海洋沉积物古菌膜脂超声萃取前处理中溶剂比对古环境反演指标的影响

古菌膜脂广泛存在于海洋沉积物中,并且作为生物标志物被广泛应用于古环境重建。超声辅助萃取(UAE)是一种普遍运用于海洋沉积物中古菌膜脂萃取的技术,在萃取过程中,不同比例的超声溶剂可以影响目标物质在溶剂中的溶解度和分散程度,从而影响萃取效率。本研究采用不同比例超声法试剂萃取了位于东海的沉积物柱状样中广泛存在的甘油二烷基甘油四醚(glycerol dialkyl glycerol tetraethers,GDGTs),计算分析了TEX_(86)、MI以及ACE等指标。研究结果表明,DCM/MeOH比值为5∶1(V/V)的超声萃取法对GDGTs萃取效率最高,而DCM/MeOH比值为3∶1(V/V)的萃取法更适用于Archaeol的萃取。此外,除DCM/MeOH(1∶1,V/V)溶剂比外,其余四种不同梯度溶剂比得到的TEX_(86)、RI、MI和ACE指数基本相同。因此,在未来的研究中,我们建议使用5∶1的DCM/MeOH混合有机溶剂作为溶剂萃取膜脂的优选方案。本研究旨在为利用UAE技术对海洋环境样品进行靶向脂质组学分析及指标应用提供方法参考。

国家一流本科专业学科前沿课的教学思考--以有孔虫-古大洋环境重建的重要标志课程为例

建设海洋强国,需要培养具有坚实的专业基础、国际化的视野、很强的创新能力的海洋科学专业高层次后备人才。为此,我们为海洋科学专业高年级本科生开设学科前沿课有孔虫-古大洋环境重建的重要标志。该课程以引导、自主学习、讨论和实验等方式,锻炼学生们通过重建有孔虫及其壳体地球化学特征知识体系,探索其在大洋地层的划分与对比、古洋流重建、古海水化学、古生产力以及海岸带演化等方面国际前沿问题的能力。初步实践表明,对新时代的大学生,这是一种值得推广的教学方式。

陕南勉县寒武系仙女洞组生物礁岩相学及古环境分析

【目的】生物礁演化史上一个关键节点是寒武纪早期广泛出现了后生动物古杯与微生物群落的联合造礁,该造礁群落形成环境和发育条件值得探讨。【方法】以华南板块西北缘汉南—米仓山地区的勉县大河坝剖面为例,对寒武系仙女洞组沉积序列和生物礁临近层位开展了系统的岩相学、沉积学和元素地球化学分析。【结果】岩相学特征显示礁体形成于海退背景下的临滨带环境,建造过程可依次分为钙质微生物主导、古杯动物大量繁盛以及古杯与钙质微生物联合建造三个阶段。生物礁灰岩中的陆源碎屑组分含量向上增多,且颗粒变粗,顶部被中—细砂岩覆盖。【结论】古杯—钙质微生物礁生长过程中对低强度的陆源碎屑输入具有一定的耐受度,当粗粒陆源碎屑组分的持续、高强度输入时将造成生物礁发育终止。本实例揭示了古杯—钙质微生物造礁群落生长过程与海底生态指标的相关性,可为古环境学、沉积学和储层地质学相关研究提供参考。

浙江嵊州小黄山遗址古环境分析

浙江嵊州小黄山遗址是目前长江中下游地区距今9000年前后规模最大的新石器时代聚落遗址,特殊的南方酸性红土埋藏环境,使文化层中的有机遗存基本腐蚀殆尽,不利于14C年代测定以及孢粉等古环境代用指标分析。本文通过对该遗址地层地球化学元素、磁化率、粒度以及烧失量等古环境代用指标的测试分析,并结合已有的植硅体分析结果以及宁绍平原全新世早期自然地层所记录的孢粉信息,对小黄山遗址气候环境进行了分析研究。结果显示,小黄山Ⅰ期气候环境温和湿润,雨水充沛,生态环境优越。小黄山Ⅱ期气候环境比小黄山Ⅰ期温暖干燥,小黄山Ⅲ期则比前两期更加趋于干燥,并分别在小黄山Ⅱ、Ⅲ期后段发生了显著的突发性干旱事件,结合小黄山遗址考古学文化发展过程分析,本文认为气候环境的逐渐暖干以及两次突发性的干旱事件很可能是导致小黄山遗址上山文化向跨湖桥文化转变以及最终跨湖桥文化在小黄山遗址衰亡的主要原因。

中国第四纪黄土古环境研究若干进展

随着技术进步和多方位研究进展,第四纪古环境研究向着多元古环境替代指标、高分辨率古气候研究、气候变化的多种驱动因素等方面发展。文章总结了中国黄土古环境研究中的主要替代性指标,包括黄土磁化率、黄土粒度、植物硅酸体、孢粉组合、蜗牛化石、碳氧同位素和10Be、黄土与古土壤。概述了当前对黄土—古土壤的时间标尺、末次冰期的短尺度气候事件以及东亚古季风变化机制的认识。

湖光岩玛珥湖沉积物硅藻硅同位素环境示踪

硅是硅藻生长所必需的养分,硅藻在生长过程中从水体吸收主要以硅酸(H4SiO4)形式存在的溶解硅。硅藻δ30Sidiatom可反映硅藻吸收硅酸比例的变化,进一步可以反映湖区气候与环境变化。为探索湖泊沉积物硅藻δ30Sidiatom在指示湖泊古环境方面的潜力,我们测定了湖光岩玛珥湖沉积物硅藻硅同位素变化。研究结果表明,沉积物δ30Sidiatom变化与生物硅和有机碳含量变化呈显著相似性,可作为一种有效的古环境代用指标。同时,与已有温度记录的对比分析表明,两者具有很好一致性。较高的30Sidiatom指示了温度较高的气候条件下硅藻对硅酸的利用率较高;当30Sidiatom较低时,对应着在温度较低的气候条件下硅藻对硅酸的利用率较低。目前,热带陆地区域古气候重建的方法中可用的温度代用指标很少,此项研究证明了δ30Sidiatom是一种很有潜力的古环境代用指标,有望在低纬度地区古温度重建中发挥重要作用,值得进一步深入研究。

南海沉积记录中U37k指数与颗石藻生长季节对应性的探讨

根据表层沉积物长链不饱和烯酮的不饱和度（Uk37指数）以及现代海洋0~30 m层平均温度（Sea Surface Temperature,SST）,探讨在低温和高温海区利用Uk37指数重建上层古温度的合理性。同时,结合文献报道的南海上层水体中颗石藻（E.huxleyi,G.oceanica和G.ericsonii）细胞丰度的季节特征,探讨了沉积记录中Uk37指数与季节的对应性。结果表明：（1）在极端低温和高温海区（-0.6℃和28℃）Uk37指数仍是重建上层水体古温度的良好替代指标;（2）由于南海长链烯酮源生物——颗石藻的主要生长季节为冬季,因此,尽管南海表层沉积物中的Uk37指数与4个季节的SST均显著相关,但沉积记录中的Uk37指数反演的SST可能仅代表冬季上层水体的温度。

南海沉降颗粒物U37K＇指标的影响因素初探

根据南海不同海区的时间序列沉降颗粒物的U37K＇指标及基于该指标估算的海表温度（Sea Surface Temperature,简称SST）,试图探讨现代过程对地球化学古环境参数的改造.结果表明,通过沉降颗粒物中U37K＇估算的SST与卫星测算的SST在大多数时段并不一致.其中,颗粒物的侧向运动可能会使得U37K＇估算的SST与遥感SST不一致,而颗石藻的层位效应可能使U37K＇估算的SST低于遥感SST.另外,沉降过程中U37K＇指标并无明显的改变,表明有机质沉降过程中的降解作用对U37K＇温度估算影响较小.然而已有的研究表明,南海表层沉积物U37K＇估算的SST与上层多年平均的实测温度有较好的相关性,表明代表几十至几百年的表层沉积物,能够对短时间和局地的差异进行＂平滑＂.综上所述,局部的差异（捕获器样品）并不与全局的变化趋势（表层沉积物）相矛盾,U37K＇指标仍是研究南海古温度的良好替代指标,但为提高U37K＇估算温度和解释现象的可靠性,现代过程的研究仍然有重要意义.

古菌和细菌四醚膜脂GDGTs的生物合成机制及其生物地球化学意义

以甘油二烷基甘油四醚(glycerol dialkyl glycerol tetraethers,GDGTs)为主的跨膜醚脂化合物是古菌和部分细菌细胞膜的重要组成成分。作为分子化石,GDGTs化合物对环境变化响应敏感,以其为基础的有机地球化学指标在定量重建海洋与陆地的古环境研究中发挥出独特的优势。然而,GDGTs指标在广泛应用的同时也不断出现适用性和准确性问题。其关键原因在于GDGTs的生物合成和生理机制研究相对匮乏,难以为指标提供分子生物学与生理学基础。近年来,在多学科的交叉融合下,古菌类异戊二烯GDGTs的生物合成研究取得了令人瞩目的进展。这些成果为脂类生物标志物的地学应用及生物源的确定提供了可靠的生物学基础和新的研究思路。本文综述了古菌类异戊二烯GDGTs的生物合成过程,提出了细菌支链GDGTs生物合成途径的假说,讨论了GDGTs生理过程的生物地球化学意义,并初步展望了GDGTs研究领域未来重要的发展方向。

祁连山周边内流区湖泊沉积物与人类活动研究

人类活动与全新世环境变化的耦合过程与机理已成为地球科学领域的研究热点。湖泊沉积物储存了丰富的环境信息,已成为反演过去气候变化的良好材料。目前古环境代用指标指示人类活动的研究多通过单一湖泊进行讨论,缺乏一定的整体区域研究,且通过古环境代用指标辨识该区域人类活动的研究相对较少,指示人类活动的古环境代用指标具有不确定性。本文分析了祁连山周边内流河流域14个终端湖泊的岩性、年代和古环境代用指标数据,重建了该区域全新世以来的气候变化,探索了全新世以来气候变化与人类活动的耦合关系。初步结果如下:全新世以来祁连山及周边地区终端湖泊中有机质多为水生和陆生植物混合来源;祁连山地区早中全新世气候温暖湿润,晚全新世以来气候干旱化明显;古环境代用指标变化与沉积相变化密切相关,不同沉积相对应的代用指标指示意义差异较大,2.0 cal ka BP以来湖泊沉积相的变化开始受到人类活动影响,距今200 a左右开始,人类活动对区域环境变化起主导作用。