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不饱和长链烯酮(Unsaturated Long Chain Alkenones)不饱和度与环境温度的线性关系使其成为海洋古环境研究中的重要温度指标。随着在全球内陆湖沉积物中陆续发现不饱和长链烯酮物质的存在,研究者开始将该指标引入湖泊环境研究,并试图通过长链烯酮不饱和度与温度、盐度的关系来重建湖泊古环境变化。
青海湖作为我国最大的内陆湖位于半干旱地带,区域气候受亚洲季风影响,对全球气候变化极为敏感,在全球变化研究中占有重要地位。ICDP支持下的青海湖钻探项目获得了高质量的湖泊钻孔岩芯,提供了高分辨的地质生物记录材料,并使利用岩芯不饱和长链烯酮指标反演青海湖环境变化成为可能。
本文首先选择青海湖现代环境中藻类样品进行生物鉴定,调查湖内不饱和长链烯酮的前源物种。在含有不饱和长链烯酮的湖水悬浮物中发现浮游藻类22属,其中硅藻7属、绿藻7属、蓝藻6属、其他藻类2属。圆盘藻、卵囊藻等7类藻出现较多。通过对样品的分组培养实验,利用显微观察与有机分析相结合的方法,排除了脆杆藻、等片藻、卵囊藻、色球藻等藻产生不饱和长链烯酮的可能,发现的其他藻种是否前源藻体还不能确定。
其次在青海湖不同区域及不同时间采集悬浮物样品,开展不饱和长链烯酮空间及时间分布差异的工作。空间分布结果表明,不同湖区悬浮物中烯酮含量有差异,南盆整体含量高于北盆,采集10L以上湖水并通过微孔过滤方法可获得研究所需足量样品；青海湖悬浮物不饱和长链烯酮空间分布表现出与盐度的关系,其中随盐度降低,％C37:4增大,UK37与UK37指标减小；悬浮物烯酮含量在7月末明显增加,占全部观察时间内总量的70％以上；悬浮物中烯酮样品记录了季节性的温度升高,UK37温度与夏季湖水温度(生长高峰期温度)一致,孙青实验UK37公式可应用于湖水温度指示。
最后通过对青海湖LQDP-1F孔岩芯样品的烯酮检测,获得了长链烯酮C37含量、UK37与UK37及％C37:4百分含量指标序列,以此示踪了青海湖34ka以来温度及盐度的变化。结果表明:
34-24 ka B.P.,湖区处于末次冰期,其中34-30 ka B.P.间湖区温度与现代相似,之后逐步转冷。
24-18 ka B.P.,湖区气温极低,环境不适宜藻体生长,青海湖处于末次冰盛期,在20-18 ka B.P.间出现末次冰盛期回暖,温度高于现代环境1℃。
18-11.5ka B.P.,湖区表现出大幅度冷暖交替,其中15-12.4 ka B.P.间出现暖期,气温高于现代0-2℃；12.4-11.3 ka B.P.间,青海湖温度降幅约4.8℃；YoungerDryas事件后湖区温度上升进入全新世阶段。
11.3-今,全新世早期在9.3ka B.P.时温度较高,高于现代水温4.6℃,此阶段温度总体向温暖转变,但仍不稳定。8.2-7.8 ka B.P.间8.2ka事件青海湖温度平均下降2℃。7.8-4.2 ka B.P.间青海湖湖区总体温度较高,其中6.0-5.0 ka B.P.间,湖区平均温度高于现代环境4-8℃,是全新世适宜期的鼎盛时期,5.2-4.8ka时湖区温度快速下降,指示全新世适宜期的结束。之后湖区温度从平均高于现代环境约2℃逐步降低,2.1 ka B.P.时降低至现代温度水平并保持至今。
34-24 ka B.P.,湖水盐度明显下降,最低时湖水性质接近淡水。24ka开始湖体盐度上升,在16ka后达到现代青海湖盐度水平。16-4.2 ka B.P.间,盐度波动幅度较大,但整体高于现代湖水盐度5‰以上。4.2 ka B.P.以来湖区盐度变化明显,3.2 ka B.P.前盐度变小,湖区气候转湿；3.2-1.8 ka B.P.间,湖水盐度上升,气候向冷干转变；1.8-0.4 ka B.P.间,盐度再次减小,指示湖区的又一次湿润期。