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。     

喀斯特石漠化过程的植物叶片δ^13C值变化及其环境分析

测定了贵州高原喀斯特小流域内不同等级石漠化样地几种乡土种叶片稳定碳同位素组成的变化及主要环境因子的变化,旨在从小流域尺度上探讨喀斯特石漠化过程中植物δ^13C值的变化及影响植物δ^13C值变化的主要环境因子．结果表明：石漠化过程中,生境逐渐由低光、高水分环境向高光、低水分环境转变;植物群落δ^13C值随石漠化的发展显著增加,即群落的水分利用效率随着石漠化发展显著提高;植物种也基本呈现出随着石漠化进行其δ^13C值趋正的趋势,说明随着水分可利用性的降低,植物的水分利用效率提高;所研究的植物的δ^13C值的种内差异不同,反应了喀斯特石漠化区不同植物的水分利用对环境变化的不同响应;轻度石漠化坡面上坡和中坡植物δ^13C值存在显著差异,而上坡和下坡、中坡和下坡间植物δ^13C值不存在显著差异,中度石漠化坡面不同坡位间植物δ^13C值均不存在显著差异,这正是喀斯特地区特殊的二元结构水文系统以及其复杂多变的地形地貌的体现;通过对各种石漠化样地植物的δ^13C值与环境因子的相关分析得出,水分和光照是影响该区植物δ^13C值变化的主控因子．     

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     

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.     

柳杉树轮δ~(13)C与气候要素的分析与应用

<正>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 δ１３ Ｃ进行气候响应分析。用排除法消除大气二氧化碳中δ１３Ｃ的变化对柳杉树轮δ１３Ｃ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δ１３Ｃ年序列对气候要素的响应。结果表明：西天目山地区树轮 δ１３Ｃ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月降水总和显著相关,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。     

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。     

喀斯特石漠化过程的植物叶片δ13C值变化及其环境分析

测定了贵州高原喀斯特小流域内不同等级石漠化样地几种乡土种叶片稳定碳同位素组成的变化及主要环境因子的变化,旨在从小流域尺度上探讨喀斯特石漠化过程中植物δ13C值的变化及影响植物δ13C值变化的主要环境因子.结果表明:石漠化过程中,生境逐渐由低光、高水分环境向高光、低水分环境转变;植物群落δ13C值随石漠化的发展显著增加,即群落的水分利用效率随着石漠化发展显著提高;植物种也基本呈现出随着石漠化进行其δ13C值趋正的趋势,说明随着水分可利用性的降低,植物的水分利用效率提高;所研究的植物的δ13C值的种内差异不同,反应了喀斯特石漠化区不同植物的水分利用对环境变化的不同响应;轻度石漠化坡面上坡和中坡植物δ13C值存在显著差异,而上坡和下坡、中坡和下坡问植物δ13C值不存在显著差异,中度石漠化坡面不同坡位间植物δ13C值均不存在显著差异,这正是喀斯特地区特殊的二元结构水文系统以及其复杂多变的地形地貌的体现;通过对各种石漠化样地植物的δ13C值与环境因子的相关分析得出,水分和光照是影响该区植物δ13C值变化的主控因子.     

稳定碳同位素δ13C1在煤层气田勘探中的应用

煤层气分布状态主要受控于两种地质效应：一种是热动力学机制控制下的同位素分馏效应，存在于煤层气生成期；另一种是甲烷δ^13C1解吸一扩散一运移效应，存在于煤层气生成后，源于埋深变浅而造成的泄压条件下。文中以沁水煤层气田为例，探讨了沁水煤层气田煤层气δ^13C1解吸-扩散-运移效应。认为可以利用煤层气δ^13C1特征来评价煤层气保存条件和开采稳定性，指导煤层气田的勘探和开发。     

黄土高原西缘末次盛冰期以来古气候演化的有机碳同位素记录

综合CaCO3含量、碳酸盐碳、氧同位素资料，并结合研究区的区域特征，对兰州红咀寺剖面有机碳同位素气候指示意义进行了研究．结果表明，在黄土高原西缘，有机碳同位素δ^13Corg波动反映C3／C4植物比例改变，指示温度变化．δ^13Corg值偏正时，表明C4植物含量较大，反映温度较高．有机碳同位素和CaCO3含量、碳酸盐碳、氧同位素共同揭示了兰州地区末次盛冰期气候较全新世明显偏低，在11．5kaBP，13．9kaBP存在两次明显的降温；进人全新世以后，兰州气候开始逐渐变暖，但仍存在8．8kaBP、5．0kaBP和3．2kaBP的三次突然升温以及8．0kaBP、6．8kaBP和5．3kaBP的降温事件，说明了兰州地区气候变化的复杂性和不稳定性．     

贡嘎山木本植物碳同位素沿海拔梯度的变化

对贡嘎山东坡不同海拔的主要木本植物稳定碳同位素的组成进行了测定。结果表明:22种木本植物叶片δ_¹³C值变化范围为-3.236%～-2.521%,平均值(-2.957±0.163)%; 不同海拔间植物叶片δ_¹³C值差异显著,随海拔上升叶片δ_¹³C值呈增加趋势; 同种植物(大叶金顶杜鹃、峨眉冷杉、水青树、箭竹)的δ_¹³C值随海拔的增加也呈相同的变化趋势。不同生活型植物叶片δ_¹³C值之间差异显著,落叶树种显著高于常绿树种。叶片δ_¹³C值与6—9月平均温度呈显著的负相关关系,与6—8月降水量呈显著的正相关关系,温度、降水是影响木本植物叶片δ_¹³C值海拔差异的主要因子。     

宁夏荒漠草原猪毛蒿碳同位素组成及与环境因子的关系

以宁夏荒漠草原区广泛分布的草本植物猪毛蒿为研究对象,通过对38个样地190份猪毛蒿同化枝的δ~(13)C进行测定,分析猪毛蒿同化枝稳定碳同位素组成的变化特征及其与环境(经度、纬度、海拔和土壤体积含水率)、生境(土壤类型、地形类型、放牧干扰和群落类型)之间的关系.结果表明,猪毛蒿同化枝δ~(13)C值为-25.10‰～-29.76‰,平均值为-27.79‰,表明猪毛蒿属于C3光合途径的植物;猪毛蒿同化枝的δ~(13)C值存在空间差异.经纬度、海拔以及土壤水分对猪毛蒿同化枝δ~(13)C值的影响不明显(P0.05).猪毛蒿同化枝δ~(13)C值在不同生境条件下存在差异:灰钙土生境下高于风沙土及风化基岩残积土;坡上的高于平地、坡中及坡底;放牧干扰低于未放牧条件(P0.05);有柠条的生境高于无柠条生境.     

甘肃中部蛇苔(Conocephalum conicum (L.) Dum)表皮特征与稳定碳同位素组成沿海拔的变化

为了解苔藓植物对环境变化的反应,采集了甘肃中部地区不同海拔的蛇苔植物( Conocephalum conicum(L.)Dum),分析了它的叶状体稳定碳同位素组成(δ13C值)和叶状体表皮特征.结果表明:蛇苔植物δ13C值的范围为-32.399‰～-29.497‰,随着海拔的升高而变大;叶状体表皮细胞面积和空气孔面积均随着海拔的升高而减小.相关分析表明:叶状体δ13C、表皮细胞面积和密度、空气孔面积与海拔的相关性都达到了显著水平(P＜0.05).     

石笋碳同位素在古环境研究中的应用

在同位素平衡条件下洞穴上覆不同植被类型对石笋碳同位素组成影响最大,可以用石笋δ~(13)C记录重建C4/C3植被变化。C4较C3植被在暖干气候条件下更具生长优势,而一些研究中石笋δ~(13)C值偏正记录的C4/C3植被高比值与冷干气候条件相对应,似乎有待商榷。石笋δ~(13)C记录会滞后于δ18O记录,并且这种滞后有可能在记录冷事件方面表现更明显。非平衡分馏条件下的非生物因素会和生物因素叠加在一起影响石笋碳同位素组成变化,故在用石笋δ~(13)C记录解释气候变化之前,一定要先准确地识别出非生物因素。未来石笋碳在古环境中的应用还需借助模型定量化评估影响石笋碳同位素组成因素为突破点。     

东、中亚干旱--半干旱区全新世湖泊沉积w (TOC)与δ13 Corg意义的阈值问题

选择了东、中亚干旱?半干旱区14个湖泊全新世沉积物的w(TOC)和δ13Corg纪录,探讨了TOC及其不同沉积阶段对δ13 Corg变化的影响及两者的关系,为δ13 Corg在古气候研究中的正确使用提供依据。结果表明：湖泊沉积物δ13Corg的变化在一定程度上受控于w(TOC)。该区域湖泊沉积物w(TOC)相对于δ13Corg变化存在相应阈值,不同阈值区间代表TOC的不同沉积模式,不同沉积模式下w(TOC)和δ13Corg 的关系不同。 w(TOC)较低或较高时,两者均无对应关系,可能是有机质受到不稳定的沉积环境影响;不同湖泊主导有机碳沉积的模式不同;δ13 Corg在相应TOC的重沉积埋藏模式下可能与气候变化有关,因此在利用δ13 Corg解释气候变化时应结合有机质沉积阶段进行分析。     

塔里木盆地胡杨两种形态叶片碳同位素特征研究

以自然生长在塔里木盆地的胡杨为研究材料,利用稳定碳同位素技术探讨不同种群胡杨的披针形叶和宽卵形叶两种叶片的稳定碳同位素特征及其水分利用效率的差异.研究结果显示:胡杨叶片的δ13C值为-29.81‰～-25.33‰,说明胡杨属于C3代谢途径;胡杨宽卵形叶片和披针形叶片的δ13C值差异显著,宽卵形叶片的δ13C值要比披针形叶片的明显偏正,平均偏正2.08‰,说明胡杨宽卵圆形叶片的水分利用效率要高于披针形叶的.     

锦鸡儿属植物稳定性碳同位素组成对内蒙古东西水热梯度变化的响应

以广泛分布于荒漠区和草原区的锦鸡儿属(Caragana)植物为研究对象,通过对61份锦鸡儿属叶片样品δ~(13)C值的测定,分析了锦鸡儿属植物稳定同位素组成变化特征,养分元素及其与环境因子(年降水量和年均温度)的关系,研究结果显示:四种锦鸡儿属植物δ~(13)C值分布范围-24.93‰～-27.95‰,平均值为-26.12‰,随着干旱梯度的增强有富集的趋势。叶片δ~(13)C值与叶片碳含量呈显著负相关关系。叶片δ~(13)C值与年平均降雨呈显著负相关关系。结果显示锦鸡儿属植物对不同的环境产生了不同的适应策略。     

16ka以来青海湖沉积物有机碳同位素的变化特征及其影响因素

结合有机碳、氮和粒度资料,对16 ka以来青海湖沉积物有机δ13C的波动特征及其影响因素进行了研究.结果表明:近16 ka以来青海湖沉积物有机δ 13C的变化经历了7个阶段,不同的古气候环境因素对不同阶段有机δ13C的影响程度不同.14.3 ka以前、4～2.1 ka期间,青海湖沉积物δ13C主要受控于大气CO2浓度的变化;14.3～10.4 ka期间,大量冰融水入湖造成的湖水硬度的减小是有机δ13C相对偏正的原因,而其间两次明显的偏负同博令(Bolling)和阿勒罗得(Allerod)暖期输入湖泊的G3植物有关;10.4～4 ka和2.1～0 ka期间,温度和降水引起的C4和C3植物生长的相对多少成为有机δ13C变化的主要影响因素.另外,2.1～0 ka期间各项指标的剧烈频繁波动可能同近代人类活动有关.     

内陆湖泊贝壳碳酸盐碳氧同位素组成与古气候研究

通过对江川湖盆沉积物中螺壳化石样品的处理和分析,测定了贝壳碳酸盐的δ~(13)C值和δ~(18)O值。结合孢粉资料,研究贝壳碳酸盐碳氧同位素分布及变化,对江川湖盆的古气候及盆地演化提供有用的信息。     

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。