植被-土壤-湖泊系统有机质迁移转化过程中单烃碳同位素组成对环境的响应研究

土壤和湖泊沉积物中有机质碳同位素组成是重要的反映古植被、古环境信息的替代指标。然而，碳同位素组成特征主要受不同植物来源控制，还是受环境的影响，以及碳同位素组成对植被的响应仍有很大的分歧。并在利用碳同位素指标时，未对植物贡献到土壤和湖泊沉积物过程中有机质的早期演化作用进行分析，对有机质的改变是否影响沉积物中有机质碳同位素组成认识有限。本项目拟通过对中国西部地区3个典型植被-土壤-湖泊体系（博斯腾湖、苏干湖、黑海）和2个地表断面（秦岭-天山、东北-西藏）的植物、土壤和湖泊沉积物中有机质组成、总有机碳同位素组成(δ13Corg)、饱和烃单烃碳同位素组成(δ13Cn-C)的分析，探讨不同植被来源有机质在迁移转化过程的特征，以及有机质的降解造成碳同位素组成对原始环境信息的响应，明确沉积物中总有机质碳同位素组成、特定有机化合物单烃碳同位素组成在古环境演变研究中的指示作用。

湖泊沉积物是古环境信息记录的良好载体，而沉积物中有机质与陆生植被和水生植物等有密切的关系。通常，土壤和湖泊沉积物中有机质反映了古植被、古环境信息，由此，沉积物中有机质碳同位素组成作为古环境的重要替代指标而受到广泛关注和应用。但到目前为止，对植物碳同位素组成与环境参数、尤其是陆生和水生植物转化到沉积物过程中能否保持原始环境信息、有机质在转化过程中早成岩作用对原始有机质的改造程度等还没有得到充分深入的认识。因此，本项目希望通过对典型植被-土壤-湖泊体系，以及典型的地表断面进行综合分析，最终达到利用湖泊沉积物中有机质碳同位素组成认识有机质的来源、原生环境的特征，建立利用有机质碳同位素组成判断不同植物来源、不同环境特征的模式。. 本项目的主要研究内容拟通过对中国西部地区3个典型植被-土壤-湖泊体系（博斯腾湖、苏干湖、黑海）和2个地表断面（秦岭-天山、东北-西藏）的植物、土壤和湖泊沉积物中有机质组成、总有机碳同位素(δ13Corg)、饱和烃单烃碳同位素组成(δ13Cn-C)的分析。.通过对湖泊沉积物可溶有机质生物标志物、同位素组成的分析，发现在有机质的演化过程中，沉水植物、藻类和C4植物的降解作用最为强烈，初始有机质碳同位素组成可能在-17‰~-20‰范围；陆生植物的降解作用相对较小，有机碳同位素组成的变化也相对较小，初始值可能在-26‰~-30‰范围；水生浮游、挺水植物的降解作用中等，有机碳同位素组成的变化中等，初始值可能在-20‰~-26‰范围。尽管在研究中发现有机质在转化过程中早成岩作用对有机质和碳同位素有一定影响，但是，有机质正构烷烃的分布特征可以判识出原始有机母质的特征，同位素组成有一定的变化，但总体上对环境的相关性比较明显。.青藏高原大约14kaBP以来由于太阳辐射的加强，导致了以冰雪夏季融水输入为主的湖泊缓慢上升期，但水体温度低，寒冷的水体环境以及陆地环境对植被的生长不利；从大约10kaBP左右开始，随着印度夏季风降雨增强，青藏高原西部地区湖泊接受了大量的季风降水。较为温暖的水体有利于水生生物开始大量繁盛，沉水植物、淡水螺、介形类等在地层中大量出现，陆生植物也相对发育，为湖泊沉积物提供了大量的有机质。在大约5000aBP和3600aBP出现了2次明显的降温干旱事件，而最后一次的降温干旱后湖泊水体持续下降至今。