東亞南北氣候區(qū)現(xiàn)代土壤及湖相沉積中生物標志物特征與氣候意義.pdf

1、應用分子化石恢復古氣候、古人類活動的探索已成為分子地層學研究的重要內(nèi)容。分子化石具有化合物穩(wěn)定、保存時限長、分布廣等特點，有較好的指示氣候和環(huán)境的作用。它可提供有關母質(zhì)來源、樣品有機質(zhì)的氧化還原程度；古環(huán)境中細菌、微生物發(fā)育狀況等主要信息；不同生態(tài)植被系統(tǒng)的信息；不同氣候條件的指示意義；古環(huán)境水質(zhì)的咸淡程度；有機質(zhì)的熱演化程度等主要信息。目前研究較多的生物標志化合物，包括烷烴、芳烴、酸、醇、酮和酯以及某些具有氣候和環(huán)境指示意義的特殊有機

2、化合物等。主要涉及生物標志化合物的種類、含量、相對豐度以及單體碳、氫、氧和氮等穩(wěn)定同位素組成特征。研究載體已涉及到氣溶膠、海相沉積物、湖相和泥炭沉積物、雪冰、古植被、黃土、洞穴石筍、河口沉積物和海相碳酸鹽等。這些研究顯示出在古氣候、古環(huán)境變化的示蹤研究中已見成效的分子化石，在現(xiàn)代土壤的研究中也有廣闊的應用前景。 我國大陸南北緯度相差達33°，隨著太陽輻射量的緯度差異，自北向南溫度和濕度遞增現(xiàn)象明顯。以東亞氣候變化區(qū)—我國和蒙古

3、國從南到北現(xiàn)代土壤中分子化石為研究對象，重點研究不同氣候(溫度、濕度)條件下土壤中正構烷烴、正烷基酮和大環(huán)烷烴以及長鏈支鏈烷烴等有機化合物的空間分布規(guī)律。研究內(nèi)容主要側(cè)重于在水熱條件變化時現(xiàn)代土壤中分子化石所反映出的氣候變化與環(huán)境因素。結果顯示現(xiàn)代土壤類脂物分子的分布特征很好地記錄了水熱連續(xù)變化區(qū)域的氣候變化信息：正構烷烴高碳數(shù)(nC29、nC31、nC33)和低碳數(shù)(nC16、nC17、nC18)的主峰優(yōu)勢記錄了土壤成土過程中濕熱和干

4、冷區(qū)域的相關信息；正構烷烴(nC16+nC17+nC18)/(nC29+nC31+nC33)比值與水熱條件的變化相一致，有可能成為氣候變化研究的新指標；代表低等菌藻類、水生生物與高等植物、陸生生物輸入的正構烷烴nC21-/nC22+、nC17/nC31和(nC15+nC17+nC19)/(nC27+nC29+nC31)比值在不同的氣候地帶(森林、草原、荒漠區(qū)域)有很好的交替變化，也反應了我國季風區(qū)域與內(nèi)陸區(qū)域氣候的差異。正烷基-2-酮C

5、21-/C22+比值記錄了以秦嶺為界南北溫度變化的差異性。正烷基-3-酮C21-/C22+的比值隨氣候變化(溫度、濕度)有明顯的規(guī)律性分布。根據(jù)特殊化合物大環(huán)烷烴C18/C20/C22值及其甲基同系物C19/C21/C23值在三個氣候區(qū)域的不同，認為其主峰優(yōu)勢記錄了土壤發(fā)育過程中濕熱和干冷氣候變化的相關信息。長鏈的支鏈烷烴A-D系列的生物來源有可能是生存于弱氧化還原環(huán)境的喜水熱的某種特殊真菌，其分布特征記錄了氣候變化的相關信息。

6、 考察這些指標在湖相地層中變化狀況將有助于擴大湖相沉積物環(huán)境變化研究的范圍和深度。通過臨夏盆地毛溝剖面湖相沉積物有機質(zhì)組成研究，檢測出正構烷烴和類異戊二烯烴以及正烷基酮等生物標志化合物。指示氣候相對溫暖濕潤的正構烷烴nC27/nC31、正烷基-2-酮主峰優(yōu)勢和異戊二烯酮相對豐度的變化揭示出，在約13Ma有一次大的階段性降溫，在約8Ma發(fā)生顯著的干旱化事件，亞洲內(nèi)陸開始變干，并在變干過程中也有明顯的波動，在一些時期氣候可以變得較溫暖濕潤