鐘艷霞 賀 婧

（寧夏大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院，寧夏 銀川750021）

提取高分辨率的替代性指標(biāo)來獲得古環(huán)境記錄是研究全球變化歷史的有效途徑.為了獲取過去各類環(huán)境變化的信息，地球表層各種不同類型的地質(zhì)檔案，如石筍、冰芯、樹輪、黃土、深海沉積物、湖相沉積等都展開了豐富多彩的、多指標(biāo)的研究和分析[1－5].其中湖相是氣候、環(huán)境變化靈敏的指示器，是一種具有高分辨率的自然檔案，被認(rèn)為是過去環(huán)境變化的信息庫，明確了地理區(qū)域的湖相沉積物，可以很好地記錄過去氣候、植被、人類活動(dòng)的變化[6].提取湖相沉積中的多種環(huán)境信息，輔以精確的定年，可以捕獲過去氣候變化在十年、百年、千年等多種時(shí)間尺度上的變化規(guī)律，為古氣候的重建提供依據(jù).湖相沉積物中多指標(biāo)的分析已經(jīng)在全球展開，但是分子級(jí)水平的指標(biāo)仍然相對(duì)缺乏，這就導(dǎo)致了對(duì)于湖相中有機(jī)物質(zhì)來源的解釋仍存在一定的分歧；對(duì)湖相周圍生態(tài)環(huán)境的演替研究不夠深入，湖相沉積物中有機(jī)類脂化合物正是這樣一個(gè)強(qiáng)有力的分子級(jí)指標(biāo)，充分利用湖相沉積物中有機(jī)類脂化合物的組成、豐度、單體同位素等指標(biāo)，可以使湖相研究的精度和準(zhǔn)確性大幅度提高.結(jié)合目前國外和國內(nèi)的研究進(jìn)展，充分利用國內(nèi)各類優(yōu)勢(shì)，通過對(duì)各國乃至全球不同區(qū)域湖相沉積中所記載的主要?dú)夂蜃兓畔⑦M(jìn)行時(shí)間和空間上的對(duì)比研究，不僅可以了解過去全球重大氣候變化事件，同時(shí)分析其主要的驅(qū)動(dòng)因子，為預(yù)測(cè)未來環(huán)境、氣候變化奠定基礎(chǔ).

1 湖相沉積物中有機(jī)類脂化合物的特性

湖相沉積物中可用于古環(huán)境重建的指標(biāo)很多，目前常用的有有機(jī)物質(zhì)的含量、碳酸鹽含量、孢粉、微體生物化石、粒度、碳氧同位素等[7－8].這其中對(duì)于湖相有機(jī)物質(zhì)的含量，以及有機(jī)物質(zhì)中碳同位素的變化研究，早在1975年Stuiver就研究了12個(gè)湖相沉積剖面中的有機(jī)碳同位素值，探討了影響δ13CTOC值變化的一些因素及其與末次冰期以來氣候變化的關(guān)系[9]，盡管由于缺乏各湖有機(jī)質(zhì)來源的證據(jù)，沒有對(duì)環(huán)境變化進(jìn)行深入的討論，但是他引起了人們對(duì)湖相沉積物中δ13CTOC記錄環(huán)境意義研究工作的重視.隨著研究手段的不斷深入，研究精度的不斷提高，對(duì)于在湖相中利用總有機(jī)碳δ13C值來分析過去氣候的變化和有機(jī)物質(zhì)來源的生物類型就顯得較為薄弱了，這是因?yàn)閷?duì)湖相沉積物中有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行總量和δ13CTOC分析，分析的結(jié)果由于歧義較多往往不能清晰地指示有機(jī)物的來源.

研究需要精度更高的指標(biāo)來進(jìn)行分析和解釋，在泥炭和海洋沉積物中大量使用的單體有機(jī)類脂化合物的許多研究成果[10－11]，對(duì)于湖相沉積物的研究起到了一些很好的借鑒作用.湖相沉積物中單體有機(jī)類脂化合物穩(wěn)定同位素研究的引入使古環(huán)境重建更為清晰，分析的精度和準(zhǔn)確性大幅度地提高.

湖相沉積物中有機(jī)類脂化合物是一類高分辨率的分子級(jí)水平的替代性指標(biāo)，是生物標(biāo)志化合物中的一類.生物標(biāo)志化合物是一類特殊的有機(jī)分子，該有機(jī)分子主要來自生物體，生物標(biāo)志化合物的組成同原始生物的種屬以及區(qū)域氣候、環(huán)境變化密切相關(guān)，生物體死亡埋藏后經(jīng)過一系列的地質(zhì)變化，包括氧化、還原、芳構(gòu)化、異構(gòu)化、裂解、縮合等，其生化組分中非穩(wěn)定的成分被氧化分解掉，穩(wěn)定的組傷則形成具有一定結(jié)構(gòu)的有機(jī)分子化合物.這類化合物種類眾多，分子結(jié)構(gòu)精細(xì)，包含著豐富的與古氣候、古環(huán)境相關(guān)的信息.比起傳統(tǒng)微觀化石，生物標(biāo)志化合物能夠提供分子級(jí)水平上的物質(zhì)來源信息，這樣對(duì)古環(huán)境重建實(shí)現(xiàn)的精度更高，生物標(biāo)志化合物的研究主要涵蓋了4種生物化學(xué)組分:蛋白質(zhì)（包括核酸）、碳水化合物（包括幾丁質(zhì)）、類脂化合物和木質(zhì)素[12].其中蛋白質(zhì)雖然保存的環(huán)境信息較為全面，但是在地質(zhì)體中不易保存和提取，類脂化合物雖然載有的環(huán)境信息相對(duì)缺乏一些，但是在環(huán)境中性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，易于保存和提取古環(huán)境信息，所以是一個(gè)較為理想的分子級(jí)水平的代用指標(biāo).隨著科技的不斷發(fā)展，各類新技術(shù)的引入使分子有機(jī)地球化學(xué)發(fā)展到能夠?qū)?fù)雜混合物中的每個(gè)單體化合物的穩(wěn)定同位素進(jìn)行研究，這使得對(duì)湖相沉積物中有機(jī)類脂化合物的組成、豐度、單體同位素的研究成為了可能，尤其是對(duì)一些特征性有機(jī)類脂化合物而言研究的結(jié)果對(duì)環(huán)境的指示意義更強(qiáng).

2 國內(nèi)外研究進(jìn)展

國外的研究早在20世紀(jì)60年代Eglinton和Hamilton（1963）就對(duì)生物標(biāo)志化合物中有機(jī)類脂的單體化合物進(jìn)行了研究，進(jìn)入80年代后，許多的科學(xué)家在生物體內(nèi)單體有機(jī)類脂化合物方面做了大量的工作，尤其對(duì)C3、C4、CAM植物的δ13C值及其影響因素進(jìn)行了研究[13]，對(duì)湖相中藻類、細(xì)菌、微生物產(chǎn)生的δ13C值進(jìn)行了分析[14].其中80年代中期至90年代初期對(duì)海洋中長鏈不飽和酮U37K的研究十分熱烈[15].90年代后機(jī)理研究和實(shí)例研究并重，這其中機(jī)理研究較為突出的是大氣CO2分壓的變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)演替的影響，Street－Perrott在東非肯尼亞山的研究認(rèn)為大氣CO2分壓較低是影響熱帶山地森林分布的主控因素[16]，但其后不久Huang對(duì)中美洲兩個(gè)湖相沉積樣品的研究表明，在缺乏適宜的溫度和濕度條件下，單獨(dú)的低的大氣二氧化碳分壓不足以驅(qū)動(dòng)C4植物的擴(kuò)張，也就是不足以發(fā)生生態(tài)系統(tǒng)的演替[17]，研究結(jié)果體現(xiàn)了區(qū)域氣候條件的決定性.在對(duì)實(shí)例研究方面較為突出的是80年代中后期對(duì)日本琵琶湖的系統(tǒng)研究，以及90年代后期Huang、Ficken等對(duì)東非肯尼亞山地的幾個(gè)湖相所進(jìn)行的連續(xù)研究[18－19]，時(shí)間跨度從末次冰期到全新世，并采用了多種單體有機(jī)類脂化合物指標(biāo)（烷烴、醇、脂肪酸等）.同時(shí)，F(xiàn)icken通過對(duì)東非肯尼亞幾個(gè)湖相中水生植物類脂物質(zhì)的分析，給出了非挺水水生大型植物（沉水和有葉的漂浮植物）相對(duì)挺水水生植物和陸生植物對(duì)湖相沉積物輸入的公式[20].隨著研究手段的不斷深入全球其他地區(qū)也相繼開展了這一指標(biāo)的研究[21－23].另外Huang通過研究繪制了C4植物從非洲西北部輸入到大西洋東北部沉積物的輸入圖，表明陸生高等植物（C4草原）單體有機(jī)類脂化合物可在大氣運(yùn)動(dòng)及不同風(fēng)模式條件下實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)輸[24]，這對(duì)于分析湖相沉積中有機(jī)物質(zhì)的來源又提供了一個(gè)必要考慮的因素，使研究的機(jī)理更加深入.由于單體有機(jī)類脂化合物來源的多解性，現(xiàn)在國外的很多研究在做湖相沉積剖面研究分析的同時(shí)，對(duì)于現(xiàn)生陸生植被、湖相水體中的藻類、細(xì)菌等生物進(jìn)行現(xiàn)代研究和培養(yǎng)試驗(yàn)，這對(duì)于一些特征性強(qiáng)的單體有機(jī)類脂化合物能夠充分給出其生態(tài)意義.各類研究的結(jié)果對(duì)古環(huán)境的重建取得了豐碩的成果，對(duì)一些區(qū)域成功的進(jìn)行了生態(tài)演替的恢復(fù)和重建，分析了變化的主要驅(qū)動(dòng)因子，從而指示了古環(huán)境、古氣候的變化歷程.

國內(nèi)對(duì)單體有機(jī)化合物的研究最初是在石油領(lǐng)域，對(duì)于油頁巖、泥炭等進(jìn)行了這方面的研究，對(duì)于湖相沉積物的研究與有機(jī)碳有關(guān)的最早是對(duì)總有機(jī)碳的含量（TOC）研究，后來發(fā)展到總有機(jī)碳的δ13C值的研究，根據(jù)δ13C值的高低來判斷有機(jī)物質(zhì)的來源，在進(jìn)一步指示環(huán)境變化，一般認(rèn)為C3植物的δ13C值為－21‰至－33‰，平均為－27‰；C4植物的δ13C值為－10‰至－21‰，平均為－14‰；CAM植物居于其中，再根據(jù)總有機(jī)碳的δ13C值來判斷湖相沉積物中有機(jī)物質(zhì)的來源，是來自C3，C4還是CAM，但是這樣的分析結(jié)果歧義非常大，因?yàn)楹芏嗪嘀械脑孱?、?xì)菌、真菌等生物所產(chǎn)生的有機(jī)物對(duì)湖相的貢獻(xiàn)不能忽略，但是以前依據(jù)總有機(jī)碳分析物質(zhì)來源的研究并沒有把它們考慮進(jìn)去，這就給研究的精度和準(zhǔn)確性帶來了一定的問題.石油領(lǐng)域的單體有機(jī)化合物研究的介入，可以彌補(bǔ)這方面的不足，張干等對(duì)江蘇固城湖沉積物的單體有機(jī)化合物做過系統(tǒng)的研究[25－26]，之后許多的學(xué)者針對(duì)不同的區(qū)域也都開始了相應(yīng)的研究和應(yīng)用[27－28].但整體來說研究所覆蓋的區(qū)域還很小，尤其對(duì)于西北干旱半干旱區(qū)的湖相用這一指標(biāo)研究的就更少，有些地區(qū)甚至沒有，在國內(nèi)的研究中值得引起關(guān)注的是孫青對(duì)內(nèi)蒙、新疆和青海的9個(gè)硫酸鹽型鹽湖中的長鏈烯酮進(jìn)行了研究，在9個(gè)樣品中只有干鹽湖羅布泊沒有檢測(cè)出長鏈烯酮，其他8個(gè)湖相均有檢出.他通過對(duì)湖相沉積中表層（0～10cm）樣品進(jìn)行的分子化合物同位素分析，用長鏈烯酮的含量與溫度進(jìn)行相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)長鏈不飽和烯酮的含量與湖相年平均溫度相關(guān)最好[29].隨后Chu等人對(duì)中國50個(gè)湖相中的長鏈不飽和烯酮進(jìn)行了分析并探討了其機(jī)理[30]，這為湖相中長鏈不飽和烯酮的研究奠定了基礎(chǔ).總的來說，目前我國將有機(jī)類脂化合物用于湖相研究還很有限.

3 湖相中有機(jī)類脂化合物在古環(huán)境重建中的運(yùn)用

湖相沉積物中有機(jī)類脂化合物的類型多樣，一般根據(jù)化合物類型分為烷烴、芳烴、酸、醇、酮和酯等.還可以根據(jù)化合物鍵合的強(qiáng)弱，分為鍵合態(tài)和強(qiáng)鍵合態(tài).其中使用比較多的是第一類分類方法，國內(nèi)外目前研究較為充分、解釋歧異較少的有正構(gòu)烷烴、脂肪酸、脂肪醇和長鏈不飽和酮.這一指標(biāo)在古環(huán)境重建中應(yīng)用的主要思路是:1）首先分析確定沉積物中有機(jī)類脂化合物的組成和不同組分的豐度；2）再結(jié)合單體有機(jī)類脂化合物同位素值，來分析判斷湖相沉積物中有機(jī)物質(zhì)的主要來源；3）從而確定湖相區(qū)域以及湖相水體中當(dāng)時(shí)的植被和生物類型；4）根據(jù)植被和生物的類型分析當(dāng)時(shí)的降水和溫度條件；還可以根據(jù)植被的類型特征對(duì)當(dāng)時(shí)大氣CO2的濃度進(jìn)行分析，不同時(shí)段和不同區(qū)域的研究結(jié)果，可以重建區(qū)域乃至全球湖相演替的過程以及古氣候、古環(huán)境變化的歷程，同時(shí)分析給出環(huán)境變遷的主要驅(qū)動(dòng)因子.

3.1 烴類

烴類化合物是類脂化合物單體研究中運(yùn)用最為廣泛，研究手段最為成熟的一類.單體烴類化合物的研究一般包括正構(gòu)烷烴、異構(gòu)烷烴、烯烴、環(huán)烷烴等.正構(gòu)烷烴是目前研究中應(yīng)用最多的一種，一般認(rèn)為大于C25的正構(gòu)烷烴是高等植物葉子蠟質(zhì)的表現(xiàn)特征，水生植物的正構(gòu)烷烴是中等碳鏈長度的，認(rèn)為高等植物正構(gòu)烷烴主要的碳數(shù)是在22～33之間的高分子量（長鏈）正構(gòu)烷烴，具有明顯的奇偶優(yōu)勢(shì)，其中又以nC27、nC29、nC31含量最高（為主峰），一般nC27為主峰認(rèn)為是木本植物的貢獻(xiàn)，nC31為主峰認(rèn)為是草本的貢獻(xiàn)，湖相內(nèi)部水生植物的正構(gòu)烷烴的碳鏈長度相對(duì)較短.Ficken等對(duì)非洲東部肯尼亞山的湖相中水生植物類脂物質(zhì)的分析中，提出非挺水（沉水和有葉的漂浮植物）物種顯示出對(duì)于中等碳鏈長度的C23和C25正構(gòu)烷烴豐度的加強(qiáng)，相反，挺水水生植物正構(gòu)烷烴的分布與陸生植物的分布相似，特別是由長鏈的同系物（＞C29）占主導(dǎo).段毅在沉積物的單體異構(gòu)和環(huán)烷烴碳同位素研究中指出撫順油頁巖中異構(gòu)和環(huán)烷烴主要來自自養(yǎng)光合藻類、化學(xué)自養(yǎng)細(xì)菌（δ13C值為－33.4‰～－39.0‰）和甲烷自養(yǎng)細(xì)菌（δ13C值為－38.4‰～－46.3‰），只有高碳數(shù)的2－甲基－異構(gòu)烷烴δ13C值反映了高等植物的成因[31].烯烴中主要指類異戊二烯化合物，Huang等在肯尼亞湖相沉積物的研究中，用生物培養(yǎng)的方法，分析了沉積物中各類單體有機(jī)物質(zhì)，其中提到類異戊二烯分為有環(huán)和無環(huán)兩類，并且發(fā)現(xiàn)在不同時(shí)期這兩類類異戊二烯的優(yōu)勢(shì)程度不同，在末次盛冰期無環(huán)類異戊二烯占優(yōu)勢(shì)；在無環(huán)類異戊二烯中還有姥烷和植烷，一般認(rèn)為姥烷（Pr）和植烷（Ph）來自植物的葉綠素.根據(jù)Pr／Ph可以分析湖相沉積環(huán)境中的氧化還原狀況，Pr／Ph小于1表示湖相沉積環(huán)境總體上屬于還原環(huán)境，較大時(shí)是氧化環(huán)境.根據(jù)湖相沉積環(huán)境的氧化、還原狀況可以間接確定湖相的水深.還有一些烴類，如甾烷、藿烷，對(duì)于藿烷現(xiàn)在的研究結(jié)果顯示其主要來自細(xì)菌的產(chǎn)生，當(dāng)δ13C值很低時(shí)認(rèn)為來自甲烷自養(yǎng)細(xì)菌.

3.2 脂肪酸

脂肪酸是生物細(xì)胞膜的重要組成部分，包括藻類、原生動(dòng)物、部分高等植物、細(xì)菌等在內(nèi)的生物體在較低的環(huán)境溫度下，傾向于合成更多的不飽和脂肪酸，以維持其體內(nèi)細(xì)胞的流動(dòng)性，Kawamura.K等在日本琵琶湖的研究中發(fā)現(xiàn)，不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的含量比C18∶2／C18∶0可以作為反映古環(huán)境變化的指標(biāo)，較高的C18∶2／C18∶0比值對(duì)應(yīng)于較低的環(huán)境溫度[32].脂肪酸的組成中對(duì)于藻類和細(xì)菌的脂肪酸一般是小于C18的且具有偶奇優(yōu)勢(shì)，對(duì)于高等植物一般在C20到C34的范圍內(nèi)，也具有偶奇優(yōu)勢(shì)，這一研究結(jié)果在江西固城湖的研究中也有應(yīng)用.

3.3 長鏈不飽和酮Uk37

在古氣候古環(huán)境研究方面，最具有代表性的工作是長鏈不飽和酮古溫度指標(biāo)的建立與應(yīng)用.長鏈不飽和酮（Long－chain Alkenones）是一系列碳數(shù)范圍為C37至C39的含2～4個(gè)雙鍵的不飽和甲基或乙基酮，最早在1978年由Boon等在深海鉆探計(jì)劃（Leg40，DSDP）所采取的大西洋WalvisRidge的中新世至晚更新世沉積物中被檢出，此后在所有現(xiàn)代大洋沉積物中均有發(fā)現(xiàn).隨后研究表明，屬于金藻門（Prymnesiophyceae）的超微單細(xì)胞遠(yuǎn)洋顆石藻類（Coccolithophorid Algae）——赫胥黎顆石藻（Emiliania Huxleyi）是現(xiàn)代沉積物中該類化合物的主要來源，且其不飽和程度嚴(yán)格受生物化學(xué)合成作用的制約.后來在日本海溝與中美洲海溝沉積物中長鏈不飽和酮化合物的分布型式有著明顯的不同，并提出可能與兩地不同的氣候環(huán)境有關(guān)，其后在實(shí)驗(yàn)室藻類培養(yǎng)試驗(yàn)表明培養(yǎng)的E.Hexuleyi體內(nèi)的長鏈不飽和酮的不飽和度（[C37∶2]＋[C37∶3]＋[C37∶4]）或簡(jiǎn)化為與藻類培養(yǎng)溫度間的定量的試驗(yàn)關(guān)系式，其線性范圍為水溫4℃～25℃.因此在海洋沉積物中，根據(jù)沉積物中碳數(shù)為37的長鏈不飽和酮的含量可以通過公式計(jì)算海水表層溫度（SST），計(jì)算的結(jié)果與深海氧同位素的結(jié)果吻合的很好，因此一直被認(rèn)為是一個(gè)很好的代用指標(biāo)，對(duì)于陸生湖相，國內(nèi)外都有人從事這方面的研究，主要是用來恢復(fù)古溫度.但是目前的研究顯示湖相中長鏈不飽和烯酮的來源是否與海洋中相同還存在爭(zhēng)議，因此公式計(jì)算過程中系數(shù)的確定還沒有到達(dá)海洋研究那樣的精度.

3.4 正構(gòu)烷醇

飽和正構(gòu)烷醇是來自中性類脂部分，現(xiàn)在研究認(rèn)為來自維管植物的正構(gòu)烷醇是C26－ol到C30－ol且具有偶碳優(yōu)勢(shì)，但是有些細(xì)菌也產(chǎn)生這些類型的正構(gòu)烷醇，使用時(shí)要特別注意，浮游植物的是C16－ol到C17－ol，浮游植物和大型水生植物在內(nèi)的混合源C22－ol到C25－ol，都具有偶碳優(yōu)勢(shì).低分子量占主導(dǎo)的正構(gòu)烷醇C16－ol、C22－ol主要?dú)w因于藻類和光合作用細(xì)菌來源的貢獻(xiàn)，一些淡水藻類和藍(lán)細(xì)菌顯示正構(gòu)烷醇碳鏈長度占主導(dǎo)的是在C22－ol到C26－ol范圍內(nèi).植醇是葉綠素a和b在成巖作用中產(chǎn)生的，因此，它是所有光合自養(yǎng)真核細(xì)菌和一些光合自養(yǎng)細(xì)菌的標(biāo)志.

4 目前國內(nèi)研究中存在的問題與發(fā)展前景

4.1 存在的問題

綜上所述，湖相沉積物中有機(jī)類脂化合物的研究為古環(huán)境和古氣候變遷過程提供了重要的信息線索，同時(shí)使研究的精度大幅度地提高，但是由于我國湖相中此類指標(biāo)的應(yīng)用起步較晚，目前還存在著一些問題.

首先是對(duì)于現(xiàn)代植被中有機(jī)類脂化合物研究的缺乏.根據(jù)現(xiàn)代不同植被中有機(jī)類脂化合物單體同位素的研究結(jié)果，分析沉積物中檢測(cè)出的有機(jī)類脂化合物的來源，是這一指標(biāo)應(yīng)用的重要基礎(chǔ)，但是目前我國在這一方面的研究卻是十分缺乏的，近期王志遠(yuǎn)、王國安、饒志國等對(duì)不同區(qū)域的現(xiàn)代植物體和不同植被類型表土中有機(jī)類脂化合物進(jìn)行了分析研究[34－35]，通過現(xiàn)代不同植被類型下土壤的研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)認(rèn)為的木本植物正構(gòu)烷烴的主峰為C27或C29，草本植物的主峰主要為C31的結(jié)論，與現(xiàn)代不同植被類型下表土的研究結(jié)果存在一定的差異（圖1、表2），一些現(xiàn)代表土的研究認(rèn)為與傳統(tǒng)是一致的，但是東部地區(qū)不同植被類型下表土中正構(gòu)烷烴的分布卻存在一定的差異（表2），同時(shí)對(duì)于現(xiàn)代植被的研究也存在差異，歐洲現(xiàn)代松科植被正構(gòu)烷烴的研究，松科雖為木本植物，但是正構(gòu)烷烴的主峰卻是C31[36]，但是對(duì)以我國隴西黃土高原松科植被的研究卻發(fā)現(xiàn)松科正構(gòu)烷烴的分布并非為C31主峰（圖1）[37]，這樣的研究結(jié)果說明，對(duì)于利用正構(gòu)烷烴的分布模式來恢復(fù)植被類型需要更加的慎重，需在大量開展現(xiàn)代植被研究的基礎(chǔ)上再進(jìn)行古環(huán)境研究.

其次對(duì)于湖相水體中特有藻類、細(xì)菌、水生生物體內(nèi)的單體有機(jī)類脂物質(zhì)的研究很缺乏，對(duì)于對(duì)比性培養(yǎng)試驗(yàn)的研究幾乎空白.這就使對(duì)古環(huán)境重建中的分析缺失了重要的理論依據(jù)，致使沉積物中檢測(cè)出的許多特殊類脂化合物無法準(zhǔn)確判斷其氣候、環(huán)境的指示意義.

第三、研究區(qū)域的缺乏.我國湖相眾多，東西部湖相特色各異，目前只有東部少量湖相開展過此類物質(zhì)的研究[25－26]，對(duì)于西部?jī)?nèi)陸諸多對(duì)古環(huán)境重建具有重要指示意義的湖相并沒有系統(tǒng)地開展這一指標(biāo)的應(yīng)用.中國西部地區(qū)具有特殊的地理環(huán)境特征，對(duì)于古氣候、古環(huán)境的研究充當(dāng)著重要的角色，而且目前很多西部湖相已經(jīng)開展大量的研究工作[38－39]，這可以給有機(jī)類脂化合物的研究提供充足的研究基礎(chǔ).

第四，對(duì)于已經(jīng)開展的少量湖相來說，研究尺度較為單一，研究?jī)?nèi)容不夠深入，沒有開展十年、百年和千年等各種尺度類型的研究.研究?jī)?nèi)容還僅是停留在生物源和沉積環(huán)境的判識(shí)階段，針對(duì)古氣候變化的機(jī)理、碳循環(huán)等的研究很少特別是對(duì)于國外已是研究熱點(diǎn)的單體碳、氫同位素在我國仍是相對(duì)缺乏.

表2 不同地區(qū)現(xiàn)代表土中部分生物有機(jī)分子參數(shù)

圖1 隴西黃土高原現(xiàn)代松科植物正構(gòu)烷烴分布模式[37]

第五、研究手段的不成熟.對(duì)于湖相沉積物中有機(jī)類脂化合物的提取和測(cè)量由于其含量的有限性，要求試驗(yàn)的精度和準(zhǔn)確性要很高，由于我國此項(xiàng)指標(biāo)研究的起步較晚，很多實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)數(shù)據(jù)的精度和準(zhǔn)確性都有待于進(jìn)一步考證.

4.2 發(fā)展前景

針對(duì)目前我國湖相沉積物中有機(jī)類脂化合物研究存在的問題，面對(duì)各類地質(zhì)檔案研究的不斷深入，隨著國外分析手段精度不斷提高的要求，結(jié)合目前古環(huán)境、古氣候重建的研究熱點(diǎn)，突出我國特有的地理區(qū)位優(yōu)勢(shì)，分子級(jí)水平的有機(jī)類脂化合物的分析就顯得優(yōu)勢(shì)十分強(qiáng)烈.尤其是面對(duì)我國湖相沉積物中此類指標(biāo)研究的缺乏，其發(fā)展的前景極為廣闊.另外，國外合作的加強(qiáng)和大量高科技儀器的引入，為這一指標(biāo)的測(cè)試分析提供了可能，通過對(duì)國外各類先進(jìn)測(cè)量手段的不斷學(xué)習(xí)，會(huì)使試驗(yàn)的精度和準(zhǔn)確性不斷地提高，逐步滿足與國際接軌的要求.第三，在國家發(fā)展戰(zhàn)略上，我國鼓勵(lì)西部大開發(fā)，大力搞好西部生態(tài)環(huán)境建設(shè)，湖相沉積物中有機(jī)類脂化合物指標(biāo)特有的一個(gè)強(qiáng)大功能就是對(duì)古植被的重建，用這一指標(biāo)大力開展西部湖相的研究，準(zhǔn)確地搞好西部地區(qū)古植被的重建，可以為國家的宏觀戰(zhàn)略提供指導(dǎo)性的幫助.

[1]Genty D，Blamart D，Oushdi R，et al.Precise dating of Dansgaard－Oeschger climate oscillations in western Europe from stalagmite data[J].Nature，2003，421:833－837

[2]Dansgaard W，Johnsen S J，Clausen H B，et al.Evidence for general instability of post climate from a 250－kyr ice－core record[J].Nature，1993，364:218－220

[3]Woodhouse C A.Tree－ring reconstruction of circulation indices[J].Climate Research，1997，8（2）:117－127

[4]Liu Weiguo，Huang Yongsong，Zhisheng，et al.Summer monsoon intensity controls C4／C3plant abundance during the last 35 ka in the Chinese Loess Plateau:Carbon isotope evidence from bulk organic matter and individual leaf waxes[J].Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology，2005，220（3－4）:243－254

[5]Goni M A，Ruttenberg K C，Eglinton T I.Source and contribution of terrigenous organic carbon on surface sediments in the Gulf of Mexico[J].Nature，1997，389:275－278

[6]Huang Yongsong，Street－perrott F A，Perrott F A，et al.Glacial－interglacial environmental changes inferred from the molecular and compound－specificδ13C analyses of sediments from Sacred Lake，Mt.Kenya.Geochim.Cosmochim[J].Acta，1999，63（9）:1 383－1 404

[7]Ariztegui D，Chondrogianni C，Lami A，et al.Lacustrine organic matter and the Holocene palaeoenvironmental record of lake Albano（central Italy）[J].Journal of Palaeolimnology，2001，26:283－292

[8]Giresse P，Maley J，Brenac P.Late Quaternary palaeoenvironemt in the Lake Barombi Mbo.（west Cameroon）deduced from pollen and carbon isotopes of organic matter[J].Palaeogeogr Palaerclimatol Palaeoecol，1994，107:65－78

[9]Stuiver M.Climate versus change inδ13C content of the organic component of lake sediments during the late Quaternary[J].Quat.Res.，1975，5:252－262

[10]Ficken K J，Barber K E，Eglinton G.Lipid biomarkerδ13C and plant macrofossil stratigraphy of a Scottish Montane peat bog over the last two millennia[J].Org.Geochem.，1998，28:217－237

[11]Bird I，et al.Terrestrial vegetation change inferred from n－alkanceδ13C analyses in the marine environment[J].Geochimica et Cosmochimica Acta，1995，59:2 853－2 857

[12]謝樹成，梁 斌，郭建秋，等.生物標(biāo)志化合物與相關(guān)的全球變化[J].第四紀(jì)研究，2003，23（5）:521－528

[13]Brassell S C，Eglinton G，Marlower I T，et al.Molecular stratigraphy:A new tool for climate assessment[J].Nature，1986，320（6058）:129－133

[14]Cranwell P A.Lipids of aquatic organism as potential contributors to lacustrine sediments[J].Org.Geochem.，1987，11:513－527

[15]Jasper J P，et al.Alkenone molecular stratigraphy in an oceanic environment affected by glacial freshwater events[J].Paleoceanography，1989，4:603－614

[16]Street－Perrott F A，Huang Yongsong，Perrott A，et al.The inpact of lower atmospheric CO2on tropical mountain ecosystem[J].Science，1997，278:1 422－1 426

[17]Huang Yongsong，Street－Perrott F A，Metcalfe S E，et al.Climate change as the dominant control on Glacial－Interglacial variation in C3and C4plant abundance[J].Science，2001，293:1 647－1 651

[18]Huang Yongsong，F(xiàn)reeman K H，Eglinton T I，et al.δ13C Analyses of individual lignin phenols in Quaternary lake sediments:A novel proxy for deciphering past terrestrial vegetation changes[J].Geology，1999，27:471－474

[19]Ficken K J，Street－Perrott F A，Perrott R A，et al.Glacial／interglacial variations in carbon cycling revealed by molecular and isotope stratigraphy of lake，Nkunga Mt.Kenya East[J].Organic Geochemistry，1998，29:1 701－1 719

[20]Ficken K J，Li B，Swain D L，Eglinton G.An n－alkane proxy for the sedimentary in put of submerged／floating freshwater aquatic macrophytes[J].Org.Geochem.，2000，31:745－749

[21]David Brincat，Keita Yamada，Ryoshi Ishiwatari，et al.Molecular－isotopic stratigraphy of long－chain n－alkanes in Lake Baikal Holocene and glacial age sediments[J].Org.Geochem.，2000，31:287－294

[22]Muri G，Wakeham S G，Pease T K，et al.Evaluation of lipid biomarkers as indicators of change in organic matter delivery to sediments from Lake Planina，a remote mountain lake in NW Slovenia[J].Org.Geochem.，2004，35:1 083－1 093

[23]Glaser B，Zech W.Reconstruction of climate and landscape changes in a high mountain lake catchment in the Gorkha Himal，Nepal during the Late Glacial and Holocene as deduced from radiocarbon and compound－specific stable isotope analysis of terrestrial，aquatic and microbial biomarkers[J].Organic Geochemistry，2005，36（7）:1 086－1 089

[24]Huang Yongsong，Lydie Dupont，Michael Sarnthein，et al.Mapping of C4pant input from North West Africa into North East Atlantic sediments[J].Geochimica et Cosmochimica Acta，2000，64（20）:3 505－3 513

[25]張 干，盛國英，傅家謨.固城湖GS－1孔11.87－12.28m古環(huán)境變更線的分子有機(jī)地球化學(xué)證據(jù)[J].科學(xué)通報(bào)，1999，44（7）:775－779

[26]張 干，盛國英，傅家謨.固城湖沉積物中的結(jié)合態(tài)有機(jī)類脂化合物[J].科學(xué)通報(bào)，1997，42（16）:1 749－1 752

[27]劉建華，祁士華，張 干，等.湖北梁子湖沉積物正構(gòu)烷烴與多環(huán)芳烴對(duì)環(huán)境變遷的記錄[J].地球化學(xué)，2004，33（5）:501－506

[28]張成君，陳發(fā)虎，施 祺，等.西北干旱區(qū)全新世氣候變化的湖相有機(jī)質(zhì)碳同位素記錄— —以石羊河流域三角城為例[J].海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，2000，20（4）:93－97

[29]孫 青，儲(chǔ)國強(qiáng)，李圣強(qiáng)，等.硫酸型鹽湖中的長鏈烯酮及古環(huán)境意義[J].科學(xué)通報(bào)，2004，49（17）:1 789－1 792

[30]Guoqiang Chu，Qing Sun，Shengqiang Li，et al.Long－chain alkenone distributions and temperature dependence in lacustrine surface sediments from China[J].Geochimica et Cosmochimica Acta，2005，69（21）:4 985－5 003

[31]段 毅，吳保祥，鄭國東，等.沉積物的單體異構(gòu)和環(huán)烷烴碳同位素研究[J].科學(xué)通報(bào)，2004，49（2）:199－202

[32]Kawamura K，et al.Fatty acid geochemistry of a 200msediment core from Lake Biwa，Japan.Early diagenesis and paleoenvironmental information[J].Geochimica et Cosmochimica Acta，1984，48:251－266

[33]Volkman J K，Barret S M，Blackburn S I.Eustig－matophyte microalgae are potential sources of C29sterols，C22－C28n－alcohols and C28－C32n－alkyl diols in freshwater environments[J].Org.geochem.，1999，30:307－318

[34]王志遠(yuǎn)，劉占紅，易 軼.不同氣候和植被區(qū)現(xiàn)代土壤類脂物分子特征及其意義[J].土壤學(xué)報(bào)，2003，40（6）:967－970

[35]饒志國.中國東部表土總有機(jī)碳同位素和正構(gòu)烷烴碳、氫同位素空間變化特征及其古環(huán)境意義[D].北京:中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所，2007，55－70

[36]Schark L，Zink K，Lechterbeck L.Reconstruction of postglacial to early Holocene vegetation history in terrestrial Central Europe via cuticular lipid biomarkers and pollen records from lake sediment[J]，Geology，2002，30（5）:463－466

[37]鐘艷霞，陳發(fā)虎，安成邦，等.隴西黃土高原秦安地區(qū)全新世植被的討論[J].科學(xué)通報(bào)，2007，52（3）:318－323

[38]周愛鋒，陳發(fā)虎，強(qiáng)明瑞，等.內(nèi)陸干旱區(qū)柴達(dá)木盆地蘇干湖年紋層的發(fā)現(xiàn)及其意義[J].中國科學(xué)（D輯），2007，37（7）:1－8

[39]陳發(fā)虎，黃小忠，張家武，等.新疆博斯騰湖記錄的亞洲內(nèi)陸干旱區(qū)小冰期濕潤氣候研究[J].中國科學(xué) （D輯），2007，37（1）:77－85