2024年2月，国际知名地学期刊《Quaternary Science Reviews》以“A novel method to advance the brGDGTs-based paleoclimate reconstruction applicable to different terrestrial environments”为题，在线发表了我院田俐萍博士与合作者的研究成果。该研究针对沉积相发生变化的沉积序列，基于全球brGDGTs(分子化石：支链甘油双烷基甘油四醚)数据库(n=3068)，结合局部加权-加权平均最小二乘法模型(LWWA-PLS)，为利用brGDGTs指标开展古环境定量重建提供了一种新思路。
来源于细菌膜脂的brGDGTs是常用于陆地古气候定量重建的一类生物标志物，运用brGDGTs定量重建气候因子的经验方程大多基于单一沉积环境（土壤、湖泊、泥炭等）。然而，在地质历史上，沉积环境和沉积物源的变化难以避免，因此用单一、固定的经验公式开展古环境重建会带来很大不确定性。为解决这一难题，本研究基于全球brGDGTs数据库，借鉴孢粉古环境研究常用的LWWA-PLS模型，建立了基于brGDGTs成分组成的LWWA-PLS模型，实现了对沉积环境的判别和对温度、降雨等环境因子的非固定经验方程的动态重建。
将这一方法用于不同情境的结果验证了其有效性，包括：
(1)在包含各种沉积环境的现代brGDGTs数据库中，年均温(MAAT)观测值与预测值相关性可达0.9；
(2)在简单沉积相的腾冲青海湖中，brGDGTs-MAAT与基于孢粉LWWA-PLS模型输出的pollen-MAAT自70 ka以来的温度残差值小(≤2℃)且相对集中，据此重建的MAAT与孢粉结果更接近，且能减弱brGDGTs线性模型结果中的异常值；
(3)在呈现复杂沉积相的田洋玛珥湖中，此方法可以较好识别出不同沉积相来源的brGDGTs的贡献度，有效降低沉积相转变对brGDGTs-MAAT重建的影响，且与区域温度重建结果具有更好的可比性。
因此，该研究为在沉积环境变化较大的沉积序列中应用brGDGTs定量重建古气候提供了一种可行方法。
图1 全球brGDGTs数据库
图2 腾冲青海湖孢粉与brGDGTs定量重建结果对比
论文第一作者为我院田俐萍博士，通讯作者为贾国东教授，合作者包括中山大学王梦媛副教授(共同一作)，陈聪博士(共同通讯作者)，张潇博士，郑卓教授，黄康有副教授，同济大学李丽教授，以及加拿大多伦多大学满美玲博士。该研究受科技部重点研发项目(2022YFF0801501)和国家自然科学基金(42072205,42030504,42276069)共同资助。
全文链接：https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2024.108540
撰稿：田俐萍
编辑：高小丰