青藏高原中部兹格塘错沉积物中厌氧光合细菌叶绿素的发现及意义

位于青藏高原中部的兹格塘错是中国为数不多的典型半混合型湖泊之一,其稳定的分层特征使水生生态系统中出现若干相对独立的微生物群落.兹格塘错表层沉积物中发现的细菌脱镁叶绿素a(bacteriophaeophytin a,Bph-a)证实了厌氧光合细菌(anoxygenic phototrophic bacteria,APB)群落的存在.研究指出,该细菌群落主要集中分布在永滞层顶部至化跃层底部的狭窄范围内,形成APB薄层,是细菌叶绿素a(bacteriochlorophyll a,Bchl-a)的主要生产区域.厌氧光合细菌死亡后在湖底经变质作用,Bchl-a脱镁(Mg^(2+))形成Bph-a.APB总生产力高低主要受光照度控制,因此,沉积物中Bph-a高值对应化跃层变浅的暖期,低值对应冷期,而零值则表示湖泊半混合状态消失,水体完全混合,对应极端寒冷的气候或湖泊水位大幅降低的时期.利用沉积物中Bph-a含量变化,可以重建兹格塘错湖泊分层及区域气候变化历史.在湖泊现代过程、重建气温-湖泊分层-APB生产量-沉积物Bph-a含量变化四者关系充分研究的基础上,具有定量重建古气温的潜力.

细菌色素在水体环境中的指示作用与意义

细菌色素(Bchl)作为厌氧光合细菌(APB)的主要色素,其在沉积物中的信息是研究古环境变化的重要生物标志物.系统总结了细菌色素的来源、APB的分布、色素分析测定方法及其在指示古海洋、古湖泊以及现代水生环境的水文条件、极地冰盖变化和水体缺氧事件发生中的应用.细菌色素主要来源于水体化变层处的绿硫细菌(GSB)和紫硫细菌(PSB)等厌氧光合细菌;PSB的碳同位素分馏较GSB的高.因APB独特的生存环境,产生的色素能够指示湖泊的化变层深度变化及半混合历史.目前针对细菌色素的分析方法主要有光谱法、色谱法及色谱-质谱联用法,其中色谱-质谱联用法在色素定性和定量上有绝对优势.细菌色素在水体和沉积物中的保存易受到物理、化学、生物等因素的干扰,其稳定性还存在不确定性,且其分析方法还在摸索中,需进一步深入探究和优化测定方法和降解保存机制,以便将其广泛运用到古环境、古气候研究中.