我國溫帶現(xiàn)代土壤類脂物的分布特征及其在紅粘土-黃土中的變化.pdf

1、季風(fēng)環(huán)流的起源和發(fā)展、中國西北和中亞地區(qū)的荒漠化與干旱化以及黃土高原植被演化與水土流失等一系列相關(guān)的重大科學(xué)問題一直為科學(xué)界和社會所矚目，與我國西北地區(qū)的發(fā)展和人們的生活息息相關(guān)。黃土高原上厚層、連續(xù)的黃土一紅粘土風(fēng)成堆積序列詳細地記錄了東亞季風(fēng)演化過程和源區(qū)變化過程。近年來，大量的無機指標(biāo)在季風(fēng)氣候演化研究方面取得了顯著成果，而有機生態(tài)環(huán)境方面的研究非常欠缺，不利于我國干旱-季風(fēng)氣候環(huán)境系統(tǒng)形成演化的深入研究，尤其難以給我國西北生態(tài)環(huán)

2、境建設(shè)和恢復(fù)提供更多準(zhǔn)確的過去生態(tài)環(huán)境變化的信息。 生物標(biāo)志化合物在海相、湖相和泥炭等載體的全球環(huán)境變化研究已經(jīng)發(fā)揮了重要作用，但至今尚未建立起公認(rèn)的黃土地區(qū)古氣候有機質(zhì)組成特征和替代指標(biāo)，黃土地層中還沒有開展系統(tǒng)、完整的有機地化研究，第三紀(jì)紅粘土至今無人問津。為此，本文首先對我國溫帶不同氣候區(qū)的現(xiàn)代土壤中的生物標(biāo)志化合物特征與現(xiàn)代氣候環(huán)境的關(guān)系進行了系統(tǒng)研究，然后以此為基礎(chǔ)初步開展了朝那紅粘土-黃土剖面生物標(biāo)志化合物記錄的植被

3、和生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境變化研究，以期為上述科學(xué)問題提供新的有機地化證據(jù)。 初步取得的研究成果如下：1、除了在我國土壤中檢測到正構(gòu)烷烴、正構(gòu)烷基-2-酮和長鏈脂肪酸等土壤中常用的生標(biāo)化合物外，本文首次在土壤中報道了具有奇碳優(yōu)勢的正烷基-3-酮和十一種含季碳的支鏈烷烴化合物(BAQCs)，包括2，2-二甲基烷烴、3，3-、5，5-、6，6-和7，7-二乙基烷烴、3-乙基-3-甲基烷烴、5-乙基-5-甲基烷烴、5-丁基-5-乙基烷烴、6-丁基

4、-6-乙基烷烴、3，3，ω3，ω3-和5，5，ω5，ω5-四乙基烷烴。較低碳數(shù)和較高碳數(shù)BAQCs的相對豐度在不同的氣候區(qū)和不同的地層中協(xié)變，說明其源生物(可能為原核生物)在現(xiàn)代和古土壤中普遍存在，而且能夠響應(yīng)環(huán)境變化而呈現(xiàn)不同的分布模式。 2、在我國溫帶現(xiàn)代土壤中，正構(gòu)烷烴、正構(gòu)烷基-2-酮、正烷基-3-酮和BAQCs的分布特征和CPI(H)和Ci5-21/C22-35比值等氣候參數(shù)呈現(xiàn)規(guī)律性的空間變化趨勢，與氣候和植被的空間

5、分布有很好的一致關(guān)系。在濕熱的東部地區(qū)，其低分子量組分(C15-C21)占優(yōu)勢；而在寒冷干旱的西北地區(qū)高分子量組分(C23-C33)豐度較高。 3、首次獲得了8.1MaBP以來黃土高原的生物標(biāo)志物的初步記錄。發(fā)現(xiàn)正構(gòu)烷烴和正烷烴-2-酮的分布特征，以及各種氣候參數(shù)隨剖面深度的波動與巖性/古氣候密切相關(guān)。各種氣候參數(shù)表明：在紅粘土地層中木本植物占優(yōu)勢，微生物降解和改造作用明顯，反映氣候相對濕熱。并記錄了約5.48、3.6和2.6M

6、a三個明顯的生態(tài)轉(zhuǎn)變，顯示了由于東亞冬季風(fēng)的形成，～7.28-5.48Ma氣候干冷；而在～5.48-3.54Ma東亞夏季風(fēng)加強，土壤濕度達到最大，微生物活動旺盛；3.6Ma氣候顯著變干，冬季風(fēng)明顯增強；2.6Ma后這個過程再次逐步強化，并且草本植物含量波動性增大，直到草本植被占絕對優(yōu)勢。核實了過去無機指標(biāo)揭示的東亞冬、夏季風(fēng)的演化過程。 4、該研究不但驗證了生物標(biāo)志化合物這一新型的環(huán)境演化代用指標(biāo)的可靠性，而且能夠揭示當(dāng)時的生物