近日，国际地球化学领域重要期刊《Geochimica et Cosmochimica Acta》(GCA) 在线发表了云南大学古生物研究院吴杰博士（第一作者）的重要研究成果。该研究联合中国地质大学（武汉）杨欢副教授、谢树成教授，中国科学院青藏高原研究所寇强强博士、朱立平研究员，云南师范大学沈才明教授以及云南大学王新欣博士等共同完成。

在全球变暖背景下，理解过去的气候变化对于评估当前变暖程度、预测未来趋势及制定应对策略至关重要。古温度定量重建依赖于可靠的地质代用指标。支链单烷基四醚脂类（branched glycerol monoalkyl glycerol tetraethers, brGMGTs）是近年发现的一类细胞膜脂，初步研究表明其对温度敏感，具有作为湖泊古温度代用指标的潜力。然而，brGMGTs的温度指示机制、区域适用性、非温度因素（如盐度、溶解氧）的干扰，以及在沉积柱记录中的可靠性等关键问题尚不明确，制约了其应用。

为系统评估brGMGTs指标的适用性与环境控制因素，该研究整合了多套湖泊表层沉积物样品，深入分析了温度、盐度、溶解氧浓度对brGMGTs分布及相关环境代用指标的影响，并结合全新世湖泊沉积柱探讨其古气候重建中的表现与局限性（图1）。

图1 brGMGTs的分子结构及样品地理位置分布图

主要发现与突破：

1. 创新性温度指标构建：研究首次提出并验证了新的温度代用指标brGMGTII。该指标在中国西部湖泊和东非湖泊的表层沉积物中均与年均气温（MAAT）呈现极显著的正相关关系（R² = 0.90 和 0.91，RMSE 分别为 2.8°C 和 2.6°C），展现出出色的区域普适性和高精度重建潜力（图2）。研究进一步揭示，brGMGTs对温度的响应可能主要源于产brGMGTs细菌群落结构随温度（高/低温环境）的转变，而非细胞膜脂自身对温度的生理性调节。

图2 基于brGMGTs的代用指标与大气年均温度MAAT的关系

2. 非温度因素影响评估：盐度对整体brGMGTs分布影响有限（仅个别化合物呈现弱相关）。然而，溶解氧浓度被发现是影响brGMGTs分布与丰度的关键非温度因子。低氧条件显著提升brGMGTs含量，并可能干扰现有温度指标（如brGMGTI和brGMGTII）的可靠性。

3. 沉积柱记录应用面临关键挑战：在云南阳宗海全新世沉积柱的应用中，brGMGTI和brGMGTII均未能成功重建出合理的温度变化趋势或绝对值（图3）。这一关键结果表明，在沉积记录中，非温度因素（尤其是溶解氧浓度）对brGMGTs分布的控制作用可能显著增强，严重影响了其作为古温度代用指标的准确性。

图3 基于brGMGTs的古气候代用指标在云南阳宗海全新世沉积钻孔中的应用。其中GDGT-0/Cren 的比值用于表征溶解氧浓度的变化，MBT'_5ME记录用于反映区域全新世温度变化。

研究意义：本研究是首次将brGMGTs在中国湖泊中进行了系统分析，填补了东非之外地区缺乏相关研究的空白，并首次提出了新的温度重建指数brGMGTII，丰富了古气候定量重建的工具体系。研究结果也对古气候研究者提出了重要警示：即便某些生物标志物在表层沉积物中表现出良好的环境响应，也不意味着其可以无偏差的应用于沉积柱中进行长时间尺度的期气候重建，尤其在环境变化复杂或非温度因素干扰较强的湖泊系统中更应谨慎使用。

论文信息：Wu J., Kou Q., Shen C., Wang X., Zhu L., Yang H. and Xie S. (2025) Dominant environmental variables affecting brGMGT-derived temperature proxies differ in lake surface sediments and sediment cores. Geochimica et Cosmochimica Acta. https://doi.org/10.1016/j.gca.2025.07.012

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0016703725003667

撰稿|吴杰

编辑|苑婷媛

初审|韦海波

复审|苑婷媛

终审|冯卓