支链四醚膜脂在中国土壤中的分布:对MBT/CBT指标作为古环境指标可靠性的评估

• 作者: 刘卫国 张传伦 朱元清 李芙嫣 王永莉 蒲阳 郑峰峰 陈雨霏 马岑玲
• 来源期刊: 中国科学（地球科学）
• 关键词: brGDGTs MAAT 土壤pH MAP 中国土壤 青藏高原 黄土高原
• 年，卷（期）: 2016,（6）
• 所属期刊栏目: 专题:生物有机指标在气候和环境变化研究中的应用进展
• 页码范围: 782-798
• 页数: 17页
• 语种: 中文
• DOI: 10.1360/07SCES-2015-0120

摘要

土壤环境中广泛存在的支链甘油二烷基甘油四醚脂化合物(brGDGTs),为古气候与古环境重建研究提供了新的指标.brGDGTs的甲基化指数与环化指数分别用MBT和CBT表示,被认为主要受到年平均大气温度(MAAT)和土壤pH的控制.然而在综合不同环境样品的条件下,brGDGTs指标重建的温度和土壤pH与真实值之间存在着较大的偏差.本文报道了分别代表湿润气候(西双版纳、广州、上海)、半干旱气候(东营)以及干旱气候(兰州、青藏高原)环境下超过300个土壤样品中brGDGTs化合物随中国气候带的变化特征.总体数据表明,在湿润与非碱性环境下MBT/CBT指标重建的温度与真实温度的吻合比干旱/半干旱(MAP＜500mm/a)及碱性环境下(pH＞7.0～7.5)表现得更好.同样地,CBT指标在湿润与非碱性环境中可以较好地反映土壤pH的变化.与此相反的是,在干旱/半干旱与碱性环境下,CBT指标与pH之间趋于正相关关系.本文的结果表明了土壤pH、年均大气温度及降水量是控制brGDGTs在不同气候带分布的主要环境因素,并且土壤电导率、总有机碳、总有机氮与含水率在区域环境中同样起着重要作用.通过在CBT指标计算中去除brGDGT-Ⅱ化合物得到了一个新的CBT指标.该指标可以提供更准确的pH估算,特别是在干旱/半干旱与碱性环境下.本文大量的中国土壤数据表明brGDGTs指标恢复的陆地大气温度与真实值之间可能存在较大偏差,因此在应用这一指标重建古气候或古环境时应相当谨慎.