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蝙蝠粪用于研究环境变化 P黄勰敏 提纲 蝙蝠粪简介 C3、C4和CAM植物简介 样品分析方法 两个应用实例 1、东南亚植被的研究 2、北美大峡谷的研究 启迪 参考文献 为什么选择蝙蝠粪 蝙蝠粪沉积在热带，亚热带，温带区域均有分布，并且沉积时间可以追溯到末次冰盛期 蝙蝠洞穴对古气候的变化十分敏感 蝙蝠主要以昆虫为食，而我们可以从昆虫组织中得到许多与当时环境有关的信息 1、 可以获取δ13C数据 反映昆虫的食谱 反映昆虫的丰度，而这主要取决于当地可被利用的植被，植被的分布又取决于当地的气候环境，因此可以反映出当地的气候 与夏季和冬季的降水比例也有强烈的联系 2、可以获取δD数据 C3、C4、CAM 三种不同的光合作用途径，控制植物体中碳同位素的组成 在半干旱地区，它们的相对丰度与当地的气候环境紧密相连 北美地区 东南亚地区 在低地热带环境中, 草类用C4途径，而树木用C3途径 C4 植物的δ13C在−9 到 −16‰ 之间 C3 植物的δ13C−19 到-34‰之间 样品分析方法 Ⅰ、样品的预处理过程： 1、在沉积柱上0至260mm范围以4mm的间隔取样，其后每隔8mm取样 2、混合均匀，在2NHCl-ZnCl2溶液中悬浮3个小时去除矿物部分和CO2 3、取上清液在12微米的金属筛用去离子水洗涤 4、残留在筛上的微粒用1次甲醇，3次氯仿洗涤，并且冻干 Ⅱ、样品的分析 1、稳定同位素含量和基本组成用CF-IR-MS方法测量 2、δ13C用Flash 1112 Elemental Analyzer测量 ，之后算出与VPDB之间的相对比例 3、δD和H%用 TC/EA方法测量， δD用蝗虫和新鲜蝙蝠粪几丁质修正后算出与VSMOW-VSLAP之间的相对比例 Ⅲ、数据的选择 1、由于观察到CN比小于6的样品有更高的δ13C和 δD，所以只选择CN比接近于几丁质的样品进行分析以限制影响同位素变化的因素，使δ13C和 δD变化只和环境变化有关 2、由于样品繁多，所以没有测量所有样品的δD 近赤道东南亚 生物多样性的热点区域，有丰富的植物和动物种群。在生物地理上有着强烈的历史环境变化的特征。 在末次冰期特别是末次盛冰期海平面的上升对着一区域的影响很大。 研究的就是这一区域热带雨林和热带草原分布的变化 样品采集 北纬10度左右采了4个点： 1、Batu cave (3°13′N, 101°42′E) 2、Niah cave (3°49′N, 113°46′E) 3、Gangub cave(8°31′N117°33′E) 4、Makangit cave (10°28′N,119°27′E) 1、灰白部分代表热带草原，灰黑部分代表热带雨林 2、实线代表当时热带低地森林的分布 3、虚线代表人类迁入该区域时额定海陆分布 4、黑色部分代表当时的森林环境 LGM时东南亚的海陆分布图 几点说明： 1、蓝色区域指的是LGM时期 2、在Makangit 采集的样品中含有致结石石墨污染，所以测量的是C29 和C31烷烃的δ13C 3、紫红色部分是从Gunung Bud国家公园沉积物中得到的δ18O数据 研究结果 1、Results from Batu deposit 1、δ13C 直到LGM的末期还是高于 −22.6‰，表明 直到16000年前C4植物的生物量都在当地占了至少35%的比例 2、在14700年前 δ13C 有一个突然的下降，然而在13400年到12500年前间是上升到-23.3 ‰ 3、在10500年前后C3植物占优势直到现在 2、Results from Niah deposit 1、由于采矿毁坏了沉积的上部序列，所以全新世的记录丢失了 2、在50000–10700 年前， C3 植物就一直占优势 3、 δ13C 一直在−24.7 和 −26.2‰之间, 除了在13400年前短暂地上升到−22.9‰ 3、Results from Gangub deposit 1、在33500年前之前，显示的都是更新世的森林 2、在21000年前， δ13C大幅度的增加从−26 增长到 −18‰, 表明了热带草原的C4植被 3、而在13500年前，又表明了热带雨林的存在 4、Results from Makangit deposit 1、 致结石石墨的存在使直接地分离和分析昆虫的角质层变得更困难，为了解决这一问题，测量的是C29 和C31烷烃的δ13C