微生物四醚类脂物在南海北部沿海的地球化学特征与环境意义

Microbial biomarkers, i.e. glycerol dialkyl glycerol tetraethers (GDGTs), are quite sensitive to ambient environmental change. So they are excellent target compounds for reconstructing environmental history, and have been receiving wide attention in organic biogeochemistry. In this proposal, we plan to make detailed organic and carbon isotopic analysis on GDGTs distributed in the area covering land soils, the Pearl river, the Lingding Bay, and the inner shelf of the nothern South China Sea. Two scientific issues are focused on: 1) the mechanism of whether the aquatic archaea-derived TEX86 temperature proxy is biased toward a certain seasonal sea temperature；2）the relative contribution of soil and aquatic bacterial-derived branched GDGTs to sediments and its influence on the related environmental proxies. The results of the programm are expected to both be used for regional paleoenvironmental reconstruction and give helpful references as a case study to similar works in other areas

微生物标志物- - 甘油二烷基甘油四醚（GDGTs）化合物- - 对环境变化十分敏感，是重建环境变化历史的良好目标物，近年来在国际有机生物地球化学领域受到广泛关注。本项目计划对南海北部沿海陆地土壤-珠江-伶仃洋-南海近岸浅水区这一海陆作用带上的微生物标志物- - 甘油二烷基甘油四醚（GDGT）化合物- - 进行详细的有机地球化学和碳同位素地球化学分析，试图解决如下两方面的科学问题：1、从机理上阐明浅海沉积物中基于水生古菌的TEX86指标是否偏向某一季节的温度（如冬季）；2、评估浅海沉积物中支链GDGTs的土壤和海洋来源的相对贡献及其对有关环境指标的影响。预期研究结果将直接服务于对华南沿海地区的古环境重建，也能以"研究案例"的形式为其它海域的类似研究提供重要参考。

本项目以珠江河口-南海为主要研究区域，主要研究了甘油四醚类化合物在水体颗粒物和沉积物中的分布特征、碳同位素特征和由其构造出的环境指标的指示意义。项目执行期间共实施了5次珠江口和南海近岸陆架区的采样航次，获取了大量水样、颗粒物和沉积物样品。取得了如下重要结果：（1）发现了南海北部陆架和近岸区沉积物中基于全球标定公式（主要根据的是深海数据）得出的TEX86温度低于年均温度的现象。通过沉积物与颗粒物数据的对比，我们提出，这种现象是由于陆架区（<200 m水深）沉积物中GDGTs的主要贡献者是海洋奇古菌的浅水类群，它们产生的GDGTs与深水古菌具有不同的温度响应。（2）发现了支链GDGTs在海洋环境中生成的地球化学证据。支链GDGTs曾被认为是由某种土壤细菌所生产，因而在河口近岸环境中被认为可以用来反映陆地土壤的输入。在河流-河口-海水路径上颗粒物和沉积物中由支链GDGTs计算得出的CBT指数呈现出陆地-海洋两端元混合的变化样式，由此计算的pH值也从陆地的低值升高到接近海水的pH值。这些现象表明在海水中存在产生支链GDGTs的生物源。（3）发现沉积物中古菌GDGTs的碳同位素在河口-海洋方向上呈现逐渐变重的趋势，与DIC同位素变化趋势一致，似乎可以反映水体DIC的变化；近岸区沉积柱状样中GDGTs的同位素呈现随时间（近百年来）变轻的趋势，可能反映了海洋碳同位素的Suess 效应。