波蘭Łazduny湖樣芯分析用于推斷水體生產(chǎn)力、季節(jié)性缺氧等狀態(tài)

瀏覽次數(shù)：938　發(fā)布日期：2020-10-21　來源：北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司

上一期《易科泰樣芯分析技術(shù)應(yīng)用案例》, 我們介紹了利用CORESCANNER X光芯體密度掃描成像與元素分析技術(shù)（XRF）和SPECIM樣芯高光譜成像技術(shù)（HSI）研究南半球西風(fēng)隨時(shí)間變化及其與二氧化碳排放之間的關(guān)系。本期案例將介紹利用XRF、HSI、超高效液相色譜（HPLC）技術(shù)分析波蘭Łazduny湖樣芯用于推斷水體生產(chǎn)力、季節(jié)性缺氧和半混合態(tài)狀況。

瑞士伯爾尼大學(xué)地理與奧希格氣候變化研究中心的ANDREA SANCHINI等人對波蘭東北部Łazduny湖沉積物進(jìn)行取樣，通過CORESCANNER XRF技術(shù)、SPECIM SCS樣芯高光譜成像技術(shù)、HPLC技術(shù)提取沉積物樣芯相關(guān)信息，采用多代理物選取的方法，在季節(jié)性亞層級(jí)尺度上推斷9200年前到目前水體生產(chǎn)力、季節(jié)性缺氧和半混合態(tài)變化過程，研究結(jié)果發(fā)表于2020年《JOURNAL OF QUATERNARY SCIENCE》（A Holocene high‐resolution record of aquatic productivity, seasonal anoxia and meromixis from varved sediments of Lake Łazduny, North‐Eastern Poland: insight from a novel multi‐proxy approach）。

研究人員使用裝有Cr管的ITRAX‐XRF核心掃描儀對半芯進(jìn)行µ‐XRF掃描，將Br和Si/Ti用作生產(chǎn)力和生物硅（主要是硅藻）的替代物，選擇XRF元素強(qiáng)度和比率來評估水生和陸地子系統(tǒng)的變化，由Ti和K推斷侵蝕（碎屑輸入），選擇Zr/Al，Zr/Fe和Fe/Ti作為晶粒尺寸的代表，K/Ti作為成巖粘土的替代物。使用Mn來研究水體中的氧化還原反應(yīng)，將S和S/Ti結(jié)合磁化率作為沉積物中成巖Fe3S4鈣鐵礦形成的指標(biāo)，由于Ca主要存在于生物成因的碳酸鹽層中，因此將Ca用作內(nèi)生碳酸鹽沉積替代物。

根據(jù)Butz等人的方法（2015年），使用高光譜掃描相機(jī)Specim PFD‐CL‐65‐V10E，400–1000 nm），在半芯上進(jìn)行高光譜成像掃描。從相對吸收帶面積（RABA666，590–730 nm； Michelutti等，2005）和相對吸收帶深度（RABD845，790–895 nm； Butz等，2015）測量了總?cè)~綠素色素和總細(xì)菌色素。將葉綠素色素（chls）作為總的水體古生產(chǎn)力的指標(biāo)（Michelutti等，2005），將細(xì)菌色素（bpheo）用作深層缺氧的指標(biāo)（Repeta等，1989）。

全新世的水生初級(jí)生產(chǎn)力記錄顯示，連續(xù)的逐步富營養(yǎng)化是從貧營養(yǎng)湖(9500年前)到中新世的中營養(yǎng)湖（9200年前），在2000到400 年前之間觀察到產(chǎn)量略低的時(shí)期，在過去的約100年中，人為富營養(yǎng)化達(dá)到最高水平。全新世的富營養(yǎng)化歷史在區(qū)域上存在一致性，并且主要與400年前景觀演化、封閉落葉林環(huán)境、全新世溫暖濕潤的氣候條件、土壤風(fēng)化以及流域養(yǎng)分庫的逐步積累等因素有關(guān)。

研究結(jié)果見下圖。