青海湖地区不饱和长链烯酮碳同位素组成特征及控制因素讨论

青海湖地区在全球环境变化研究中占有重要地位，目前已在该区域开展了多项古环境指标工作，但大多指标来源较为复杂，而在湖泊环境中物源是否单一恰恰是指标有效性的关键所在。不饱和长链烯酮已在海洋、湖泊研究中证明是来源单一的生物标记物，利用烯酮组分丰度对环境温度、盐度的响应，可以有效示踪古环境变化。在海洋中长链烯酮碳同位素指标研究已广泛开展，并用于古二氧化碳浓度的变化指示。作为内陆湖泊环境中的潜在指标，烯酮碳同位素组成是否受二氧化碳所反映的生物量变化以及相关离子浓度所反映的盐度变化影响，是开展研究需首要解决的问题。本研究将在以青海湖为代表的高原湖泊中，利用现代环境自然条件差异（水体二氧化碳与化学离子浓度），调查长链烯酮碳同位素分布特征，探讨湖泊环境中长链烯酮碳同位素组成的主要控制因素，对其示踪湖泊水体二氧化碳浓度及盐度的潜力进行评估，以期为青海湖研究提供一种物源单一的新环境代用指标。

本项目利用青海湖及其周边水域的现代样品及沉积物，开展了高原湖泊长链烯酮组成特征、指标的控制因素及古湖温重建的工作。通过采集不同季节的现代湖泊悬浮物样品，利用湖水温度的自然差异建立适用于该地区的原位水温烯酮校正方程。利用不同季节采集的青海湖湖区不同深度水样并现场测定水温。水样经过滤后得到悬浮物并测定烯酮指标U37K’ 和U37K， U37K’变化范围0.088 到 0.182，U37K变化范围-0.545 到 -0.225，对应湖水温度范围9.5–18.0°C。我们建立了适用于青海湖地区的烯酮温度方程。水温和U37K’间拟合关系方程可表示为U37K’ = 0.0011 × T2 – 0.0201 × T +0.1959，(n = 15, r2 = 0.74) 或 U37K’ = 0.0105 × T - 0.0182 (n = 15, r2 = 0.69)。由于在较低温度时U37K’变化响应不灵敏，因此二次项拟合方程能更准确地反映青海湖长链烯酮U37K’指标和温度的关系.在此关系建立的基础上，利用青海湖沉积物岩芯，恢复了全新世以来烯酮的含量及不饱和度记录，重建古湖水温度。恢复的湖水温度表现出三阶段特点：早全新世(11.6–7.2 ka)水温在9.3ka时异常降低；中全新世(7.2–3.2 ka) 湖水温度整体高于现代3.0 °C，同时波动剧烈；晚全新世(3.2 ka至今)水温变化较小并和现代水温相近。由于湖泊深度变化改变水体热容量，从而影响到水温对气温的响应，因此全新世以来青海湖水温的变化同辐射量及气温变化并不一致。全新世中段湖泊水位的大幅波动可能是此阶段水温变化剧烈的主要原因，而3ka之后稳定的湖体使得水温可以很好的反映气温的变化。我们建议在利用烯酮恢复的水温记录讨论古温度变化时，应尽可能考虑湖水深度的变化历史。如何建立热容量和温度响应间的关系是烯酮温度能否更广泛应用于湖泊古环境重建的关键因素。.同时在本项目的资助下，开展了苏干湖分子单体氢同位素记录研究，初步重建了该地区1700年以来的湿度变化历史。结果表明苏干湖流域在中世纪暖期之前存在相对湿润期；偏负的氢同位素比值表明小冰期时气候湿润；AD1800年之后，湿度变小气候持续变干。中世纪暖期整体偏干，但存在湿度的波动，AD1050年前后有明显的气候波动事件。由于该区域干旱时具有较正同位素比值的蒿属植被的贡献增加，可能