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青藏高原是全球地学界瞩目的焦点,常被科学家们称为地球的第三极。青藏高原的湖泊面积占全国的50%左右,而纳木错作为青藏高原的第二大湖泊,具有非常重要的地位。本论文利用纳木错深水湖芯的正构烷烃重建了该区域8.4kaBP以来的气候环境变化历史,是973项目“青藏高原环境变化及其对全球变化的响应与适应对策”之子课题“青藏高原过去环境变化的时空特征(2005CB422002)”的研究内容之一。
生物标志物在高原湖泊沉积与环境变化中的应用还不多见,本研究选取了结构简单、具有饱和性和稳定性的正构烷烃作为研究对象。首先利用GC/MS测试了纳木错周边植物及表层沉积物所含烷烃的组成与含量。测试结果表明:沉水植物主要含有C21、C23、C25等中等链长烷烃;陆生高等植物主要含有C27、C29、C31、C33等长链烷烃,其中C29多来自于木本植物,C31多来自于草本植物,C33则专属于香柏。据此,可推断纳木错表层沉积物中正构烷烃的来源以陆生植被输入为主,沉水草本植物输入次之,低等藻类输入最少。并且这些烷烃在空间分布上有所差异:长链烷烃由陆生高等植物输入,因而从湖岸到湖中心,其相对丰度会逐渐降低;而中等链长烷烃由沉水植物输入,这种空间变化并不明显;短链烷烃则完全没有空间差异。
然后利用GC/MS进一步测试了纳木错深水湖芯NMLC-1孔沉积物中的烷烃组分及含量。分析结果表明其来源仍以高等植物输入为主,与表层沉积物有所不同的是,在1.4kaBP以前,沉水植物输入的烷烃明显超过陆生植物。各类烷烃具有不同的环境意义,陆生植物输入的长链烷烃能反映温度和降水强度的变化,沉水植物输入的中等链长烷烃能反映温度和湖面波动的变化。而整个序列中短链烷烃始终较少,并且由于“优先”降解作用和湖泊营养条件的限制,它们保存的环境变化信息相当少,没有明确的环境意义。在此基础上,根据该孔烷烃含量变化重建了纳木错8.4kaBP以来的环境变化序列:约8.4~6.7kaBP期间,气候温干,湖面较低,降水强度变化易引起湖面波动。约6.7~2.9kaBP期间,早期温暖湿润,陆生和沉水植物繁盛;晚期降温,逐渐干旱,以冷干事件结束。约2.9kaBP~现在,冷暖交替,中期出现冰川融水的大量补给,1.4ka以来趋于干旱。
将烷烃与其它成熟的环境代用指标进行比较和验证,确定中长链烷烃比较真实地反映了过去环境变化,在湖泊沉积环境重建研究中具有实际应用的意义。与其它湖泊环境变化序列的对比的结果表明:纳木错的暖期环境主要受季风增强的影响,冷期环境主要受西风环流的影响;有时也受到冰川作用的影响。同时也说明纳木错区域的环境变化特征具有明显的过渡性。