柳杉树轮δ^13C与气候要素的分析与应用

对采自气候为非限制性因子地区的柳杉树轮稳定碳同位素比δ^13C进行气候响应分析。用排除法消除大气二氧化碳中δ^13C的变化对柳杉树轮δ^13C变化的影响后,建立残差年序列RE,并结合西天目山气象站的气象记录,分析了树轮δ^13C年序列对气候要素的响应,结果表明：西天目山地区树轮δ^13C的高频振荡与11、12月最高气温的平均值,1、2、3月降水总和以及6、7月降水总和显相关,在一定程度上反映了东亚季风对该区的影响大小,可见气候非限制性因子地区树轮稳定碳同位素组成年序列同样可以作为气候变化指针。     

用树轮碳同位素年序列重建大气二氧化碳浓度

大气圈ＣＯ２浓度及其同位素组成是不断变化的。植物在同化大气ＣＯ２过程中产生碳同位素分馏,因此,树轮中稳定碳同位素比值（＾１３Ｃ／＾１２Ｃ）不仅是重建古气候的工具,也是过去大气ＣＯ２浓度变化的敏感指标器。利用采自浙江西天目山的两株柳杉树轮稳定碳同位素（δ＾１３Ｃ）组成年序列,对１９世纪中叶以来大气ＣＯ２浓度变化进行重建,其重建值与大气ＣＯ２浓度的实测值较吻合。     

山东塔山黑松树轮稳定碳同位素与气候要素的响应

在山东塔山东坡采集黑松(Pinus thunbergii Parl)树芯样本,建立树轮稳定碳同位素年表,发现在数十年尺度上与工业革命以来大气稳定碳同位素比率降低的事实相吻合,但1976年之后树轮稳定碳同位素比率(δ13C)有逐渐上升的趋势,其原因可能是大气中CO2的积累效应导致了大气与海洋之间CO2交换的不稳定性.通过对样本δ13C序列校正提取高频序列后与气象站气象资料进行相关分析,发现树轮δ13C序列与温度呈正相关,与降水量和日照时数呈负相关,温度和降水以及日照时数对树轮δ13C的影响均存在一定的滞后效应,该地区树木生长的限制性气候因子比较复杂,可能受到多种气候因子的共同影响,在气候重建研究中应当慎重选择.     

树轮δ~(13)C趋势地区差异的初步研究

比较了新疆昭苏地区、阿勒泰地区和青海祁连地区 3棵树树轮碳同位素组成的长期趋势 .研究发现 ,新疆昭苏和青海祁连序列有较为相似的趋势 ,而均与新疆阿勒泰序列有明显的不同 .分析表明 ,树轮δ13 C序列趋势之间的地区差异主要与树轮δ13 C的“林冠效应”有关 .说明在利用树轮碳同位素序列来重建大气 CO2 中的δ13 C变化历史时应选择森林郁闭度低或树冠伸出了整个林冠的树木样品 .     

树轮δ13C趋势地区差异的初步研究

比较了新疆昭苏地区、阿勒泰地区和青海祁连地区3棵树树轮同位素的长期趋势。研究发现,新疆昭苏和青海祁连序列有较为相似的趋势,而均与新疆阿勒泰序列有明显的不同。分析表明,树轮δ13C序列趋势之间的地区差异主要与树轮δ13C的“林冠效应”有关。说明在利用树轮碳同位素序列来重建大气CO2中的δ13C变化历史时应选择森林郁闭底低或树冠伸出整个林冠的树木样品。     

树轮α-纤维素δ13C角分布及其气候含义

利用从中国天目山和庐山采集的4株树轮样，分析了树轮沿不同方位δ^13C的变化特点，讨论了角分布的成因。结果表明，树轮在不同方位上的木质α－纤维素δ^13C值不同，而且各方位上δ^13C的差异与分析期间历年平均值的年际差异在量级上大致相当。对各方位δ^13C作方差分析表明，各方位存在显性差异。说明δ^13C的角分布具有独立意义。对其中一棵柳杉树轮δ^13C角分布与气候要素的相关分析表明，不同方位的δ^13C值与年、季节和朋降水及温度相关，从而使树轮可记录住处分辨率提高、信息量增大。用树轮δ^13C的角分布重建的气候要素更能反映气候要素的实际变化情况。     

洞穴石笋氧同位素古气候重建应用

近年来,应用洞穴次生碳酸盐稳定氧、碳同位素进行古气候研究得到了迅速的发展,尤其是利用石笋中1δ8O与δ13C重建不同地区不同时间尺度下的古气候环境,为全球气候的变化提供了许多新的有意义的认识.然而,当前在利用石笋氧同位素进行古气候重建,特别是对1δ8O的解译过程中仍存在诸多不确定性,尤其是δ18O与温度、降水的联系不统一问题.该文从洞穴石笋δ18O与温度、降水的相关关系以及不同时间尺度下所指示的气候意义等角度对当前洞穴石笋气候学中氧同位素的应用进行了总结分析.     

埋藏古木树轮碳、氢、氧同位素研究与古气候重建

树轮作为自然档案的一种,其同位素研究对探讨全球气候和环境变化具有重要的意义.文章系统地介绍了树轮碳、氢、氧同位素的分馏原理, 研究方法以及纤维素的提取等.研究表明,树轮同位素作为环境变化的示踪剂,是古环境再造和了解现代环境气候变化的一个强有力工具.尤其是在过去全球变化(PAGES)研究中,埋藏古木纤维素中的碳、氢、氧同位素分析已成为环境演化研究的主要量化手段.另外,对于中国这样典型的季风气候国家,开展树轮稳定同位素随季节性变化的研究具有重要的意义. 我国在树轮研究方面起步较晚,研究方法和研究内容上也比较简单,还存在不小差距,既要进一步积累基础资料,又要做区域对比,加强与相关学科的交叉研究.     

贵州二叠纪海相碳酸盐岩碳、氧同位素地球化学演化规律

以贵州罗甸二叠纪剖面为研究对象，详细讨论了海相碳酸盐岩的碳、氧同位素组成特点，及影响碳酸盐岩的δ１３Ｃ和δ１８Ｏ的主要因素。在此基础上系统阐述了整个二叠纪海相碳酸盐岩的δ１３Ｃ和δ１８Ｏ的演化与海平面升降的关系，第一次系统建立了二叠纪古海洋碳酸盐岩的碳、氧同位素演化曲线。     

珠穆朗玛峰地区的新降雪和雪坑样品的化学特征研究

1998年 8 ,9月份和 1999年 6月份 ,在珠穆朗玛峰北坡东绒布冰川积累区采集了一批新降雪和雪坑样品 ,稳定氧同位素比率 (δ1 8O)以及化学成分的分析结果表明 ,珠峰地区大气降水具有明显的季节变化特征 ,表现为夏季风降水中 δ1 8O值和主要离子浓度都很低 ,而非夏季风降水中δ1 8O值和主要离子浓度显著升高 ,反映了不同的水汽来源和气候状况     

中国西部地区水-热综合环境因素对植物碳同位素组成的影响

通过对中国西部地区新疆、柴达木盆地、甘肃、西藏等地148种植物叶片稳定碳同位素组成分析,讨论了其与环境因子之间的关系.结果表明中国西部地区优势建群种δ13C为10.5‰～32.6‰,主要以C3植物为主,少量C4植物.C3植物的δ13C为22.8‰～32.6‰,平均为26.9‰;C4植物的δ13C为10.5‰～15.8‰,平均为13.1‰.在生长季节,C3植物的δ13C受降水量、湿度的影响较大,随降水量减少,δ13C逐渐偏重,随相对湿度增加,δ13C逐渐偏轻.温度对植物碳同位素组成的影响较为复杂,年均温度在0～4 C时植物碳同位素组成最轻,而随温度从4 C升高、从0 C降低时,植物碳同位素组成均呈现偏重的趋势.中国西部地区植物碳同位素组成受多种因素同时作用,植物生长期降水量和温度对植物碳同位素组成影响较大.     

川西坳陷中段气藏天然气形成,运移的碳同位素地球化学证据

对川西争中段孝泉，新场合合兴场地区９个气藏的天然气进行了化学与碳同位素组成研究。天然以甲烷为主，总烃含量〉９９％，湿度〉０．５％、δ＾１３Ｃ１〉－３７‰与δ＾１３Ｃ２〉－２７‰。天然气的烃类组分由沉积物有机质热解形成。     

树木稳定碳同位素比率的方位差异及其机理初步研究

测定了祁连山一棵千年圆柏不同方位上树木稳定碳同位素比率 (δ13 C值 )和光合作用色素 .结果显示 ,树木中 δ13 C值具有明显的方位差异 :北面的 δ13 C值相对较高 ,西面的 δ13 C值相对较低 .树叶中叶绿素含量、类胡萝卜素含量和类黄酮含量的方位变化趋势与δ13 C值类似 .分析表明 ,后者的方位变化是树木对局部环境的光辐射差异长期适应的结果 ,而树木中δ13 C值的方位差异可归咎于光同时引起光合作用和呼吸作用变化的缘故     

华南晚二叠世至早三叠世初灰岩碳同位素地层旋回

在华南晚二叠世灰岩高分辨率碳同位素地层中,可明显识别出２个三级旋回和叠加其上的几个四级旋回．其中长兴阶包括３个碳同位素四级旋回,和吴家坪阶上部的一个四级旋回一起组成了完整的三级旋回．早三叠世初灰岩的δ１３Ｃ值缓慢向正值方向移动,构成一个完整的四级旋回．华南长兴阶层型剖面灰岩的碳同位素四级旋回与“亚层序”相当,地层厚度为１１ｍ～１８ｍ,沉积时间约为１．２～１．７百万年．华南Ｐ／Ｔ界线地层上,生物集群绝灭导致的δ１３Ｃ突变为高负值事件与界线附近的δ１３Ｃ低值区相叠加,形成了δ１３Ｃ的强烈负异常,其中生物集群绝灭成因可能占２／３以上,变负的幅度达０．５‰以上．据高分辨率地层框架估算,碳同位素强烈负异常事件的持续时间约１．５～２．６万年．     

大兴安岭北部阿里河樟子松年轮气候响应及冬季降水重建

对大兴安岭阿里河地区樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)树轮年表与气候要素的响应关系进行了分析研究.结果表明:年轮指数与该地区前一年12月至当年1月平均降水存在显著的正相关关系.基于树轮宽度重建了阿里河1809年以来前一年12月至当年1月平均降水量回归方程,该方程解释了47%的冬季降水变化,且该序列与黑龙江省干湿变化存在较好的一致性.对重建序列的分析表明,该地区冬季降水变化存在4个偏干阶段和4个偏湿阶段.阿里河地区过去200a冬季降水存在干湿交替时期,即19世纪初期较干旱,中期较湿润,后期至20世纪初期较干旱,而20世纪中期较湿润,后期则相对偏干.同时,阿里河地区冬季降水存在85~38,5.0~4.5和2.2a显著的变化周期.     

植被截留对降水同位素分布的试验研究

植被截留对于探究小流域降雨空间变化原因以及深入理解产流机制具有重要的意义.本文通过对长江中下游小流域梅雨降水事件的林外降水和贯穿降水水样的稳定同位素(δ~(18)O和δ~2H)进行分析,探究贯穿降水同位素时空变化原因.通过拟合林外降水的δ~(18)O和δ~2H得到和睦桥流域梅雨事件大气降水线,其斜率和截距接近全球大气水线,但与中国东部季风区的大气水线存在明显的差别,主要是受采样方法、下垫面条件、气候环境和降水类型的综合作用.降水事件中的贯穿降水比林外降水的氘盈余平均值高,这可能与植被的截留以及强烈的蒸发有关.林外降水和贯穿降水的稳定同位素在时间尺度上的变化存在着明显的不同,总的来说贯穿降水相对更加贫化,这可能由蒸发分馏和雨强共同影响.贯穿降水的同位素展示明显的空间变化,主要由植物截留以及流域地形共同影响.     

黔西南冰洲石矿床地球化学研究

查明黔西南贞丰等地冰洲石矿床的成矿温度为１２６～１６０℃,成矿压力为（２６０～５２０）×１０５Ｐａ;成矿流体盐度（ＳＮａＣｌ）为１２．２％～１９．６％。研究了不同成矿阶段方解石、冰洲石的氢、氧、碳同位素组成及变化特征：其中冰洲石成矿阶段δ１８Ｏ值为１６．２４～１８．４８‰,平均１７．３６‰;Ｗ／Ｒ为０．１６～０．１８。而从薄层方解石阶段到冰洲石成矿阶段δＤＨ２Ｏ＝－４９～－６８‰。δ１３Ｃ（ＰＤＢ）＝－０．６０～０．７３‰,δ１３ＣＣＯ２（ＰＤＢ）为－０．３７～２．４３‰。计算出δ１３Ｃ∑Ｃ＝－２．０８～－２．４９‰。研究表明成矿流体来源于大气降水与加热的地下水的混合,碳来源于地层。探讨了冰洲石成矿时特定的物理化学条件及地质环境。     

大洋缺氧事件的碳稳定同位素响应

从碳稳定同位素组成及其分馏机理出发 ,系统探讨了大洋缺氧事件与海相碳酸盐和有机碳稳定同位素分馏之间的关系。缺氧事件期间 ,由于生物大批死亡和快速埋藏 ,其分解消耗海水中大量的溶解氧 ,引起大洋水体缺氧 ,富含 1 2 C的有机质从而得以大量保存 ;相应地大气和海水中富 1 3 C,同期海相碳酸盐岩碳同位素 δ值 (δ1 3C)正偏。在世界各地缺氧事件层内 ,无一例外地碳酸盐岩碳稳定同位素出现了不同程度的正偏 ,Cenomanian- Turonian 界线偏幅达～2‰。海相碳酸盐与有机质碳稳定同位素变化不仅可以提供地质历史中有机碳埋藏量的记录。研究全球碳循环变化 ,还可能追溯有机碳风化和埋藏速率的变化 ,定性地恢复大气 p CO2 变化。     

树木年轮稳定碳同位素与气候变化的关系研究进展

树木的生长与立地环境密切相关并受气候变化的影响,树木年轮稳定碳同位素作为反映气 候与环境变化的一个重要参数,已被广大生态学家所重视并应用.综述了树木年轮稳定碳同位素的 测定方法,δ13C与CO2浓度、降水、温度、光照时间等气候因子的关系及其在古气候重建研究中的 应用,并针对该研究今后的发展方向提出了几点建议,为我国树木年轮稳定碳同位素研究的进一步 发展可提供理论参考.     

阿拉善地区降水同位素特征与水汽来源

基于2013—2015年阿拉善高原阿右旗的降水氢氧稳定同位素组成数据,分析阿拉善高原降水δD和δ~(18)O的特征与变化规律,揭示当地的水汽来源与迁移路径。结果表明:(a)阿拉善高原降水δD和δ~(18)O的变化呈现明显的季节特征,即夏季偏高,冬季偏低。(b)主要气象参数(降水量、气温、大气湿度和风速)中,气温是控制阿拉善高原降水δD和δ~(18)O的主导因素;通过与周边区域的比较,阿拉善高原当地大气降水线的斜率和截距较低,这是由阿拉善高原降水受到非平衡蒸发作用强烈所致;(c)HYSPLIT气团轨迹模型模拟和降水同位素分析揭示了阿拉善高原阿右旗降水主要来自西风和极低气团。