西澳近岸Cygnet Bay海湾环境变化的百年反演
发布时间：2021-04-02 00:43
海岸带是地球上最为重要的生态以及社会-经济体系之一。人类活动与气候变化压力下,近岸生态系统的衰退特征与机制是国际热点研究内容。然而,受海洋生态环境调查数据的限制,难以开展生态系统的长期演变规律研究。本研究利用古生态学技术,结合碳、氮稳定同位素及生物标志物多个参数,重建了西澳北部Kimberley地区Cygnet Bay珍珠贝养殖对生态系统的影响过程。研究结果不仅揭示了该区域长时间养殖活动对生态环境的影响,而且改进了沉积物中碳、氮稳定同位素的前处理方法。主要研究成果表述如下:（1）针对澳大利亚西海岸沉积物中富含碳酸盐的特点,改进了前处理方法,减少了酸化过程对海洋沉积物δ13C分析的影响,为分析海洋沉积物δ13C提供合理、可靠的前处理方法。研究结果表明,酸洗法中6%H2SO3和1 mol/L H3PO4并不能完全去除较高无机碳含量样品中的无机碳酸盐;2 mol/L HCl对去除海洋沉积物中不同无机碳含量更为理想;酸蒸法并不适用于无机碳含量较高的沉积物样品,无机碳含量较低的沉积物样品,9小时酸蒸较为适宜;非原位酸洗不仅避免了水洗过程中酸溶性有机物的流失,而且降低了残留酸...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院烟台海岸带研究所)山东省
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
研究区域（CygnetBay）
图 1-2 本论文中涉及的 GDGTs 分子结构图Fig. 1-2 Structures of GDGTs used in this study目前识别的GDGTs有类异戊二烯Isoprenoid GDGTs从GDGTs-0到GDGTs-8（数字 0-8 代表环戊烷数），和含有 C 骨架的支链 branched GDGTs 如 Damsté等（2000）命名的 GDGT-I 和 GDGT-II 及其同分异构体 GDGTsIII、IIIa 和 IIIb 等（Schouten et al., 2000）。GDGTs 在现代环境中主要有 GDGTs-0，泉古菌醇（Crenarchaeol）以及 branched GDGTs。在开放的海域（不包括封闭的海湾和河口）主要以 GDGTs-0 和 Crenarchaeol 以及少部分 branched GDGTs，说明Thaumarchaeota 为 GDGTs 的主要来源，而在土壤中主要以 branched GDGTs 为主，说明 branched GDGTs 与陆源环境有关，这也是导致近海域相比于外海 branchedGDGTs 含量相对较高的原因（Blaga et al., 2009）。基于 branched GDGTs 主要来源于陆地环境，而 Crenarchaeol主要来源于海洋环境，Hopmans 等（2004）首次定义 BIT 定量陆地土壤有机质在海洋沉积物中总有机质中的贡献比例，公式为：
比如 Seki等（2009）用 BIT 示踪 160 kyr 以来 Amur River 向 Okhotsk 的输入量变化。除了 BIT 指数外，Xing 等（2011）根据陆源生物标志物长链烷烃（C27、C29和 C31）以及海源生物标志物菜子甾醇、甲藻甾醇和 C37不饱和烯酮的比值，提出了 TMBR（Terrestrialand Marine Biomarker Ratio）指标，示踪海洋沉积物中陆源有机质的贡献比例，其公式为 1-2（Xing et al., 2011）。澳大利亚西北部的Kimberley 边缘分布有丰富的石油和天然气资源，自 1967s 以来钻井平台和开采公司迅速增加，在运输或生产过程中部分石油会泄露到海洋环境中（Burns et al.,1999）。并且在 Cygnet Bay 的部分样品中检测到部分未知的碳氢化合物（UCMunresolved complex mixture），其含量为 1-81 ng/g，可能指示石油污染（图 1-3）。因此，本研究用 C28、C30和 C32OH 长链正构醇替代长链烷烃 C27、C29和 C31。另外，本研究样品中未检测到 C37不饱和烯酮，因此用菜子甾醇和甲藻甾醇代替菜子甾醇、甲藻甾醇和 C37不饱和烯酮，公式为 1-3，简称为 TMBR 。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Upwelling and anthropogenic forcing on phytoplankton productivity and community structure changes in the Zhejiang coastal area over the last 100 years[J]. DUAN Shanshan,XING Lei,ZHANG Hailong,FENG Xuwen,YANG Haili,ZHAO Meixun. Acta Oceanologica Sinica. 2014(10)
[2]Soil pH impact on microbial tetraether lipids and terrestrial input index （BIT） in China[J]. YANG Huan1 2 DING WeiHua1 WANG JinXiang1 JIN ChengSheng1 HE GangQiang1 QIN YangMin1 2 & XIE ShuCheng1* 1 State Key Laboratory of Biogeology and Environmental Geology China University of Geosciences Wuhan 430074 China; 2 State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources China University of Geosciences Wuhan 430074 China. Science China（Earth Sciences）. 2012(02)
[3]大亚湾和四十里湾附近海域表层沉积物中无机碳形态研究[J]. 解学良,王允周,张培玉,高学鲁. 环境化学. 2011(06)
[4]渤海湾北部和西部海域表层沉积物中无机碳形态研究[J]. 王允周,高学鲁,杨玉玮. 海洋科学. 2011(02)
[5]Sources and transportation of suspended matter and sediment in the southern Yellow Sea: Evidence from stable carbon isotopes[J]. CAI Deling~(1,2) SHI Xuefa~1, ZHOU Weijian~2, LIU Weiguo~2, Zhang Shufang~3, CAO Yunning~2 & HAN Yibing~1 1. Key Laboratory of Marine Sedimentology and Environmental Geology, First Institute of Oceanography, State Oceanic Administration, Qingdao 266061. China; 2. State Key Laboratory of Loess and Quaternary Geology, Instiune of Earth Environment. Chinese Aeademy of Sciences, Xi’an 710054. China; 3. Ocean Eniversity of Qingdao, Qingdao, 266003. China. Chinese Science Bulletin. 2003(S1)
[6]海洋浮游细菌的生态学研究[J]. 肖天. 地球科学进展. 2001(01)
博士论文
[1]近海环境中无机碳的研究[D]. 李学刚.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2004
本文编号：3114264
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院烟台海岸带研究所)山东省
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
研究区域（CygnetBay）
图 1-2 本论文中涉及的 GDGTs 分子结构图Fig. 1-2 Structures of GDGTs used in this study目前识别的GDGTs有类异戊二烯Isoprenoid GDGTs从GDGTs-0到GDGTs-8（数字 0-8 代表环戊烷数），和含有 C 骨架的支链 branched GDGTs 如 Damsté等（2000）命名的 GDGT-I 和 GDGT-II 及其同分异构体 GDGTsIII、IIIa 和 IIIb 等（Schouten et al., 2000）。GDGTs 在现代环境中主要有 GDGTs-0，泉古菌醇（Crenarchaeol）以及 branched GDGTs。在开放的海域（不包括封闭的海湾和河口）主要以 GDGTs-0 和 Crenarchaeol 以及少部分 branched GDGTs，说明Thaumarchaeota 为 GDGTs 的主要来源，而在土壤中主要以 branched GDGTs 为主，说明 branched GDGTs 与陆源环境有关，这也是导致近海域相比于外海 branchedGDGTs 含量相对较高的原因（Blaga et al., 2009）。基于 branched GDGTs 主要来源于陆地环境，而 Crenarchaeol主要来源于海洋环境，Hopmans 等（2004）首次定义 BIT 定量陆地土壤有机质在海洋沉积物中总有机质中的贡献比例，公式为：
比如 Seki等（2009）用 BIT 示踪 160 kyr 以来 Amur River 向 Okhotsk 的输入量变化。除了 BIT 指数外，Xing 等（2011）根据陆源生物标志物长链烷烃（C27、C29和 C31）以及海源生物标志物菜子甾醇、甲藻甾醇和 C37不饱和烯酮的比值，提出了 TMBR（Terrestrialand Marine Biomarker Ratio）指标，示踪海洋沉积物中陆源有机质的贡献比例，其公式为 1-2（Xing et al., 2011）。澳大利亚西北部的Kimberley 边缘分布有丰富的石油和天然气资源，自 1967s 以来钻井平台和开采公司迅速增加，在运输或生产过程中部分石油会泄露到海洋环境中（Burns et al.,1999）。并且在 Cygnet Bay 的部分样品中检测到部分未知的碳氢化合物（UCMunresolved complex mixture），其含量为 1-81 ng/g，可能指示石油污染（图 1-3）。因此，本研究用 C28、C30和 C32OH 长链正构醇替代长链烷烃 C27、C29和 C31。另外，本研究样品中未检测到 C37不饱和烯酮，因此用菜子甾醇和甲藻甾醇代替菜子甾醇、甲藻甾醇和 C37不饱和烯酮，公式为 1-3，简称为 TMBR 。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Upwelling and anthropogenic forcing on phytoplankton productivity and community structure changes in the Zhejiang coastal area over the last 100 years[J]. DUAN Shanshan,XING Lei,ZHANG Hailong,FENG Xuwen,YANG Haili,ZHAO Meixun. Acta Oceanologica Sinica. 2014(10)
[2]Soil pH impact on microbial tetraether lipids and terrestrial input index （BIT） in China[J]. YANG Huan1 2 DING WeiHua1 WANG JinXiang1 JIN ChengSheng1 HE GangQiang1 QIN YangMin1 2 & XIE ShuCheng1* 1 State Key Laboratory of Biogeology and Environmental Geology China University of Geosciences Wuhan 430074 China; 2 State Key Laboratory of Geological Processes and Mineral Resources China University of Geosciences Wuhan 430074 China. Science China（Earth Sciences）. 2012(02)
[3]大亚湾和四十里湾附近海域表层沉积物中无机碳形态研究[J]. 解学良,王允周,张培玉,高学鲁. 环境化学. 2011(06)
[4]渤海湾北部和西部海域表层沉积物中无机碳形态研究[J]. 王允周,高学鲁,杨玉玮. 海洋科学. 2011(02)
[5]Sources and transportation of suspended matter and sediment in the southern Yellow Sea: Evidence from stable carbon isotopes[J]. CAI Deling~(1,2) SHI Xuefa~1, ZHOU Weijian~2, LIU Weiguo~2, Zhang Shufang~3, CAO Yunning~2 & HAN Yibing~1 1. Key Laboratory of Marine Sedimentology and Environmental Geology, First Institute of Oceanography, State Oceanic Administration, Qingdao 266061. China; 2. State Key Laboratory of Loess and Quaternary Geology, Instiune of Earth Environment. Chinese Aeademy of Sciences, Xi’an 710054. China; 3. Ocean Eniversity of Qingdao, Qingdao, 266003. China. Chinese Science Bulletin. 2003(S1)
[6]海洋浮游细菌的生态学研究[J]. 肖天. 地球科学进展. 2001(01)
博士论文
[1]近海环境中无机碳的研究[D]. 李学刚.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2004
本文编号：3114264
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