波蘭Łazduny湖樣芯分析用于推斷水體生產力、季節性缺氧等狀態

瀏覽次數：1087　發布日期：2020-10-21　來源：北京易科泰生態技術有限公司

上一期《易科泰樣芯分析技術應用案例》, 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（XRF）和SPECIM樣芯高光譜成像技術（HSI）研究南半球西風隨時間變化及其與二氧化碳排放之間的關系。本期案例將介紹利用XRF、HSI、超高效液相色譜（HPLC）技術分析波蘭Łazduny湖樣芯用于推斷水體生產力、季節性缺氧和半混合態狀況。

瑞士伯爾尼大學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湖沉積物進行取樣，通過CORESCANNER XRF技術、SPECIM SCS樣芯高光譜成像技術、HPLC技術提取沉積物樣芯相關信息，采用多代理物選取的方法，在季節性亞層級尺度上推斷9200年前到目前水體生產力、季節性缺氧和半混合態變化過程，研究結果發表于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行µ‐XRF掃描，將Br和Si/Ti用作生產力和生物硅（主要是硅藻）的替代物，選擇XRF元素強度和比率來評估水生和陸地子系統的變化，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，將S和S/Ti結合磁化率作為沉積物中成巖Fe3S4鈣鐵礦形成的指標，由于Ca主要存在于生物成因的碳酸鹽層中，因此將Ca用作內生碳酸鹽沉積替代物。

根據Butz等人的方法（2015年），使用高光譜掃描相機Specim PFD‐CL‐65‐V10E，400–1000 nm），在半芯上進行高光譜成像掃描。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）測量了總葉綠素色素和總細菌色素。將葉綠素色素（chls）作為總的水體古生產力的指標（Michelutti等，2005），將細菌色素（bpheo）用作深層缺氧的指標（Repeta等，1989）。

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

研究結果見下圖。