珠江口表层水体颗粒物中古菌四醚类脂物的分布特征

类异戊二烯甘油二烷基甘油四醚类化合物(isoGDGTs)是古菌微生物的特征脂类标志物,由这组化合物构造出的TEX86温标在海水古温度重建中得到了广泛应用。本文调查了珠江口及近岸海域(水深小于30m)4个季节水体悬浮颗粒物(SPM)的isoGDGTs分布情况。结果显示:虎门上游河流水体中的isoGDGTs主要来自原地生产的甲烷古菌输入,进入河口水体后,主要来自原地奇古菌和广古菌的输入。陆源古菌的输入在5月份和8月份,对河流水体产生一定的影响,但对河口水体的影响相对较小。珠江口水体isoGDGTs中的GDGT-2与GDGT-3比值(GDGT-[2]/[3])和GDGT-Cren′的丰度百分比(Cren′%)分别小于4和4%,与南海深水沉积物明显不同,表明珠江口与南海深水沉积物中isoGDGTs的古菌来源存在差异,这也可能是引起珠江口水体TEX86温度(基于全球标定公式)偏离水体实际温度的原因。珠江口表层水体isoGDGTs中的GDGT-2和GDGT-3的丰度百分比与南海表层水体存在差异,这可能与GroupⅠ奇古菌和GroupⅡ广古菌相对比例空间变化有关。珠江口表层水体isoGDGTs的TEX86温度在2月份明显高于原地表层水体温,而其他月份都低于原地表层水体温度,可能与GroupⅠ奇古菌和GroupⅡ广古菌相对比例的季节变化有关。几个月份中11月份isoGDGTs绝对含量最高,8月份较低,表明11月份和8月份分别是原地古菌生产量较大和较小时期。统计分析的结果显示,水体铵根离子含量、水体温度,以及溶解氧水平可能是控制珠江口水体isoGDGTs分布的主要环境因素。

湖北清江和尚洞石笋GDGTs来源:5、6-甲基支链GDGTs和brGMGTs新证据

岩溶关键带是地球各圈层相互作用的场所,具有较为独特的生物地球化学过程.洞穴沉积物石笋是各圈层相互作用的产物,也是记录古气候的良好载体.目前,石笋中多种古气候代用指标已经被应用于古气候重建.来自于微生物细胞膜的甘油二烷基甘油四醚化合物(Glycerol Dialkyl Glycerol Tetraethers,即GDGTs)也在石笋中被发现,拓展了GDGTs相关指标的应用范围.然而,石笋GDGTs来源尚不明确,查明石笋中GDGTs来源是其相关指标得以准确应用的前提.本文以湖北清江和尚洞为例,对喀斯特洞穴关键带中古菌和细菌GDGTs的垂直分布进行了详细调查,发现表层土壤和洞穴内部石笋中GDGTs分布存在显著差异,土壤中细菌支链GDGTs(brGDGTs)显著多于古菌类异戊二烯GDGTs(isoGDGTs),而石笋与之相反.土壤中5-甲基brGDGTs多于6-甲基brGDGTs,而石笋中6-甲基brGDGTs为主要异构体类型,5-甲基brGDGTs几乎检测不到.包括5-和6-甲基brGDGTs的甲基化指数MBT、环化指数CBT和异构体指数IR在内的多种指标反映出的brGDGTs分布在土壤和石笋中均存在显著差异;此外,土壤中的甘油单烷基甘油四醚(GMGTs)相对含量远低于石笋中GMGTs的含量.洞穴滴水中GDGTs的检测也表明滴水GDGTs分布与洞顶土壤完全不同,其GDGTs组成以古菌isoGDGTs为主,且古菌isoGDGTs分布模式与石笋一致.这些证据都表明,石笋中GDGTs化合物不是来自于洞穴上层土壤;石笋中的GDGTs可能主要来自于石笋表面原位生长的菌群和岩溶裂隙中地下水系统的贡献,其记录的信号主要是地下水和洞穴内部的环境信息,而非土壤的环境信息.