海洋是地表最大的碳库,其对于全球碳循环的调控具有重要作用。传统观点认为全球海洋碳汇主要集中在中高纬度海洋,而低纬度海洋则主要是碳源。近期通过对现代观测和数值模拟等研究表明低纬度海洋可能也是潜在的碳汇区域,并且冰期风尘输入是低纬度海洋碳汇增强的主要原因,但目前对于低纬度海洋碳库的研究十分有限。一方面由于低纬度海洋受到全球变暖的热辐射效应更加明显,但其对海洋生物群落变化尚不清晰,导致基于海洋生物构建的温度代用指标在地质温室期古温度重建结果存在争议,因此亟待构建可靠的高温区海洋温度代用指标。另一方面风尘输入对低纬度海洋碳库变化以及风尘驱动的生物地球化学过程等尚不清晰,并且如何捕捉现代海洋环境中的风尘信号等问题均值得深入研究。因此本文将针对于中低纬度海洋来进行研究,首先来评估目前高温区类脂物温度代用指标的可靠性和建立新的高温区温度指标,其次利用类脂物分布特征及其单体同位素与微量元素分析示踪风尘输入海洋过程,探究其对于低纬度海洋碳库的影响。目前基于脂类温度代用指标（长链烯酮U37 K’,四醚膜脂GDGTs的TEX86,RI-OH以及黄绿藻LDI）等已经用于晚白垩纪以来海洋古温度重建。但是已经发现在地质温室期长链烯酮U37K’指标由于达到阈值,从而失去对高温的指示能力。因此探究现有温度指标在高温区对温度指示可靠性以及是否存在新的高温区温度代用指标是本文研究重点之一。首先本文通过采集于中国南海温度跨度为24～29℃的65个样品以及已发表的isoGDGTs的TEX86指标进行探究。结果表明南海TEX86记录温度与年均温之间仅存在中等强度相关,并且在南海北部和南海深海盆区域其重建温度显著均低于年均温,其中南海北部区域重建温度与实测温度的差值显著超过其误差范围。结合已发表数据分析表明南海北部和深海盆重建温度的低值可能是受到不同因素的影响,其中南海北部isoGDGTs可能受到河流输入贡献影响,而南海深海盆区域isoGDGTs可能记录着冬季生长温度。同样本文探究了另一类古菌OH-GDGTs的RI-OH温度指标,结果发现RI-OH温度指标重建温度明显低于其实测温度数据,表明其在高温海域使用受限。通过深入研究OH-GDGTs化合物分布特征,发现当温度高于25℃时,OH-GDGT-0和OH-GDGT-2化合物分布特征呈现出完全相反的分布,指示着OH-GDGTs生物源对温度的适应性差异。因此基于现有研究结果本文提出新的基于OH-GDGTs温度代用指标OH-2/OHs,其在海表温度>25℃时可作为高温区温度指标的潜力。同样,前人的研究表明黄绿藻LDI温度指标在温度>27℃时,可能无法准确指示真实的环境温度变化。针对该温度指标在高温区存在的问题,本文通过对来自南海的58个站位来探究黄绿藻LDI温度指标的高温指示意义。研究结果表明LDI温度指标确实在高温区指示温度存在问题,当温度>27.4℃时,其失去对于高温的指示能力。但是深入分析LDI指标与温度之间的关系,发现LDI温度与实测温度之间的差值随着温度的升高呈现出线性关系。并且通过整合已发表的长时间序列的沉积物捕获器和高温区LDI数据发现同样具有很强的相关性,表明这种机制可能是黄绿藻对于温度的适应关系。因此基于该线性关系,本文重新构建了原始LDI温度校正公式LDIM,适用于实测环境温度>27℃或者其它指标如U37K’达到阈值等高温海域。另外,基于来自于革兰氏阴性细菌3-羟基脂肪酸已经在陆地环境中表现出作为温度和pH指标的潜力,但是在海洋环境中其来源和分布特征,以及其温度指标是否可以用于高温重建均值得进一步探究。因此本文通过采集来自于西太边缘海不同纬度的表层沉积物样品来分析海洋环境中3-羟基脂肪酸的分布特征。通过统计分析和微生物群落结构分析来对比土壤样品和海洋样品中3-羟基脂肪酸的分布特征,均发现土壤环境中3-羟基脂肪酸与海洋环境中差异明显,指示着海洋环境中3-羟基脂肪酸主要来源于海洋自生贡献。随后通过分析现有土壤温度指标发现其均在海洋环境中并不适用。因此通过深入分析海洋3-羟基脂肪酸与温度之间的关系,发现基于反异构C13和异构C13 3-羟基脂肪酸的指标RAN13与温度之间呈现强的指数关系,并且在高温海域其误差较小。因此本文构建了新的基于细菌3-羟基脂肪酸的温度校正公式,其具有作为高温区温度重建的潜力。最后本文以南海为例来研究现代低纬海域风尘输入信号,用高等植物类脂物正构烷烃及其碳/氢同位素结合微量元素Sr-Nd同位素来分析海洋沉积物中的风尘输入信号。通过结合前人发表的Sr-Nd同位素数据,发现南海深海盆的Sr-Nd同位素信号与亚洲内陆沙漠源区信号一致,与南海周边河流、岛弧等输入均存在明显差异,表明Sr-Nd同位素可能指示南海深海盆存在着强的风尘输入信号。同样通过对不同站位正构烷烃信号进行解析,发现南海深海盆正构烷烃碳优势指数CPI值呈现出异常高值,并且与周边土壤分布呈现出明显差异,表明其可能不是来源于周边土壤输入或者河流输入信号。并且其氢同位素信号表现出类似的趋势,即在南海深海盆异常偏负。结合前人对于中国不同纬度正构烷烃CPI和氢同位素的数据分析,发现其二者均与纬度之间存在较好的线性关系,表明其可以用来示踪南海深海盆正构烷烃的来源。通过对比发现南海深海盆正构烷烃CPI值和氢同位素信号均指示着其可能来自于亚洲中纬度（40°N）。结合Sr-Nd同位素和脂类数据均表明南海深海盆存在明显的风尘输入信号,其可能来自于亚洲内陆沙漠源区。通过对其机制进行探究,发现在东亚冬季风背景下,大量的陆源风尘物质输入到南海深海盆区域,并且造成了南海深海盆的浮游植物繁盛。结合已发表数据分析表明,东亚冬季风驱动下东亚风尘输入和表层次表层水体扰动是造成寡营养南海深海盆冬季浮游植物繁盛的主要原因。综上所述,本文通过对现有温度指标在高温海域的进行分析,提出了新的温度校正公式OH-2/OHs适用于高温海域温度>25℃和LDIM适用于温度>27℃时的温度重建,并且建立了新的基于细菌3-羟基脂肪酸的温度指标RAN13,其具有高温重建的潜力。最后本文通过结合Sr-Nd同位素和类脂物正构烷烃来研究南海沉积物中的粉尘信号,并且成功示踪其风尘源区。通过结合已发表数据对风尘输入与南海浮游植物繁盛之间的原因进行分析,发现风尘输入和风致上升流可能是导致冬季浮游植物繁盛的主要原因。