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水生植物对湖泊沉积物长链正构烷烃的影响

Peer-Reviewed Publication

Science China Press

图1

image: 青藏高原地区部分湖泊不同水深分布的水生植物 view more 

Credit: ©《中国科学》杂志社

湖泊沉积物中长链正构烷烃氢同位素组成(δD)广泛应用于陆生环境古气候变化研究,但湖泊中广泛分布的水生植物是否对沉积物中长链正构烷烃存在贡献目前不是很清楚,使其氢同位素组成作为环境和气候指标进行解释时面临许多挑战。

研究相关的论文题为:“Compound-specific δD and its hydrological and environmental implication in the lakes on the Tibetan Plateau” ,“Influence of aquatic plants on the hydrogen isotope composition of sedimentary long-chain n-alkanes in the Lake Qinghai region, Qinghai-Tibet Plateau”,分别在线发表于近期的Science China Earth Sciences(《中国科学:地球科学》英文版)以及Science China Earth Sciences 2016年第7期,由中国科学院地球环境研究所刘卫国研究员担任通讯作者撰写。

研究发现沉水植物长链正构烷烃的含量略低于湖边陆生植物,说明沉水植物可能对湖泊沉积物中长链正构烷烃有较大贡献,其中青海湖沉积物中C31正构烷烃主要来自陆生植物。同时沉水植物通常在浅水区具有较大生物量, 表明其对浅水湖泊中正构烷烃的影响可能更大。

水生植物正构烷烃的δD值与湖水δD值存在明显相关性,但环境条件如盐度也会影响其δD值的变化。对每一个水生植物样品,不同碳数正构烷烃δD值无明显差别,因此结合Paq和平均链长(ACL)等指标,可以用不同碳数正构烷烃δD值的差值能帮助我们判断沉积物中正构烷烃的植物来源, 及分析古湖泊盆地的沉积类型(开放沉积或封闭沉积)。

通过对封闭湖和开放湖中水生植物和湖边陆生草本植物δD值的比较发现,封闭湖中水生植物的δD值显著偏正于其湖边草本植物的δD值,但开放湖中的水生植物与其湖边草本植物的δD值接近,表明干旱半干旱地区湖泊中水生植物仅在封闭湖记录了湖水相对于大气降水富集δD值的信号。

该研究聚焦湖泊水生植物正构烷烃分子分布特征和其氢同位素组成,对于进一步认识湖泊沉积物中正构烷烃的植物来源,及准确应用正构烷烃的氢同位素组成进行古环境重建有重要意义。未来更多的研究应关注如何准确区分湖泊沉积物正构烷烃的输入来源,及寻找能单一反映陆生或水生植物记录的指标。

该研究得到国家自然科学基金(No.41573005),国家重点基础研究发展计划(No.2013CB955901)和中国科学院前沿科学重点研究项目(No.QYZDY-SSW-DQC001)的资助。

更多详情请阅原文:

Liu Hu, Yang Hong, Cao Yunning, Liu Weiguo. Compound-specific δD and its hydrological and environmental implication in the lakes on the Tibetan Plateau. Science China Earth Sciences, 2018, 61. https://doi.org/10.1007/s11430-017-9182-2.

http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SCES/doi/10.1007/s11430-017-9182-2?slug=abstract

刘虎, 杨洪, 曹蕴宁, 刘卫国. 2018. 青藏高原地区湖泊正构烷烃有机单体氢同位素组成及其水文与环境应用. 中国科学: 地球科学, 48,doi: 10.1360/N072017-0253

http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SSTe/doi/10.1360/N072017-0253?slug=full text

Liu Weiguo, Yang Hong, Wang Huanye, Yao Yuan, Wang Zheng, & Cao Yunning. Influence of aquatic plants on the hydrogen isotope composition of sedimentary long-chain n-alkanes in the Lake Qinghai region, Qinghai-Tibet Plateau. Science China Earth Sciences, 2016, 59(7), 1368-1377. https://link.springer.com/article/10.1007/s11430-016-5263-2

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