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滇池湖泊沉积物中甘油二烷基甘油四醚脂的组成特征 总被引：1，自引：0，他引：1
以云贵高原浅水湖泊—滇池作为研究对象,在对湖心一个63 cm沉积物柱样的有机质总体及分子有机地球化学研究的基础上,对沉积物有机质中甘油二烷基甘油四醚脂（GDGTs）组成进行了测定。研究结果表明,滇池湖泊沉积物中具有丰富的GDGTs,且以反映陆相土壤来源的支链类GDGTs为主。该沉积柱样中支链类GDGTs的环化指标（CBT）和甲基化指标（MBT）揭示出:1）整个沉积阶段滇池流域土壤的pH值主要介于7.5~8.2,相对中、下部层段,上部层段pH值呈现略微减小的趋势;2）基于CBT/MBT重建的滇池流域内年平均气温呈现由早期的温暖潮湿气候逐渐向寒冷干燥气候变化,近来又有所回暖的变化过程,这可以很好地解释该沉积柱中、下层段记录的总体有机质主要特征的演化规律。 相似文献
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以古菌和细菌细胞膜脂甘油四烷基甘油四醚(GDGTs)为基础建立的古温度指标四醚指数(TEX86)与甲基化/环化指标(MBT/CBT),以及陆源输入指标(BIT)与干旱和盐碱化指标Ri/b,在海洋、湖泊、黄土-古土壤等沉积物的古环境重建中得到了广泛的应用.然而,利用这些微生物分子指标来重建古环境时,氧化等降解因素对GDGTs化合物,尤其是对细菌支链GDGTs的影响目前还不是很清楚.本研究通过过氧化氢模拟不同氧化程度对土壤中GDGTs化合物产生的影响,进而分析古菌和细菌GDGTs不同结构化合物抗氧化能力的差异,了解化学氧化降解对GDGTs各指标的影响.结果表明,古菌类异戊二烯GDGTs抗氧化能力低于细菌支链GDGTs,同时含环的古菌和细菌GDGTs抗化学氧化能力均要低于无环GDGTs.古菌GDGTs古温度指标TEX86在氧化过程中逐渐降低,在氧化条件下沉积的古菌GDGTs的TEX86指标用于古温度的重建存在低估的可能.在以无环细菌支链GDGTs为主的环境中,细菌MBT/CBT指标随氧化程度加深其重建温度基本不受影响.古菌与细菌GDGTs抗降解能力的差异导致陆源输入指标BIT指数随着氧化程度增加而升高,在地质体中应用此指标恢复古陆源输入存在高估的可能性.干旱化和盐碱化指标Ri/b随着氧化程度加深表现出逐渐降低的趋势,从而在应用上也可能存在低估.需要指出的是,实验室用的过氧化氢比自然条件下氧气的氧化作用强得多,本文的结论反映了一种比较极端的状况. 相似文献
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示踪全球环境变化的微生物代用指标 总被引：3，自引：0，他引：3
文章详细总结了示踪全球环境变化的一系列微生物替代指标。重建古温度的定量指标包括藻类长链烯酮的U、古菌甘油二烷基甘油四醚化合物(GDGTs)的TEX_(86)指标、细菌GDGTs的甲基化指数(MBT)与环化指数(CBT)的组合。古温度的定性指标有脂类单体的氢同位素组成、不饱和脂肪酸的相对含量、有孔虫和硅藻的组合及其生物体的同位素组成和微量元素比值。重建古水文的指标包括有壳变形虫组合、细菌GDGTs的环化指数CBT、细菌和古菌GDGTs的陆源输入指数BIT、古菌和细菌GDGTs的相对丰度R、直链脂肪族化合物的碳优势指数CPI、好氧与厌氧微生物的丰度。古大气CO_2分压的估算可采用藻类长链烯酮的碳同位素组成、有孔虫的硼同位素组成。认为这些微生物指标在古环境重建中潜力巨大,并对一些重要微生物指标的应用原理和限定条件进行了分析。有些指标因受多种环境因子和成岩作用的影响,在应用中需特别的注意,不能无限夸大其应用领域。 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
<正>土壤中都存在微生物来源的支链结构甘油二烷基甘油四醚类脂物(GDGT)。研究发现,支链结构GDGTs的分布能够很好地指示温度、干燥度和p H等环境参数。其中基于该类化合物的CBT/MBT温标在环境温度的重建以及以此为基础的古高程重建方面都有潜在的应用。本文对支链结构GDGTs在青藏高原东南缘沿高度的剖面(1 850.1m~5 139m)的表层土壤进行采样分析,以验证CBT/MBT类指标所计算的温度与本研究区海拔高度之间的相关性。结果表明:1.土壤中支链 相似文献
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微生物四醚膜脂化合物在湖泊环境中的研究进展 总被引：2，自引：0，他引：2
近十几年来,甘油二烷基甘油四醚类化合物(GDGTs)已成为生物地球化学研究的热点,此类化合物广泛分布在海洋、湖泊、土壤、泥炭以及热泉等不同类型的环境载体中,并且携带丰富的环境信息,基于此类化合物分布构建的参数已成为重建古环境变迁的重要指标。本文首先从GDGTs化合物的结构以及生物来源出发,重点阐述了基于此类化合物构建的几个指标TEX86、BIT、MBT/CBT以及ACE在湖泊环境研究中的应用及存在的不足,随后概述了特殊类型湖泊即富营养、高盐度湖泊中GDGTs化合物的分布特征,最后对GDGTs化合物在湖泊环境的研究提出总结以及展望。 相似文献
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微生物细胞膜脂甘油二烷基甘油四醚（GDGTs）样品在实验室冰箱储存过程中可能会遭受降解,进而对GDGTs各指标应用的准确性产生影响.了解GDGTs各类化合物抗降解能力的差异能够为指标的准确应用提供重要的判别手段.2017年,通过对2012年的石笋样品提取物（GDGTs）进行二次测试,发现GDGTs化合物绝对含量明显减少且各化合物的相对含量变化明显:细菌brGDGTs含量相对于古菌isoGDGTs含量变化较小,对应的干旱化指标Ri/b值略有减小,陆源输入指数BIT值增大,故细菌brGDGTs化合物在保存过程中更稳定;古菌isoGDGTs含环少的化合物变化较小,环化指数CBT值增加,表明少环的化合物在降解过程中更稳定;基于古菌isoGDGTs建立的古温度指标TEX86值显著降低;基于细菌brGDGTs建立的甲基化指数MBT值增加,表明甲基越多的化合物越易降解. 相似文献
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甘油二烷基链甘油四醚是一类结构稳定、来源广泛、对气候环境响应敏感的微生物标志物,也是古气候与古环境重建的重要工具。相对于其他地区,青藏高原极端微生物对环境因子的响应机理复杂,不同载体中甘油二烷基链甘油四醚的分布特征不同,这给青藏高原古气候和古环境定量重建研究带来了不确定性,限制了甘油二烷基链甘油四醚在青藏高原研究中的充分应用。首先,总结了青藏高原不同载体中甘油二烷基链甘油四醚的分布特征、来源及影响因素;其次,概述了甘油二烷基链甘油四醚指标在青藏高原古气候环境重建中的应用,重点阐述了甘油二烷基链甘油四醚在青藏高原应用中的不确定性来源及其成因解释;最后,结合青藏高原多圈层相互作用对甘油二烷基链甘油四醚的影响机理,对青藏高原各载体中甘油二烷基链甘油四醚的研究进行了讨论和展望。 相似文献
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通过对中国第3次和第4次北极考察在白令海和西北冰洋采集的65个表层样沉积物中生物标记物四醚膜类脂物(GDGTs)的研究,发现西北冰洋表层沉积物中类异戊二烯和支链GDGTs的浓度分布大致以楚科奇海和波弗特海的陆坡为界线,呈现南高北低的特征,这一特征主要与水体生产力和陆源有机质的输入量有关.基于GDGTs的陆源输入指数BIT显示,从楚科奇海北部到高纬度区的阿尔法脊,陆源有机质的相对比例明显增加,与有机碳稳定同位素等结果一致,表明BIT可以用来指示北极陆源有机质输入量的变化.应用前人TEXL86-SST方程估算的研究区表面海水温度SST与现代年均SST和夏季平均SST的相关性较差,原因可能与陆源输入的类异戊二烯GDGTs干扰以及低的古菌生产力有关.从季节性海冰覆盖区到永久性海冰覆盖区,基于支链GDGTs的环化指数CBT明显升高,可能反映了CBT对海冰覆盖状况的响应,但其响应机制还不清楚.基于支链GDGTs的环化指数CBT和甲基化指数MBT估算的北极陆地年均大气温度和土壤pH差异较大,可能是由表层沉积物的来源复杂以及混合作用造成的. 相似文献
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地质微生物响应地质环境变化的若干问题--兼论环境代用指标的应用 总被引：2，自引：0，他引：2
微生物能够通过改变细胞膜脂类成分而灵敏地响应地质环境条件的变化,使得人们建立了一系列微生物的古环境代用指标。应用比较广泛的古温度定量化指标包括藻类的长链烯酮U_(37)~k、古菌甘油二烷基甘油四醚的TEX_(86),以及细菌甘油二烷基甘油四醚的MBT/CBT等。然而,由于缺乏生理学和生态学分析,人们在应用微生物的环境代用指标时不断发现适用性问题。论文重点从微生物对环境响应的化学过程、生理范围和生态效应这三方面分析了一些环境代用指标在应用时需要考虑的多指标相互验证、线性范围和灵敏度,以及地区性差异等问题。微生物通过脂类响应环境变化有多种化学方式和途径可以实现,使得许多代用指标可以相互验证。微生物对地质环境的生理响应是有线性范围的,这决定了微生物脂类的环境代用指标的灵敏度大小。而微生物对环境因子的生态响应则决定了代用指标的应用存在地区性差异。某种环境的微生物活动往往受到一些限制性因子控制,相应地一些微生物脂类的环境代用指标也主要响应这些限制性环境因子的变化。微生物的古环境代用指标的应用不仅需要了解微生物通过脂类响应环境变化的化学机理,更要了解相应微生物的生理学和生态学原理。 相似文献
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甘油二烷基甘油四醚脂（GDGTs）是一类来自于微生物细胞膜脂的新兴生物标志物,广泛存在于海洋、湖泊、土壤、泥炭等环境。在活体细胞中,GDGTs通常以完整极性膜脂（IPL-GDGTs）的形式存在,而在地质环境中主要以脱去极性头基的核心脂（CL-GDGTs）的形式存在。CL-GDGTs结构稳定、不易降解,并且对环境变化响应敏感,因此被认为是重建古气候-古环境变化的有力工具。GDGTs结构复杂、种类多样,在环境中的含量通常较低且常与其他化合物共存,因此分析难度较高,现有技术和方法在其分离、纯化、定量等方面仍然面临挑战。本文总结了近年来GDGTs在分析技术方面的研究进展,概述了GDGTs的分类与结构,对环境中IPL-GDGTs和CL-GDGTs的分离、纯化等方法进行总结和比较,其中CL-GDGTs可选择多种提取方法,而极性较强、热稳定性较差的IPL-GDGTs应尽量选取Bligh-Dyer提取法。普通的分离、纯化通常采用柱层析法,而涉及GDGTs单体分离时,一般采用制备液相色谱法。液相色谱-质谱、核磁共振波谱、气相色谱-同位素比值质谱是GDGTs含量测定、结构鉴定、同位素分析的主要分析手段。本... 相似文献
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"巫山黄土"是指分布于长江三峡地区的黄土状堆积物,是中国黄土的重要组成部分,具有重要的古气候环境意义.微生物四醚膜脂是反演古气候环境的灵敏指标,为了进一步理解巫山黄土中蕴含的古气候意义,通过测定巫山黄土中微生物醚类化合物（glycerol dialkyl glycerol tetraethers,GDGTs）并分析其分布特征,基于支链GDGTs（bGDGTs）的甲基化指数（methylation index of branched tetraethers,MBT）和环化指数（cyclization ration of branched tetraethers,CBT）重建该地44.4~22.8 ka.BP的古温度年平均气温（mean annual air temperature,MAAT）,MAAT与频率磁化率曲线和北大西洋沉积物有孔虫曲线对比,其变化趋势具有一致性,反映了其指标的可靠性.巫山黄土的陆源输入指数（BIT值,bGDGTs vs.crenarchaeol）在0.5~1.0之间,大部分值接近于1.0,但有几个极低值,分析为干旱事件.根据MAAT和BIT指标,巫山地区在冰期气候有剧烈的波动,在36.2±3.6 ka.BP、26.0±2.7 ka.BP、23.7±2.3 ka.BP时相对比较干旱,推测可能分别对应着H4、H3和H2事件,表明该区气候变化响应全球气候变化. 相似文献
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《地球科学进展》2020,(5)
甘油二烷基甘油四醚广泛存在于黄土、泥炭、湖泊、海洋等各类沉积载体中,并有效地记录了地质历史时期的古环境信息。简要概述了甘油二烷基甘油四醚的结构、生物源以及常见的甘油二烷基甘油四醚陆地环境代用指标,重点阐述了甘油二烷基甘油四醚在黄土古环境重建中的研究进展,并提出了展望。主要研究进展包括:①甘油二烷基甘油四醚古环境指标在黄土古气候研究中得到了较广泛的应用,并重建了黄土高原地区过去80万年的古温度变化;②黄土高原地区温度变化主要受当地夏季太阳辐射驱动,并受植被下垫面调控;③黄土高原地区末次冰消期降水的增加明显滞后于温度的升高。甘油二烷基甘油四醚在黄土古环境研究中仍存在重建温度偏高、环境指标与气候因子关系复杂等问题。未来对新指标的开发以及区域性转换函数的建立和应用将有望进一步提高甘油二烷基甘油四醚在黄土古环境重建中的准确性,并为解决不同气候区空间上的水—热配置模式和气候变化机制提供依据。 相似文献
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中国黄土是古气候研究的重要陆相沉积载体。定量重建黄土记录的古温度变化信息对于理解气候变化的机制具有十分关键的作用。过去主要借助磁化率、植硅体、游离铁与全铁、甘油二烷基甘油四醚(GDGT)等代用指标对黄土高原地区黄土记录的古温度变化进行定量研究。在简述晚第四纪黄土古温度定量重建常用方法的基础上,对各种指标的局限性进行了分析。准确定量重建黄土记录的古温度序列需要开展多指标、多方法的交叉检验。 相似文献
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《矿物岩石地球化学通报》2015,(6)
<正>古温度的定量重建是古环境/气候学研究的重要内容,不同领域的学者为此一直进行着不懈的探索。目前对于地球上两大表生生态系统—海洋和陆地古温度重建的研究中,对于海洋的古温度重建研究较多,而由于缺乏有效的定量化计算指标对陆相古温度定量重建一直难以进行。近年来,基于支链GDGTs的陆相古温度指标得到了广泛的应用与发展。最初的研究 相似文献
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中国南方更新世红土是古气候环境变化研究非常重要的载体之一,红土微生物类脂分子是其古气候环境研究的有效指标,但其在红土中的古气候意义需要更进一步的挖掘和明确.选取处于气候变化敏感地带并且已有很好年代学基础的安徽宣城红土剖面进行详细的野外调查和系统的样品采集,利用改善后的碱式水解法提取红土微生物类脂分子,通过对比分析、比较印证等方法对其中的甘油二烷基链甘油四醚(glycerol dialkyl glycerol tetraethers,简称GDGTs)进行系统研究.宣城剖面GDGTs分布特征显示:剖面下部各指标呈旋回性变化、而上部相对稳定,表明形成初期环境比较动荡,而后期成土环境相对稳定;土壤pH为7.0~8.0,推测其物源主要来源于北方干旱区或长江中下游干涸河滩沉积;BIT指标反映宣城地区在130 ka BP左右气候极为干旱.结果表明,红土中微生物类脂物GDGTs能够定量、高分辨率地重建安徽宣城的古气候环境,具有重要的研究意义. 相似文献
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文章通过收集中国北方干旱-半干旱区域已发表的bGDGTs数据,重新计算了不同地区表土bGDGTs各组分与温度及pH等环境因子之间的相关关系。主要获得以下认识：1)不同于干旱区,半干旱区bGDGTs的异构体指标与土壤pH表现为强相关,在4个异构体指标(IBT、 CBT′、 IR′IIa、 IR′IIIa)中CBT′、 IR′IIIa计算的pH结果精度较高;2)半干旱区f（5 me）与pH表现为强相关（-0.847）,指示了基于5-甲基bGDGTs的指标同样具有重建半干旱区pH的潜力。但是目前缺乏CBT′5ME-pH之间的转换函数;3)全球温度校正方程计算得出的温度误差普遍大于中国区域校正方程（中国北方、青藏高原等区域）获取的温度误差。通过整合数据重新计算发现4个区域温度校正方程(MBT′5ME、 Tmr、 MAATsr、 Index 1)计算的温度结果具有较小的误差,且在半干旱区重建的温度结果更为精确;另外MAATsr、 Index 1的区域温度校正方程也适用于干旱区的温度重建,... 相似文献
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为深入了解bGDGTs化合物对温度的响应是否受季节性变化和pH差异的影响,我们对中国多个偏碱性土壤bGDGTs化合物进行为期一年的观测.研究结果表明:在一年内,bGDGTs的组成对温度的响应是长期积累的结果,并不能反映短期(季节)的温度变化.寒冷的青藏高原高海拔地区b GDGTs指标可能反映了春季/夏季过渡阶段的温度;而其他区域bGDGTs的分布和指标均未呈现明显的季节性特征.土壤pH是造成不同校正公式斜率差异的最主要原因,不同pH条件下,MBT指标对温度的响应存在显著差异.在中国中性-偏碱性土壤中,MBT指标与年均大气温度MAAT(5~25?C)的关系为:MAAT=20.78×MBT+5.92(R2=0.88, p 0.001).该校正公式在中性-偏碱性土壤环境中比之前的MBT-MAAT校正公式更精确,为反演中国区域古温度提供理论依据. 相似文献
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南海北部东沙海区是天然气水合物有利远景区,关于其甲烷厌氧氧化作用（AOM）的沉积记录研究相对较少,不利于探讨东沙海区甲烷渗漏与该海区气候环境演化的耦合关系。本研究通过对南海北部东沙海区D7和DSF两根沉积柱的总硫含量（TS）、硫碳比值（S/C）、正构烷烃、甘油二烷基甘油四醚（GDGTs）类化合物的分析,重建了东沙海区自11.3 ka BP以来甲烷厌氧氧化作用的沉积记录和海水表层温度（SST）。两根沉积柱的TS、S/C值、GDGT-0、古菌醇和甲烷指数值（MI）的剖面变化表明东沙海区在6.4～7.5 ka BP和0.75～1.3 ka BP时发生了AOM作用,在4.0～4.2kaBP时可能发生了AOM作用,存在甲烷渗漏现象。由TEXH 86重建的SST显示该海区早全新世SST持续上升,晚全新世SST呈下降趋势,推测自11.3 ka BP以来东沙海区存在小范围的甲烷渗漏,但释放的甲烷并没有导致该海区表层水体温度显著升高。 相似文献
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《地下水》2015,(6)
古气候环境重建已成为全球变化研究中的一个前沿课题,青藏高原泥炭在植被、气候环境演化方面研究已取得了许多重大成果,但古菌等微生物类脂物的工作仍为空白,需亟待开展并进一步深入。以青藏高原东北部若尔盖泥炭地为研究区,将浅层泥炭沉积序列为重点研究载体,通过高效液相色谱质谱-质谱联用仪首次检测出不同结构和类型的GDGTs化合物,利用b GDGTs环境因子公式获得了若尔盖高原浅层泥炭记录的MAT、MAP等气候指标,其中Core1剖面大气平均温度MAT为-3.8℃~4.5℃;Core2剖面的MAT为0.1℃~5.1℃;Core1和Core2泥炭剖面年平均降水量MAP的变化范围分别为439~800 mm和437~783 mm。这些气候指标与现场实测结果以及若尔盖气象站近几十年的环境记录比较接近,说明b GDGTs系列气候指标大体反映了区域信号,具有一定的可信度,展现出泥炭GDGTs在高分辨重建陆地环境中的适用性和应用潜力。 相似文献
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第四纪环境重建的良好代用指标——有壳变形虫记录与古生态学研究进展 总被引：2，自引：0，他引：2
有壳变形虫是一类广泛分布在淡水潮湿环境中的根足纲原生动物,具有较窄的生态幅、较短的生命周期,对环境变化敏感等特点,因此沉积物中保存的有壳变形虫化石可以提供高分辨率的环境信息。有壳变形虫化石在古湖泊学与人类活动、古水文、古温度、第四纪海平面变化的定量重建等方面具有独特而重要的研究价值。在欧洲和北美开展的大量研究已证实有壳变形虫是古环境变化的有效指示器。我国地域辽阔,生境多样,无论是开展现代有壳变形虫的生态学研究,还是沉积物中有壳变形虫记录的古环境重建,都有巨大的研究潜力。 相似文献