青藏高原东北部泥炭微生物群落时空分布及其对季风气候变化的响应

以青藏高原东北部泥炭地现代表土及沉积序列中古菌等微生物类脂物及其单体碳同位素为重点研究对象，在AMS 14C可靠年代标尺的基础上，高分辨率地研究现代过程及冰后期以来泥炭微生物类脂物及其单体碳同位素的组成与分布特征，精确恢复研究区冰后期以来微生物群落演替和生态结构的变迁图景，探讨微生物活动对季风气候变化的响应。将现代过程与泥炭沉积序列微生物类脂物及其单体碳同位素记录相结合，系统地认识青藏高原地区冰后期以来微生物生态系统的结构和功能，揭示关键气候变暖期与现代温暖气候下的微生物生态响应差异及控制机理。将微生物生态系统响应和季风气候变化统一起来综合考虑，获取微生物类脂物的气候因子- - 温度的代用指标，建立微生物群落与季风突变事件之间的相互作用关系，从根本上探讨青藏高原地区微生物群落演变与亚洲季风变迁之间的耦合及驱动机制，进一步深化我国青藏高原泥炭地生物地球化学的基础工作，完善其生物－气候环境的研究。

本项目在可靠年代标尺的基础上，利用GC-MS,LC-MS等对我国青藏高原东北部泥炭微生物类脂物记录进行了研究，建立了反映微生物群体、过程及其季风气候变化的微生物类脂物序列。研究显示，古菌与细菌膜类脂物分别记录了不同的微生物群体及微生物过程，并对季风降水具有不同的生物地球化学响应。特别是，古菌膜类脂物在全新世不同时期记录了随季风降水的变化，产甲烷作用与甲烷厌氧氧化作用发生不同程度的相互交替，在亚洲季风降水最小的中全新世时期产甲烷作用最弱。通过气候模拟以及微生物类脂物古菌醇指标研究表明，青藏高原在全新世期间由于轨道引力的作用而导致产甲烷过程的减低；其次，较弱的东亚夏季风，特别是在季风边缘区和高海拔的青藏高原地区，显著引起了约6-4ka期间的中全新世的甲烷释放的最低值；近4ka以来，额外的大幅度的太阳活动的变化似乎引起了甲烷生产的局部变化。因此，研究区降水与产甲烷记录之间存在密切的耦合关系，同时区域大的影响以及温度作为研究区甲烷释放一个额外的重要控制。我们提出，虽然产甲烷作用的部分变化特征显示了区域与局部过程的不同作用，但是产甲烷作用主要受控于亚洲夏季风。我们也提出，甲烷释放，至少在东亚地区，的确被大区域的大气环流所控制，但也被区域的因素所调控。青藏高原泥炭记录了一个局部、区域以及全球的集合信号。因此，青藏高原泥炭数据对于全新世期间季风驱动的水文变化如何影响甲烷释放提供了直接的证据