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正构烷烃以其丰富的产率和在地质环境中良好的化学和同位素组成稳定性成为古气候、古环境示踪和重建的重要手段。由于陆地生态、气候条件、大气降水同位素以及蒸发作用具有显著的区域性和空间变异,建立不同区域和气候条件下正构烷烃的分布特征和同位素组成与环境、气候要素的关系是正构烷烃古气候环境记录研究不可缺少的一环。本论文选择东亚季风北部的代表性地点包括毗邻长白山的四海龙湾、大兴安岭中段阿尔山驼峰岭天池以及贝加尔湖等湖泊地区开展了现代土壤、湖泊沉积物、水生植物正构烷烃的分布和单体氢同位素以及环境水体同位素组成方面的研究。结果表明: 水生植物样品以C23和C25为主峰,表层土壤样品以C29和C31为主峰,湖泊沉积物正构烷烃以C27和C29为主峰。水生植物正构烷烃Paq均值为0.73,ACL均值为24.5;表层土壤正构烷烃Paq均值为0.2,ACL均值为27;湖泊沉积物正构烷烃Paq均值为0.3,ACL均值为25.4,二参数均介于水生植物和土壤之间,说明ACL值和Paq指标都可以用来评估沉积物中有机质的陆生高等植物和沉水型水生植物来源的相对贡献。 无论土壤、湖表沉积物或水生植物,同一样品的不同链长正构烷烃的δD值接近。来源于水生植物的正构烷烃(n-C21、n-C23和n-C25)及三者的氢同位素平均值δD(n-C21-25)与湖水氢同位素显示出明确的正相关关系;来源于表层土壤的正构烷烃(n-C27、n-C29、n-C31)及均值δD(n-C27-31)与大气降水的氢同位素显示出明确的正相关关系;湖表沉积物中的水生来源代表性正构烷烃n-C23和n-C25的同位素均值(n-C23-25)、陆生来源代表性正构烷烃n-C27、n-C29、n-C31的同位素均值(n-C27-31)与湖水同位素的相关系数分别为R2=0.66和R2=0.67,显示了研究区湖表沉积物具有陆生和水生有机质来源的混合特征。 水生植物的5种正构烷烃与湖水间的表观分馏均值(εC21-29/w)为-159‰,具有代表性水生来源的正构烷烃(n-C21,n-C23,n-C25)与源水间的表观分馏均值(εC21-25/W)为-161‰,与欧洲断面的研究结果(-160‰)非常接近;表层土壤正构烷烃n-C27,n-C29,n-C31与源水间的分馏均值(εC27-31/W)为-142‰,与前人结论相符;湖表沉积物的中长链正构烷烃与源水间的分馏均值(εC23-25/w)为-148‰,长链正构烷烃与源水的分馏均值(εC27-31/w)为-149‰,比欧洲湖泊(平均-130‰)和西藏湖泊(-99~-115‰)结果明显偏负。存在这种地区差别的主要原因可能是区域干旱度的差异。 总体上,湖表沉积物与土壤长链正构烷烃(n-C27、n-C29、n-C31)氢同位素组成相近,说明长链正构烷烃组分主要来自陆源植物,因此可以作为示踪大气降水氢同位素组成的指标。湖泊沉积物的中长链正构烷烃(n-C23、n-C25)氢同位素值介于水生植物和土壤之间,暗示了这两种来源的混合。因此,在利用湖泊沉积物的中长链正构烷烃(n-C23、n-C25)指示水生有机质及湖水同位素时,需要考虑陆生和水生有机质的相对贡献。 在四海龙湾湖表沉积物中,长链正构烷烃n-C27和n-C29氢同位素值更接近土壤,而中长链组分n-C23和n-C25氢同位素值更接近水生植物。这表明,土壤(和陆生植物)对湖表沉积物的长链组分有主要贡献;而水生植物对湖表沉积物的中长链组分有主要贡献。表明了该湖泊中的湖表沉积物的中长链正构烷烃C23和C25具有反映湖水同位素组成的潜力。