河口系统是重要的生物地球化学关键带，甲烷和二氧化碳排放、有机质运移和埋藏等一系列生物地球化学过程都在河口系统中发生。而在这一过程中，微生物活动起着主导作用。例如和甲烷厌氧氧化细菌和反硝化细菌有关的脱氮作用、硫酸盐还原菌参与的固硫作用、以及与产甲烷古菌有关的有机质降解和产甲烷作用等。全球气候变化对这些微生物群落的丰度和结构有着明显的影响，进而影响着河口系统的生物地球化学循环过程。近年来大量研究报道了现代河口区域的微生物动态和有机质溯源工作（e.g. Zhu et al., 2011; Kim et al., 2012; Smith et al., 2012; Zell et al., 2014; Wu et al., 2014; Li et al., 2016; Xu et al., 2020; Cheng et al., 2021）。但在地质历史时期，诸多冷暖、干湿事件对全球变化具有显著影响，河口系统微生物对古环境和古气候变化的响应研究仍存在不足。
本研究通过对辽河三角洲采集了41.4m长的沉积钻孔ZK2（40°45′18.33″N, 122°07′11.23″E），中107个样品甘油二烷基甘油四醚膜脂化合物（GDGT）进行分析。在结合年代分析的基础上，通过对GDGT含量和指标分析，深入讨论末次冰盛期（LGM）以来河口区微生物群落对气候变化的响应。
在河口系统中，GDGTs的含量在低温期较低，在相对暖期含量较高，与全球温度的变化一致。表明温度的生降对微生物的丰度和活性有直接影响：在冰期和新仙女木（YD）冷事件中，微生物活性和生物量受到抑制；在Bølling/Allerød （B/A）时期和全新世早期，温度升高有利于微生物的生长。除温度外，由季风变化引起的湖泊水位波动可能是LGM后湖沼环境产甲烷菌丰度变化的重要因素。沉积钻孔中来自产甲烷古菌的化合物archaeol和GDGT-0的含量可作为产甲烷古菌生物量的重要指标。此外，辽河三角洲沉积钻孔所有样品R_0/5 >2也指示明显的产甲烷古菌贡献。在B/A和早全新世，archaeol和GDGT-0的含量显著增加，R_0/5 值也迅速上升，指示产甲烷古菌丰度增加。本研究认为，随着季风降水的增加和湖泊水位上升，为B/A和全新世早期产甲烷菌提供了良好的厌氧环境。而较低的湖泊水位和较强的水体混合会增加氧气含量，从而进一步抑制了YD时期的产甲烷菌丰度，导致YD时期R_0/5 值以及archaeol和GDGT-0的含量处于低值。根据LHD的GDGTs记录，LGM后在辽河口系统中发育的湖沼沉积中archaeol和GDGT-0含量整体比较高。本研究认为，LGM后全球逐渐气候变暖变湿，在裸露的大陆架上发育的洪泛平原湿地可能向大气中贡献了甲烷。这一结果为研究河口三角洲系统LGM以来微生物丰度和甲烷动态对古气候变化的响应提供了框架。
 

河口系统、GDGT、微生物群落、 产甲烷菌、气候变化、温度