最近13ka以来长江中游古水文变化

长江中游是旱涝灾害频发区,但人们对该地区的古水文变化规律了解得很少.基于长江中游地区的大九湖泥炭沉积和 清江和尚洞石笋研究,综合集成4个古水文代用指标,重建了本地区13ka以来的古水文,探讨其变化规律,识别出持续时间 达千年以上的3个长时间尺度的较干时期(11.7~10.7kaBP、6.4~5.5kaBP、4.0~3.0kaBP)和3个长时间尺度的湿润期 (13.0~11.7kaBP、8.7~6.4kaBP、3.0~1.7kaBP).其中,8.7~6.4kaBP的长时间湿润期可能具有大区域性乃至全球性的特 点(全新世大暖期),对应于以定居的村落为规模的水稻种植发展.随后的6.4~5.5kaBP的长时间较干时期也具有大区域性 乃至全球性的特点,对应地出现了复杂的、具有国家性质的社会.长时间的湿润期之前或之后出现了长时间较干时期.此外,还 识别出5个短时间尺度的较干时期(9.8~9.2kaBP、9.0~8.7kaBP、5.0~4.2kaBP、1.7~1.1kaBP、0.7~0.0kaBP)与5个短 时间尺度的湿润期(10.7~9.8kaBP、9.2~9.0kaBP、5.5~5.0kaBP、4.2~4.0kaBP、1.1~0.7kaBP).长江中游地区大部分较 干时期表现出暖干的特点,这与北方的冷干现象不同.同时,湿润气候既可以出现在温暖时期,也可以出现在寒冷时期,水热配 置存在不稳定性.尽管古温度与古水文的关系比较复杂,但当温度从一种状态向另一种状态转变时,长江中游地区的干旱程度 加剧.长江中游古水文对古文化产生重要影响.      

天目山泥炭类脂物记录的微生物特征和植被演替

为进一步了解泥炭中微生物特征和植被的变化,对采自浙江天目山的样品进行了类脂生物标志物与有机碳同位素(δ13Corg)的测定。有机碳δ13Corg值整体偏负,显示C3植物占优势的特点。正构烷烃的分布特征表明,大多数样品来源于陆生高等植物和低等菌藻类生物,其中高碳数正构烷烃主要以C29为主峰,显示植被类型以木本植物为主,但草本植物的相对比例也发生了多次变化,且这种变化与有机质的相对贡献量密切相关。在深度100~68cm,不同来源的有机质,特别是低等菌藻类的相对贡献量都相对较少;在深度68~30cm,低等菌藻类生物的贡献逐渐变大;而表层泥炭的有机质主要来源于高等植被,菌藻类的输入较少。泥炭有机碳同位素与类脂生物标志物的综合特征表明,该区植被经历了几次明显变化,并据此可将研究区中全新世以来环境演化分为早(4100~3200aB.P.)、中(3200~700aB.P.)、晚(700aB.P.以来)三个环境演化阶段,其结论与前人的环境演化与全球气候变化研究具有较好的可比性。     

湖北清江和尚洞洞顶植物叶片和土壤的类脂物对比及其意义

用GC-MS对湖北清江岩溶地区和尚洞洞顶植物叶片与该洞上覆土壤层中的类脂物进行了分析和对比。在植物叶片中检测出了一系列直链烷烃、脂肪酸、以及丙三醇、植醇和甾醇等类脂物,其中直链烷烃的碳数分布范围大体在C21～C36之间,以C29或C31为主峰且具有奇偶优势;脂肪酸的分布主要集中在中、短链脂肪酸内（C数<23）,以C16为主峰呈单峰型分布且具有偶奇优势;醇的分布很不规则,仅检测出丙三醇,植醇和三种甾醇,没有检测到脂肪酮类化合物。与之相比,洞顶上覆土壤层中检测出更加丰富的类脂物。类脂物具有如下特征:正构烷烃以C31为主峰,还存在低碳数正构烷烃和异构烷烃,如2-甲基、3-甲基、4-甲基、5-甲基、6-甲基、7-甲基、8-甲基等一系列的单甲基支链烷烃,这些支链烷烃显示了微生物的贡献;脂肪酸分布也以低碳数的C16为主峰,且低碳数脂肪酸的含量较植物叶片中明显的增加,同时一些异构和反异构脂肪酸（C14∶0,C15∶0和C17∶0）以及一些单不饱和脂肪酸（C16∶1,C17∶1,C18∶1和C20∶1）也被检测到,也表明土壤中的脂肪酸不仅存在高等植物的贡献,还存在微生物的来源;没有植醇,但出现姥鲛烷和植烷并检测到了一系列脂肪醇化合物,碳数分布在C21～C36之间;检测到一系列的酮,具有奇偶优势,碳数分布范围在C23～C30和C33。高等植物叶片和土壤的差异反映了微生物对高等植物类脂物输入到土壤过程的重要贡献。本研究工作不仅提供了该岩溶地区植物叶片的类脂物信息,还为研究土壤有机质的来源和植物叶片中类脂物在地质过程中的转变提供信息,更为研究岩溶地区滴水和石笋中类脂物的来源提供一定的参考。     

激光探针质谱研究新进展

激光探针质谱 最近发展起来的分析微量地质样口同位素和高空间分辨率的新方法,介绍了激光探针质谱的基本原原理和间述了国内外的研究进展及其在同位素地质年代学和稳定同位素地球化学方面的应用状况。     

重庆凉风垭剖面二叠-三叠系界线层碳同位素变化特征

重庆凉风垭二叠-三叠系界线剖面64个碳酸盐样品碳同位素值测试结果显示,在界线附近碳同位素值出现3次负异常,第1次负异常出现在第37层,考虑到该层是灰岩透镜体与黏土岩的混合层,此次异常有待进一步验证;第2次负异常出现在第40层,此次异常是δ(13C)值偏移幅度最大的1次(1.5‰),在该层大量生物灭绝;第3次负异常出现在第44层.凉风垭界线剖面碳同位素值的3次负异常与生物变化的对比表明,碳循环的多次变化与生物危机相伴,生物危机期间环境处于不稳定状态.     

石笋微层研究及其气候意义

在分析石笋微层形成机理的基础上,介绍了石笋微层厚度测量的主要方法及影响因素.结合U-Th系定年与显微镜镜下计数,对采自长江中游清江和尚洞的一支正在生长的年轻石笋进行了初步的微层厚度测量,结果显示生长于该地区的石笋非常适合于微层研究,并就石笋微层研究对古气候重建的重要意义及该领域的发展趋势进行了探讨.     

分子地质微生物学研究方法述评

微生物在诸如海洋、湖泊、土壤、冰川、洞穴等许多生态系统的地质过程中发挥着重要作用,国际上对一些单个生态系统的地质微生物研究进展及微生物类脂物碳同位素组成与碳循环的关系等已部分地进行了总结。从分子水平上总结了地质微生物研究进展,着重从核酸（16S rRNA、DNA）和类脂物（磷脂酸、藿醇）两大方面评述了分子地质微生物学的研究,重点剖析了地质历史时期的甲烷氧化细菌、绿硫细菌、蓝细菌等一些重要微生物类群的类脂物分子标志化合物特征,揭示了当今分子地质微生物研究领域最新的研究方法及其发展动态,指出单体稳定同位素研究和放射性同位素示踪的结合将使分子地质微生物学研究进入一个崭新阶段。     

Variation in Solvent-Extractable Lipids and n-Alkane Compound-Specific Carbon Isotopic Compositions with Depth in a Southern China Karst Area Soil

Because literatures about the lipid compositions of modern soils in karst areas are scarce,we have studied the soil horizons overlying the Heshang(和尚) Cave that has provided paleoclimate records from speleothem lipid contents.Our analysis reveals a series of n-alkanes,free fatty acids,n-alkanols and n-alkan-2-ones distribution and relative abundance changing with the depth,and in which the ratios of the lower molecular weight to higher molecular weight n-alkanes,free fatty acids,n-alkanols and n-alkan-2-one...     

鄱阳湖沉积物近8ka来有机质碳同位素记录及其古气候变化特征

通过对鄱阳湖沉积物的高密度采样和有机质碳同位素分析,讨论了鄱阳湖近 8 ka来的古气候环境.鄱阳湖沉积物有机质δ 13C值为-22.42‰～-32.42‰,属 C3类植物来源.暖湿期δ 13C值相对偏负;冷(凉)干期δ 13C值相对偏正.这些记录表明,鄱阳湖近 8 ka来经历了 4次暖湿和 4次冷(凉)干的气候环境变化, 7 900～3 660 a B.P.、3 440～2 990 a B.P.、2 940～2 170 a B.P.、1 820～6 50 a B.P.属相对温暖湿润的气候环境;3 660～3 440 a B.P.、2 990～2 940 a B.P.、2 170～1 820 a B.P.、650～200 a B.P.为相对冷凉干旱的气候环境,自 200 a B.P.(1 750 A.D.)以来湖区气候开始转暖.暖湿期持续时间较长,冷(凉)干期持续时间较短,1 000 a B.C.左右为一次重要的气候变冷事件.我国全新世几个特征性气候在湖区均有不同的显示,并与孢粉、硅藻、历史记录所反映的古气候环境对应性较好,可以作为恢复古气候变化的灵敏指标.