比,TEX86指标可以应用于高于29℃的高温海域,目前已被成功地应用于地质历史中高温期古海水温度的重建。TEX86指标将为重建西太平洋古温度记录提供一种有效的方法。     

长江口邻近陆架区表层沉积物的木质素分布和有机物来源分析

对长江口邻近陆架区表层沉积物的有机物进行碳、氮元素、碳稳定同位素和木质素测定,以分析其物质来源,特别是陆源有机物的迁移埋藏。结果表明,碳与氮含量的比值为6.2~7.7,δ13C为-19.9×10-3~-22.4×10-3。8种木质素酚单位的总含量(相对于总有机碳)为0.15×10-2~1.56×10-2mg/mg,显著低于长江口门处的2.50×10-2mg/mg。香草基酚类的酸醛比平均值为0.90,表明该海区的陆源有机物是高度降解的;紫丁香级酚类与香草基酚类的含量之比为(0.78±0.35),肉桂基酚类与香草基酚类的含量之比为(0.13±0.08),表明这些陆源有机物源于草本和木本混合的被子植物。31.5°N以南站位木质素的降解程度比北部的高,草本植物源的贡献更大,被子植物的主导优势也更明显;长江输入的有机物以沿岸堆积为主,具有显著的离岸降低趋势。在31.5°N以北的陆架区,虽然近岸站位陆源有机物的贡献显著高于其他站位,但其他站位并没有离岸递减趋势。这种南北分布差别可能是由海流条件和水深梯度的差异引起的。计算结果显示,该海区表层沉积物中的陆源有机物占总有机物的5%~57%,且主要来自土壤有机质。     

山东半岛东北岸近海表层沉积物中木质素的分布特征及有机物来源

山东半岛东北岸近海是黄河入海泥沙向外输送的主要通道和重要沉淀区,探讨该海域沉积物中木质素的分布特征和有机物来源,对理解其中记录的环境演变信息具有重要意义.本文通过分析该海域表层沉积物中总有机碳(TOC)、总氮(TN)、碳稳定同位素(δ13C),并结合木质素及其特征参数,研究了其中有机物的来源,以及木质素的分布、植被来源和降解程度.结果表明,海源有机物是山东半岛东北岸近海表层沉积物中有机物的主要来源,有机物的分布特征受河流输入和海洋环流的共同影响.被子植物草本和木本组织是木质素的主要植被来源,酸醛比值表明表层沉积物中木质素都经历了较高程度的降解.     

应用生物标志物参数定量判识热水沉积古环境

利用气相色谱-质谱(GC-MS)对西成矿田泥盆系热水沉积岩和重庆城口震旦系正常沉积岩中的生物标志物进行了测定,并通过多元统计方法对两种环境中的多种生物标志物参数进行了聚类和判别分析。结果表明:(1)热水沉积岩和正常沉积岩中的有机质饱和烃/芳烃平均值分别为4.64和1.10,正构烷烃的碳优势指数CPI平均值分别为1.35和1.11,ΣnC22-/ΣnC22+为3.17和0.74,nC21+22/nC28+29平均值分别为4.29和1.61,Pr/Ph平均值分别为0.44和0.28,C29-/C30+平均值分别为7.41和0.98,C21/αβC30平均值分别为4.32和0.31。(2)热水沉积岩中的有机质具有高饱和烃、低芳烃,饱和烃馏分中低分子量生物标志物含量较高而高分子量生物标志物含量较低的特点。ΣnC22-/ΣnC22+和nC21+22/nC28+29可能反映西成矿田硅质岩形成时的特殊的热水沉积古环境,三环萜烷C21/αβC30藿烷值可能是热水沉积环境的一个较好的指标。(3)以ΣnC22-/ΣnC22+、nC21+22/nC28+29、Pr/Ph和C30αβ藿烷/ΣC29甾烷4个参数建立的两类判别函数可以定量判识热水沉积古环境。     

木质素的生物降解及其对陆源有机碳指示作用的影响

海洋沉积物中的木质素是陆源有机碳输入的良好标志物,但在迁移埋藏的过程中会发生生物降解,对其指示作用产生影响。本文简要介绍了木质素的结构、指示参数、降解木质素的微生物和降解机理,重点介绍了生物降解过程中木质素参数的变化及对其指示作用的影响,并总结了解决这一问题的方法,指出必须采用多种方法的结合,获取更多的信息才能保证结果的正确性。     

类脂生物标志物重建近150年来东海陆架区DH5-1站位浮游植物生态结构及陆源输入的变化

类脂生物标志物法已被广泛应用于古海洋环境研究,但是在东海利用类脂生物标志物法重建浮游植物生产力、群落结构以及陆源输入的研究还很缺乏。本文选取东海陆架区的DH5-1岩芯进行类脂生物标志物分析,利用各种类脂生物标志物的沉积通量及相对比例重建了东海陆架区近150a来浮游植物生产力和群落结构以及陆源输入的变化。结果表明:(1)DH5-1站位的浮游植物生产力在过去80年呈上升趋势,群落结构在过去近百年有甲藻比例升高,硅藻比例降低的趋势,而颗石藻比例在低值范围波动;(2)用于指示生活污水污染的两种指标(粪醇含量,粪醇/(粪醇+二氢胆固醇)比值)的值都很低,表明近150a来此站位基本未受人类生活污水污染;(3)陆源高等植物输入在1970年前是增加的,1970年后输入减少,陆源有机质指标TMBR指示近150a来陆源输入相对海源是减少的。DH5-1站位生产力的提高可能与长江冲淡水营养盐的增加和东亚冬季风的增强有关,群落结构的改变可能与近年来冲淡水的Si/N降低有关,研究区域40年来陆源有机质相对比例的减少主要与人类建坝活动增强有关。     

南黄海表层沉积物中正构烷烃的组成特征、分布及其对沉积有机质来源的指示意义

黄海是1个重要的碳汇,其沉积物有机质来源复杂多样,而且在碳循环中的作用不同。边缘海有机质来源的定量估算是碳循环研究中的1个重要内容。正构烷烃是1种常用的指示有机质来源的生物标志物。本文对南黄海63个表层沉积物中正构烷烃的分布及其组成特征进行分析,并与其它生物标志物指标进行对比。结果显示,南黄海区域表层沉积物中正构烷烃多呈现双峰群分布,前峰群短链烷烃无明显奇偶碳数优势,主要来自海洋浮游藻类和细菌;后峰群长链烷烃具有奇碳数优势,主要来自于陆地高等植物,其中草本植物和木本植物来源所占比例相近。短链和长链正构烷烃在黄海中部都有高值分布,主要受中部细颗粒沉积物的吸附作用及较低的沉积速率影响。陆源海源烷烃含量比(∑T/∑M)和陆源海源优势烷烃含量比(TAR)对沉积有机质来源的指示是一致的,北部和近苏北沿岸处有高比值分布,指示有较高的陆源输入;低比值区分布于中南部,指示陆源输入较少。∑T/∑M(以及TAR)与生物标志物指标(∑T/1.5∑B)的分布趋势相似,只是北部高值区相对明显程度有所差别,可能与北部细菌作用较强、水深较大导致短链正构烷烃降解程度较大有关。     

脂类生物标志物在海洋环境中的应用与研究进展

海洋沉积物中的脂类生物标志物可以提供丰富的信息,包括有机物质源,沉积过程的古环境条件等。由于脂类生物标志物提供的信息准确、稳定,成为研究海洋环境的有力工具。本文介绍了其在古气候效应、河口系统的有机物质检测、降解以及污染物溯源的研究应用进展。     

南海东北部冷泉区沉积物中有机质来源的生物标志物分析与环境指示意义

Multi-biomarker indexes were analyzed for two piston cores from potential cold seep areas of the South China Sea off southwestern Taiwan. Total organic carbon(TOC) normalized terrestrial(n-alkanes) and marine(brassicasterol, dinosterol, alkenones and iso-GDGTs) biomarker contents and ratios(TMBR, 1/Pmar-aq, BIT) were used to evaluate the contributions of terrestrial and marine organic matter(TOM and MOM respectively) to the sedimentary organic matter, indicating that MOM dominated the organic sources in Core MD052911 and the sedimentary organic matter in Core ORI-_(86)0-22 was mainly derived from terrestrial inputs, and different morphologies were the likely reason for TOM percentage differences. BIT results suggested that river-transported terrestrial soil organic matter was not a major source of TOM of sedimentary organic matter around these settings.Diagnostic biomarkers for methane-oxidizing archaea(MOA) were only detected in one sample at 172 cm depth of Core ORI-_(86)0-22, with abnormally high iso-GDGTs content and Methane Index(MI) value(0.94). These results indicated high anaerobic oxidation of methane(AOM) activities at or around 172 cm in Core ORI-_(86)0-22.However in Core MD052911, MOA biomarkers were not detected and MI values were lower(0.19–0.38), indicated insignificant contributions of iso-GDGTs from methanotrophic archaea and the absence of significant AOM activities. Biomarker results thus indicated that the discontinuous upward methane seepage and insufficient methane flux could not induce high AOM activities in our sampling sites. In addition, the different patterns of TEX_(86) and U_(37)~(K′) temperature in two cores suggested that AOM activities affected TEX_(86)37 temperature estimates with lower values in Core ORI-_(86)0-22, but not significantly on TEX_(86) temperature estimates in Core MD052911.     

黄河下游-河口-邻近海域表层沉积物中木质素的特征及其示踪意义

河流输入的陆源有机碳在河口和陆架区的生物地球化学过程是全球碳循环的重要环节,对陆源有机质的输入量的估算是研究陆架区的生物地球化学过程的基础。黄河输沙量极大,为探究其携带的陆源有机质对陆架边缘海有机碳库的影响,以黄河河口及邻近渤海海域为研究对象,分析了表层沉积物中的木质素,结合总有机碳含量、总氮含量和有机碳稳定同位素评估了表层沉积物中有机碳的组成、来源和分布。8种木质素酚单体中,紫丁香基酚类(S)与香草基酚类(V)的含量比值S/V(0.63±0.31)和肉桂基酚类(C)与香草基酚类含量比值C/V(0.25±0.15),反映出研究区陆源有机碳主要来自草本被子植物。V系列中木质素酸(Ad)与木质素醛(Al)的比值(Ad/Al)V较高(0.53±0.14),表明陆源有机质的降解程度较高。利用稳定碳同位素比值δ13C和木质素含量Λ8相结合的土壤有机质-陆生维管植物-水生有机质三端元模型对陆源有机物的贡献的分析结果显示,土壤有机质、陆源维管植物和水生有机质的平均贡献分别为59.9%±15.0%、7.3%±7.0%、32.8%±11.8%。土壤在陆源有机质中的贡献占有绝对优势,可能与该区域沉积物的主要源区——黄土高原植被覆盖率低、土壤侵蚀严重有关。     

海底热液喷口区类脂物生物标志化合物研究进展

类脂物生物标志化合物(简称类脂物生标)记录了原始生物母质的分子组成信息,是研究极微生物群落、探索生命起源与演化的重要载体。综述了海底热液喷口区类脂物生标的主要研究进展,重点探讨烷烃、脂肪酸、醚类生标的应用及科学意义。类脂物生标研究表明,海底热液喷口区具有独特而又丰富的生物群落,喷口区动物群落与其他深海环境相似物种在饮食结构上有明显差别,它们主要捕食化能自养细菌或古细菌,且不同物种所捕食的微生物种类也具有选择性。为应对喷口区的极端物化环境,热液细菌和古菌形成了独特细胞分子组构。类脂物生标及单体同位素组成显示,喷口区存在嗜热型氨氧化和甲烷缺氧氧化古菌活动,在热液流体富H2的情况下硫酸盐还原菌与产甲烷古菌能够共存,碳限制条件下能产生富13C (-11.8‰~+3.6‰PDB)的类脂物生标。类脂物生标对于揭示热液微生物种群与营养关系、指示热液环境条件、反映热液区甲烷代谢作用以及探索生命起源与进化过程具有重要的研究意义,今后还需加强其应用范围及相关指示性机理等方面的研究。     

海水入侵调查方法研究进展

综述了国内外海水入侵调查方法,总结了水化学方法、水位观测、地球物理勘测方法、同位素示踪法在海水入侵监测和调查中的研究进展,指出各类方法在应用中应注意的问题,提出未来仍需积极探索不同的海水入侵调查方法,发展延时性地球物理勘测方法、应用新的同位素示踪剂等,同时联用多种调查方法,以获得可靠的结果。     

基于综合生物标志物响应评价苯并芘对脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)的毒性效应

苯并[a]芘(Ba P)是一类典型多环芳烃(PAHs)污染物。为了定量评价Ba P对脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)的毒性效应,采用水体暴露实验,研究了脊尾白虾肝胰脏、肌肉组织的5种生物标志物(EROD、GST、SOD、CAT、MDA)对Ba P暴露的响应,并应用综合生物标志物响应(IBR)定量评价了Ba P对肝胰脏、肌肉组织的毒性差异。结果显示:肝胰脏、肌肉组织的EROD、GST、SOD、CAT活性整体呈现诱导-抑制的规律性变化,除了0.05μg/L实验组CAT外,其余各实验组肝胰脏组织生物标志物活性在实验结束时均显著高于对照组(P0.05),除了0.45μg/L实验组EROD、CAT外,其余各浓度组肌肉组织生物标志物活性在实验结束时均与对照组无显著性差异(P0.05),MDA含量呈现持续上升的趋势,在实验结束时各实验组均显著高于对照组(P0.05);IBR值存在时间效应和剂量效应。研究结果表明,肝胰脏、肌肉组织对Ba P的暴露响应存在差异性,肝胰脏生物标志物综合应激活性高于肌肉组织。     

放射虫研究在古海洋学中的进展

放射虫是海洋微体古生物的一个重要类群 ,广泛分布于从赤道至两极的各种海域 ,同时垂直分布于从表层到上千米深的水层中 ,其分布格局和群落结构受水体温度、盐度、生物产量和营养盐含量等环境因素控制 ,又与水体的迁移交换密切相关［１］。沉积物中的放射虫化石蕴含着丰富的古生态、古海洋环境等地质历史信息 ,其丰富的种类性、极高的分异度和对突发性海洋 气候事件的灵敏反应 ,对建立高分辨率地层层序、恢复古气候及重建高精度短时间序列的古环境具有重要意义。特别是其不易溶的硅质壳 ,在ＣＣＤ以下的深海区具有其他钙质类微体化石不可替…     

从海洋角度看中国大地构造编图进展

大地构造图反映着作者对大地构造演化过程和动力机制的理解,往往以某种大地构造观点为指导。经历了20世纪七八十年代百家争鸣的大地构造编图时代以后,随着板块构造理论的引进,各家观点在承认板块构造理论的同时,表述各有侧重。地质地球物理调查是大地构造编图的资料基础,近年来,调查资料无论在数量上还是在精度上,都有较大的突破。但是,海区的大地构造编图还存在一些问题,就是海区调查研究基础与陆区相比还相对薄弱,近十年来海区的地调科研成果也没有表现在大区域的,尤其是涵盖全海区或整个中国海陆的大地构造图上。多种地球物理资料的综合研究,可以作为中国海陆大地构造对比和研究的纽带,地质、地球物理和地球化学方法和资料的综合应用,可作为大地构造编图的重要基础。从一个海洋地质构造工作者的角度,在阐释对我国大地构造编图的历史、观点、资料、成果及努力方向理解的基础上,希望通过正在执行的"中国海陆大地构造格架图",为编制中国大地构造图的思路做一个新探索。     

我国沼泽研究的进展

本文对我国沼泽研究的进展分五个方面作了总结:(1)通过对全国沼泽和泥炭的综合考察,查清了其分布、类型、成因、发育历史及资源储量;(2)综述了沼泽体的水文、气候、植被、土壤、动物、化学结构、制图、模型等方面的研究成就;(3)总结和提出具有中国沼泽特点的若干基本理论观点;(4)阐明了沼泽可以改造为农田、育林地、牧场,泥炭综合利用以及建立人工生态系统等开发途径,并强调其保护;(5)阐述沼泽考察和研究中,遥感技术和实验技术的应用。     

大黄素的化学修饰研究进展

大黄素是许多中药材中的重要活性物质,具有广泛的用途和应用前景.该文综述了近几十年来大黄素的化学修饰研究进展,为大黄素的进一步开发利用提供了参考.     

全球海洋地球化学调查进展

地球化学参数是与气候、环境、生态、资源等关系最为密切的指标之一,过去几十年中在矿产资源勘查、环境保护等领域得到了充分应用。海洋地球化学调查和研究工作也在不断深入,但缺少类似陆地地球化学填图那样系统的专项工作,对全球海洋资源、环境的评估与研究的支撑作用仍不够明显,元素含量及同位素组成等在全球海洋中的分布趋势仍认识不足。笔者对全球海洋沉积物、岩石、结核结壳和水体的无机地球化学调查进展进行了系统梳理,全面介绍了目前已开展的工作和取得的主要成果,以期为全球尺度地球化学研究提供重要参考。