北太平洋晚新生代风尘沉积中陆地植被变迁的有机地球化学记录

东亚内陆干旱半干旱区是重要的风尘物质的发源地，这些风尘物质进入高空西风带后可被长距离输送至中纬度北太平洋。北太平洋风尘沉积记录的研究已经有30余年的历史，但都集中于矿物学、元素和同位素地球化学等方面的工作，尚未有有机地球化学的研究报道，但无论是现代风尘颗粒还是洋底表层沉积物中都检测出了可观的陆源有机标志物。因此，本项目计划对申请得到的位于北太平洋风尘搬运路径上的两个ODP站位进行详细的有机地球化学研究，重点提取陆地植物来源的长链正构烷烃和黑碳两种生物标志物，测试其碳氢同位素，了解晚新生代以来东亚地区中纬度陆地生态系统碳同位素的演变特征，探讨C4植物出现和扩张的时间。同时，结合能反映气候演变特征的烷烃氢同位素和黑碳沉积通量来探讨陆地植物碳同位素及C4植物出现和扩张的机理。

本项目的初始计划是，对位于北太平洋的ODP806和ODP1208 柱状样进行风尘高等植物标志物的定量提取和分析测试，获得该柱状样陆源生物标志物的沉积通量变化曲线，测试其碳氢同位素，重建亚洲内陆晚新生代C3/C4植物的历史。通过项目的实施，顺利完成了上述柱状样中高等植物叶蜡烷烃及其碳同位素的提取和分析测试，并发表了相关研究结成果。对上述两个柱状样中的正构烷烃及其碳同位素的分析发现，正构烷烃的长链部分具有显著的奇偶优势（CPI > 4），表明它们来自于高等植物叶蜡。叶蜡烷烃的总堆积速率（即C27+C29+C31正构烷烃）自中中新世以来呈现出增加的趋势，这与亚洲内陆的干旱化记录是一致的。叶蜡烷烃碳同位素曲线中未曾出现在其它中低纬度地区所表现出的晚新生代C4扩张事件，反而在12-8 Ma左右C4植物有显著减少。由于中中新世之后亚洲内陆的气候是持续干旱化的，这应该有助于C4植物的增加而不是减少，所以12-8 Ma 期间C4植物的减少应该反映的是区域温度的信息，即区域温度降低抑制了C4植物的发育，从而没有出现在热带亚热带地区所广泛发现的C4植物扩张现象。而12-8Ma期间正是一些内陆沉积记录所指示的青藏高原快速隆升时期，据此我们提出，晚新生代全球变冷和晚中新世青藏高原快速隆升所导致的区域性显著降温是上述亚洲内陆C4植物减少的重要原因。这一工作表明，C4植物的演化更多地受区域气候环境变化的影响，不存在全球性的统一样式。