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
发布时间：2021-01-29 02:59
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.
【文章来源】：中国科学:地球科学. 2016,46(02)北大核心
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
青海湖QH-2011钻孔全新世以来GDGTs含量和BIT的变化
中IPLbGDGTs(即带有极性头基团的bGDGTs)的相对含量比周边土壤中的要高.最近一些其他湖泊的研究结果也表明湖泊沉积物的IPLbGDGTs含量较高(Tierney等,2012;Buckles等,2014b,Huguet等,2015).尽管IPLGDGTs不能完全表示活体生物量(Schouten等,2010),但是如果认为湖泊中的bGDGTs只来自于周边土壤,那么沉积物中相对较高含量的IPLbGDGTs是无法解释的(Buckles等,2014b).此外,对比青海湖表层沉积物和周边土壤的BIT值,我们发现虽然离岸沉积物的BIT值比周边土壤的BIT值要高,但水深<1m的近岸沉积物的BIT值通常比土壤的BIT值要高(图2(a)).因此,即使近岸沉积物的奇古菌醇完全来自土壤,也必定存在湖泊自生的bGDGTs,它们导致了这些沉积物中的BIT值增高.总之,尽管目前尚不能排除陆源土壤输入对青海湖bGDGTs的贡献,然而青海湖中确实存在着自生图2青海湖中BIT与水深的关系以及GDGTs含量与水深的关系数据来自Wang等(2012).为便于对比,(a)中也给出了周边土壤的BIT值的bGDGTs.这会妨碍在该湖中应用BIT指标来示踪土壤有机质的输入.因此,有必要进一步研究青海湖中影响BIT的环境因素,而不能简单地将其当作陆源有机质输入的指示(Wang等,2012).4.3奇古菌醇对BIT指标的控制在QH-2011钻孔中,表示bGDGTs与奇古菌醇相对含量的BIT指标变化显著,而且BIT的变化与奇古菌醇含量的变化非常一致(图1).相比之下,bGDGTs的含量比较稳定(图1).我们也注意到青海湖表层沉积物中奇古菌醇含量随水深的增加而升高,但bGDGT含量随水深变化不明显(图2(b)),这导致BIT随水深增加而降低(图2(a)).因此,在青海湖沉积物中BIT的变化似乎主要受控于奇古菌醇含量的变化,而bGDGTs则类似背景的信号.我们将QH-2011钻孔的这两类GDGTs分别与BIT做相关性分析时,奇古菌醇含量对BIT的控制作
缤?所示,奇古菌醇含量与BIT有很强的负相关关系(R2=0.85),而bGDGTs含量与BIT的关系相对较弱(R2=0.57).BIT与奇古菌醇含量的显著的相关关系在40余个非洲湖泊表层沉积物中(Tierney等,2010),以及Challa湖(SinningheDamsté等,2012;Buckles等,2015)、Baikal湖(Fietz等,2011)和一些海洋环境(Fietz等,2011;Smith等,2012)的钻孔沉积物中也都有报道.4.4青海湖中水深对BIT的作用由于青海湖中BIT的变化主要取决于奇古菌醇的产量,而后者与水深密切相关(Wang等,2014),我们推断该湖中BIT的变化也受湖水深度变化的显著影图3QH-2011钻孔上部4.35m样品BIT与GDGTs含量的关系
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国土壤pH对微生物四醚膜脂分布特征及陆源输入指数BIT的影响[J]. 杨欢,丁伟华,王金祥,金承胜,何钢强,秦养民,谢树成. 中国科学:地球科学. 2012(05)
[2]Environmental changes during the past 13500 cal. a BP deduced from lacustrine sediment records of Lake Qinghai, China[J]. SIROCKO Frank. Chinese Journal of Geochemistry. 2011(04)
[3]青海湖全新世以来古环境参数的研究[J]. 张彭熹,张保珍,钱桂敏,李海军,徐黎明. 第四纪研究. 1994(03)
[4]青海湖湖水化学演化的初步研究[J]. 孙大鹏,唐渊,许志强,韩智明. 科学通报. 1991(15)
[5]青海湖冰后期以来古气候波动模式的研究[J]. 张彭熹,张保珍,杨文博. 第四纪研究. 1989(01)
本文编号：3006154
【文章来源】：中国科学:地球科学. 2016,46(02)北大核心
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
青海湖QH-2011钻孔全新世以来GDGTs含量和BIT的变化
中IPLbGDGTs(即带有极性头基团的bGDGTs)的相对含量比周边土壤中的要高.最近一些其他湖泊的研究结果也表明湖泊沉积物的IPLbGDGTs含量较高(Tierney等,2012;Buckles等,2014b,Huguet等,2015).尽管IPLGDGTs不能完全表示活体生物量(Schouten等,2010),但是如果认为湖泊中的bGDGTs只来自于周边土壤,那么沉积物中相对较高含量的IPLbGDGTs是无法解释的(Buckles等,2014b).此外,对比青海湖表层沉积物和周边土壤的BIT值,我们发现虽然离岸沉积物的BIT值比周边土壤的BIT值要高,但水深<1m的近岸沉积物的BIT值通常比土壤的BIT值要高(图2(a)).因此,即使近岸沉积物的奇古菌醇完全来自土壤,也必定存在湖泊自生的bGDGTs,它们导致了这些沉积物中的BIT值增高.总之,尽管目前尚不能排除陆源土壤输入对青海湖bGDGTs的贡献,然而青海湖中确实存在着自生图2青海湖中BIT与水深的关系以及GDGTs含量与水深的关系数据来自Wang等(2012).为便于对比,(a)中也给出了周边土壤的BIT值的bGDGTs.这会妨碍在该湖中应用BIT指标来示踪土壤有机质的输入.因此,有必要进一步研究青海湖中影响BIT的环境因素,而不能简单地将其当作陆源有机质输入的指示(Wang等,2012).4.3奇古菌醇对BIT指标的控制在QH-2011钻孔中,表示bGDGTs与奇古菌醇相对含量的BIT指标变化显著,而且BIT的变化与奇古菌醇含量的变化非常一致(图1).相比之下,bGDGTs的含量比较稳定(图1).我们也注意到青海湖表层沉积物中奇古菌醇含量随水深的增加而升高,但bGDGT含量随水深变化不明显(图2(b)),这导致BIT随水深增加而降低(图2(a)).因此,在青海湖沉积物中BIT的变化似乎主要受控于奇古菌醇含量的变化,而bGDGTs则类似背景的信号.我们将QH-2011钻孔的这两类GDGTs分别与BIT做相关性分析时,奇古菌醇含量对BIT的控制作
缤?所示,奇古菌醇含量与BIT有很强的负相关关系(R2=0.85),而bGDGTs含量与BIT的关系相对较弱(R2=0.57).BIT与奇古菌醇含量的显著的相关关系在40余个非洲湖泊表层沉积物中(Tierney等,2010),以及Challa湖(SinningheDamsté等,2012;Buckles等,2015)、Baikal湖(Fietz等,2011)和一些海洋环境(Fietz等,2011;Smith等,2012)的钻孔沉积物中也都有报道.4.4青海湖中水深对BIT的作用由于青海湖中BIT的变化主要取决于奇古菌醇的产量,而后者与水深密切相关(Wang等,2014),我们推断该湖中BIT的变化也受湖水深度变化的显著影图3QH-2011钻孔上部4.35m样品BIT与GDGTs含量的关系
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国土壤pH对微生物四醚膜脂分布特征及陆源输入指数BIT的影响[J]. 杨欢,丁伟华,王金祥,金承胜,何钢强,秦养民,谢树成. 中国科学:地球科学. 2012(05)
[2]Environmental changes during the past 13500 cal. a BP deduced from lacustrine sediment records of Lake Qinghai, China[J]. SIROCKO Frank. Chinese Journal of Geochemistry. 2011(04)
[3]青海湖全新世以来古环境参数的研究[J]. 张彭熹,张保珍,钱桂敏,李海军,徐黎明. 第四纪研究. 1994(03)
[4]青海湖湖水化学演化的初步研究[J]. 孙大鹏,唐渊,许志强,韩智明. 科学通报. 1991(15)
[5]青海湖冰后期以来古气候波动模式的研究[J]. 张彭熹,张保珍,杨文博. 第四纪研究. 1989(01)
本文编号：3006154
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