青藏高原是进行古气候研究的理想场所，但基于不同研究载体和代用指标重建的古气候记录存在较大差异，导致该地区气候演化模式和驱动机制存在诸多争议。甘油二烷基甘油四醚化合物（GDGTs）是微生物细胞膜脂的重要组成部分，因其分布广泛、环境响应灵敏且易于保存等优点受到古气候学者的广泛关注。然而，对于湖泊GDGTs的环境控制机理目前尚不是很清楚。
为此，中科院青藏高原所朱立平研究员带领湖泊与环境变化团队采集了青藏高原83个湖泊的表层沉积物和22个流域表层土壤样品（图1），细致分析了样品中古菌类异戊二烯型GDGTs（isoGDGTs）和细菌支链型GDGTs（brGDGTs）的分布情况，并结合多种湖泊环境参数（包括湖泊面积、水深、温度、pH、盐度、溶解氧及叶绿素浓度等）系统评估了其来源、环境响应及相关代用指标的古环境适用性，同时定量重建了色林错25.1 cal kyr BP以来的湖泊水位。
现代过程研究结果表明，青藏高原湖泊沉积物中的古菌和细菌GDGTs皆以湖泊自生来源为主，陆源输入次之；湖泊水深是影响古菌isoGDGTs分布的主导因素（图2）。科研人员通过对比验证全球湖泊isoGDGTs数据库发现，羟基GDGTs的相对丰度（%OH-GDGTs）、奇古菌醇及其异构体比值（Cren/Cren' ratio）和奇古菌醇相对丰度（%Cren）都有成为湖泊水位代用指标的可能性，但其准确性依次递减。需要注意的是，这三个湖泊水位代用指标在贫营养的富氧水体具有最好的适用性；对细菌brGDGTs而言，湖水盐度对其分布及相关指标有着显著影响，既体现在brGDGTs异构化指数（IR6+7ME及IR'6+7ME）与盐度的强相关（图2），也体现在常用的温度代用指标甲基化指数（MBT'5M、MBT'6M）在淡水湖、微咸水湖和咸水湖中的不同表现，前者具有一个新的基于brGDGTs湖泊盐度代用指标的潜力，后者为提高湖泊古温度重建的可靠性提供了新思路。
古环境重建结果表明，色林错经历了末次冰盛期的低湖面期、末次冰消期的剧烈波动期以及全新世相对高湖面期三个阶段，其水文演化历史与周边已有古气候记录具有较好一致性，表现出印度季风的共同驱动作用（图3）。此外，该研究强调了长期降水-蒸发平衡对湖泊水位变化的重要影响，气候事件通过打破这种平衡影响湖泊水位。本研究提供了青藏高原中部首条较长时间尺度连续的古水文定量记录，阐明了气候变化在该地区水文演变过程中的作用和机制，可为研究青藏高原西风-季风相互作用下的水文演变提供参考。
上述研究成果分别在《Global and Planetary Change》、《Chemical Geology》和《Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology》期刊发表。第一作者均为我所博士后寇强强，通讯作者为朱立平研究员。本研究得到了第二次青藏高原综合科学考察研究（2019QZKK0202）、国家自然科学基金（41831177）及中国科学院A类战略性先导科技专项（XDA20020100）的联合资助。
论文信息及链接：
1. Kou, Q., Zhu, L*., Wang, J., Ma, Q., Ju, J., 2023. Archaeal tetraether-inferred hydrological variations of Serling Co (Central Tibet) during the late Quaternary. Global and Planetary Change. 224, 104113.
全文链接: https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2023.104113
2. Kou, Q., Zhu, L*., Ma, Q., Wang, J., Ju, J., Xu, T., Liu, C., Li, C., Kai, J., 2022. Distribution, potential sources, and response to water depth of archaeal tetraethers in Tibetan Plateau lake sediments. Chemical Geology. 601, 120825.
全文链接: https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2022.120825
3. Kou, Q., Zhu, L*., Ju, J., Wang, J., Xu, T., Li, C., Ma, Q., 2022. Influence of salinity on glycerol dialkyl glycerol tetraether-based indicators in Tibetan Plateau lakes: Implications for paleotemperature and paleosalinity reconstructions. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology.
全文链接: https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2022.111127
图1 湖泊表层沉积物、流域土壤及岩芯采样点
图2 古菌GDGTs对湖泊水深的响应（左）及细菌GDGTs对盐度的响应（右）
图3 色林错水位记录与全球已发表气候记录对比
