东海和黄海硅藻、颗粒物及沉积物中的甾醇类生物标志物比较研究

摘要

硅藻作为海洋主要浮游植物，其生产力的重建对于了解过去海洋生产力及气候的变化有重要意义。选取合适的硅藻重建指标是海洋生产力重建的关键基础工作。尽管菜子甾醇作为硅藻的生物标志物被广泛地应用于硅藻的重建，但近年来的研究表明，其在硅藻中并非广泛分布，而且部分甲藻、颗石藻、隐藻也会产生菜子甾醇。相对而言，藻类培养结果表明24-亚甲基胆甾醇由于在硅藻中分布更广泛，含量更高，对硅藻指示性更好，但这一结论还缺乏调查数据的验证。我们通过对东海和黄海的优势藻类、颗粒物及沉积物等样品分析发现：(1)在硅藻中，相比菜子甾醇，24.亚甲基胆甾醇有更高的丰度及更广泛的分布，且只在东海原甲藻中检测到，而菜子甾醇在所培养的3种甲藻中均检测出。(2)颗粒物及沉积物中24.亚甲基胆甾醇和菜子甾醇含量变化有高的相关性，但在颗粒物及沉积物中菜子甾醇比24-亚甲基胆甾醇有更高的含量，这种差异可能与菜子甾醇具有更高的保存效率有关。由于菜子甾醇在东海和黄海沉积物中的含量较24-亚甲基胆甾醇高，可能更适合作为硅藻生产力重建的指标。
　　 作为硅藻生物标志物的菜子甾醇，其含量除了与母源产生量有关外，降解作用也影响菜子甾醇的含量。为了更准确地重建硅藻生产力，需要考虑降解过程对菜子甾醇含量变化的影响。本文运用Middelburg(1989)降解模型对柱状样10694、DH5-1中菜子甾醇的降解过程进行研究，并利用菜子甾醇含量的实测值与降解模拟值的差值的变化趋势来反映硅藻生产力的变化。结果显示：(1)柱状样10694在1975年后、DH5-1在1873年后的菜子甾醇降解曲线变化趋势与实测值变化趋势相似，但数值大小不一致，表明此阶段菜子甾醇含量可能受到降解作用和菜子甾醇输入的双重影响；而10694站位在1975年前菜子甾醇的降解曲线与实测值的变化趋势明显不同，表明此阶段降解过程不是控制菜子甾醇含量的主要因素，菜子甾醇的含量主要受其输入量的影响。(2)通过10694站位、DH5-1站位的菜子甾醇含量的实测值与模拟值的差值的变化趋势可知，10694站位的硅藻生产力在1930年后是增加的，一方面可能与东亚冬季风的增强而引起黄海沿岸流强度的增强以及水体垂直混合加强而造成真光层营养盐含量增加有关；另一方面还可能与农业的发展、化肥的大量使用而引起的风尘输入的营养盐增加有关。DH5-1站位硅藻生产力在1930年前是低值，1930年后开始递增，可能与长江冲淡水营养盐的增加和东亚冬季风的增强而引起的海水混合加强有关。