水生植物烷基脂類含量和分布特徵及其單體氫同位素組成

2021-01-14 中國科學雜誌社
湖泊沉積物的長鏈脂類通常被認為來自陸生植物貢獻，用於重建陸地水文條件變化，取得了大量研究成果。但近年來對青藏高原湖泊的調查發現水生植物也含有較高豐度和含量的長鏈正構烷烴和長鏈脂肪酸，其對湖泊沉積物的長鏈脂類的影響不容忽視。然而，這一現象是否具有廣普性，尚需進一步對更多湖泊中的水生植物進行調查。此外，考慮到水生植物對湖泊沉積物中脂類的可能影響，亟需提出一些可以區分陸生和水生植物脂類來源的指標。

中國科學院地球環境研究所劉衛國研究員等人在青藏高原湖泊水生植物調查的基礎上，總結了全球湖泊已報導水生植物脂類結果，結合在中國雲南和內蒙古主要湖泊新獲得的脂類數據，系統討論了湖泊水生植物脂類分布特徵。
研究發現沉水植物具有較高含量的長鏈正構烷烴和長鏈脂肪酸，與陸生植物脂類含量接近，表明當湖泊中沉水植物大量生長時，其可能對沉積物的長鏈脂類存在較大貢獻。但藻類長鏈正構烷烴和長鏈脂肪酸的含量較低，表明其對沉積物長鏈脂類的影響可能較小。

雲南、內蒙古和青藏高原湖泊採集的藻類、沉水植物和陸生植物長鏈正構烷烴和長鏈脂肪酸含量比較。(a) C27~C33正構烷烴含量；(b) C26~C32脂肪酸含量。紅色表示沉水植物，藍色表示藻類，綠色表示陸生植物。通過對水生植物和陸生植物脂類分子指標進行比較，發現ACL14-32和ATR14-18值能有效將藻類和其他植物來源的脂肪酸區分開，Paq′值能很好地將沉水植物和陸生植物來源的正構烷烴區分開。對水生植物氫同位素的分析發現，每個水生植物樣品不同奇碳數正構烷烴(C21~C31)和不同偶碳數脂肪酸(C20~C30)分子間δD值無明顯差別，表明湖泊沉積物脂類分子間δD值的差異可能具有區分其輸入來源，以及反映湖泊水文條件的潛力。

水生植物正構烷烴和脂肪酸分布。左圖為C21~C33正構烷烴分子分布，右圖為C20~C32脂肪酸分子分布該研究聚焦湖泊水生植物正構烷烴和脂肪酸分子分布和含量特徵及其氫同位素組成，對於進一步認識湖泊沉積物中脂類的植物來源，及準確應用脂類的氫同位素組成進行古環境重建有重要意義。未來更多的研究應關注湖泊水生植物及沉積物氫同位素組成及分餾特徵。

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中文版：

劉虎, 柳中暉, 趙成, 劉衛國. 2019. 水生植物烷基脂類含量和分布特徵及其單體氫同位素組成. 中國科學: 地球科學, 49(9): 1439-1451

劉虎, 楊洪, 曹蘊寧, 劉衛國. 2018. 青藏高原地區湖泊正構烷烴有機單體氫同位素組成及其水文與環境應用. 中國科學: 地球科學, 48(6): 778–791

英文版：

Liu Hu, Liu Zhonghui, Zhao Cheng, Liu Weiguo. 2019. n-Alkyl lipid concentrations and distributions in aquatic plants and their individual δD variations. Science China Earth Sciences, 62(9): 1441-1452

Liu Hu, Yang Hong, Cao Yunning, Liu Weiguo. 2018. Compound-specific δD and its hydrological and environmental implication in the lakes on the Tibetan Plateau. Science China Earth Sciences, 61(6): 765–777

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