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东亚南北气候区现代土壤及湖相沉积中生物标志物特征与气候意义

王永莉

  应用分子化石恢复古气候、古人类活动的探索已成为分子地层学研究的重要内容。分子化石具有化合物稳定、保存时限长、分布广等特点,有较好的指示气候和环境的作用。它可提供有关母质来源、样品有机质的氧化还原程度;古环境中细菌、微生物发育状况等主要信息:不同生态植被系统的信息;不同气候条件的指示意义;古环境水质的咸淡程度:有机质的热演化程度等主要信息。目前研究较多的生物标志化合物,包括烷烃、芳烃、酸、醇、酮和酯以及某些具有气候和环境指示意义的特殊有机化合物等。主要涉及生物标志化合物的种类、含量、相对丰度以及单体碳、氢、氧和氮等稳定同位素组成特征。研究载体已涉及到气溶胶、海相沉积物、湖相和泥炭沉积物、雪冰、古植被、黄土、洞穴石笋、河口沉积物和海相碳酸盐等。这些研究显示出在古气候、古环境变化的示踪研究中已见成效的分子化石,在现代土壤的研究中也有广阔的应用前景。 我国大陆南北纬度相差达33°,随着太阳辐射量的纬度差异,自北向南温度和湿度递增现象明显。以东亚气候变化区—我国和蒙古国从南到北现代土壤中分子化石为研究对象,重点研究不同气候(温度、湿度)条件下土壤中正构烷烃、正烷基酮和大环烷烃以及长链支链烷烃等有机化合物的空间分布规律。研究内容主要侧重于在水热条件变化时现代土壤中分子化石所反映出的气候变化与环境因素。结果显示现代土壤类脂物分子的分布特征很好地记录了水热连续变化区域的气候变化信息:正构烷烃高碳数(nC_(29)、nC_(31)、nC_(33))和低碳数(nC_(16)、nC_(17)、nC_(18))的主峰优势记录了土壤成土过程中湿热和干冷区域的相关信息:正构烷烃(nC_(16)+nC_(17)+nC_(18)/(nC_(29)+nC_(31)+nC_(33))比值与水热条件的变化相一致,有可能成为气候变化研究的新指标;代表低等菌藻类、水生生物与高等植物、陆生生物输入的正构烷烃nC_(21)~-/nC_(22)~+、nC_(17)/nC_(31)和(nC_(15)+nC_(17)+nC_(19))/(nC_(27)+nC_(29)+nC_(31))比值在不同的气候地带(森林、草原、荒漠区域)有很好的交替变化,也反应了我国季风区域与内陆区域气候的差异。正烷基-2-酮C_(21)~-/C_(22)~+比值记录了以秦岭为界南北温度变化的差异性。正烷基-3-酮C_(21)~-/C_(22)~+的比值随气候变化(温度、湿度)有明显的规律性分布。根据特殊化合物大环烷烃C_(18)/C_(20)/C_(22)值及其甲基同系物C_(19)/C_(21)/C_(23)值在三个气候区域的不同,认为其主峰优势记录了土壤发育过程中湿热和干冷气候变化的相关信息。长链的支链烷烃A-D系列的生物来源有可能是生存于弱氧化还原环境的喜水热的某种特殊真菌,其分布特征记录了气候变化……   
[关键词]:生物标志物;现代土壤;气候指标;临夏盆地;干旱环境变化
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:兰州大学2006年