沉积色素定量重建湖泊系统变化研究进展.PDF

第 ３６卷　第 ３期 第　四　纪　研　究 Ｖｏｌ．３６，　Ｎｏ．３ 　 ２０１６年 ５月 ＱＵＡＴＥＲＮＡＲＹ　ＳＣＩＥＮＣＥＳ Ｍａｙ，２０１６ － － － ｄｏｉ：１０．１１９２８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１７４１０．２０１６．０３．１３ 文章编号　２０１６）０３６３０１６ 沉积色素定量重建湖泊系统变化研究进展 ①② ① ③④ ① 梁　洁 　侯居峙 　李　栋 　王明达 （ 中国科学院青藏高原研究所，中国科学院青藏高原环境变化与地表过程重点实验室，北京　１００１０１； 中国科学院大学，北京　１０００４９； ① ② 国家海洋局第二海洋研究所，杭州　３１００１２； 国家海洋局海洋生态系统与生物地球化学重点实验室，杭州　３１００１２） ③ ④ 摘要　　湖泊生态系统是陆地生态系统的重要组成部分，其对气候变化和人类活动的响应是研究全球变化背景 下湖泊生态功能和服务的重要基础。湖泊沉积物含有丰富的沉积色素，可以用来研究湖泊生态系统中初级生产 者（光合生物）群落的历史变化。光合生物生命周期结束后自水体逐渐沉降到沉积物中，其包含的色素在沉积和 保存过程中会发生降解，但是保存在沉积物中未降解的色素仍可以很好地反映初级生产者的群落结构和丰度变 化。结合湖泊沉积物中的气候变化信息，沉积色素可以用来研究湖泊初级生产力的变化及其与气候变化和人类 活动的关系。本文通过阐述湖泊沉积色素从产生、沉降、埋藏，到保存在沉积物中的降解机制，综述近些年来关 于色素降解的几个典型模型，并论述湖泊沉积色素与浮游植物群落之间的关系，探索沉积色素作为生物标志化合 物在湖泊气候、环境和生态研究中的潜力。 主题词　　湖泊沉积色素　降解　浮游植物　生产力　古生态 中图分类号　　　 Ｐ９４１７８，Ｐ５９３　　　　文献标识码　　 Ａ 和正构烷烃［２２～２５］等），通过构建这些指标与其对应 １　引言 环境参数之间的关系，进而建立转换函数，开展定 　　湖泊生态系统作为陆地生态系统的重要组成成 量或半定量地重建湖泊营养状况、温度、盐度等历 分，为人类提供重要生态服务，比如淡水和旅游资 史变化的研究工作［２６，２７］。虽然这些指标可以很好 源等，而人类生产和生活活动又会影响湖泊生态系 地揭示某类生物体或该生物体细胞、叶蜡等组份与 ［１］ 统内部的平衡与结构 。现代湖泊生态系统的研 外界生存环境之间的关系，但很难揭示整个湖泊生 究手段主要集中于定点观测、围隔实验、生态和模 态系统结构和生物群落的变化。色素包括叶绿素、 型模拟等方面，这些研究可以很好地揭示湖泊生态 类胡萝 卜素、光保护化合物及其衍生化合物等，广 系统在有观测记录以来的演替和变化过程，但是不 泛存在于藻类、光合细菌、浮游动物、大型水生植 能提供历史时期湖泊生态系统对气候变化的响应。 物以及陆生植物等生物体内［２８］，且具有一定的分 因此，需要借助湖泊沉积物来研究更长时间尺度 ［２９］ 类学属性 ，因而在一定程度上可以指示水生生 下，湖泊生态系统对全球气候变化与人类活动的响 态系统中光合自养生物群落结构特征。湖泊沉积物 应。湖泊