新疆巴里坤湖全新世湖泊沉积物稳定氮同位素的气候与环境意义研究

选择位于西风环流显著影响的新疆巴里坤湖作为研究对象,结合对位于湖心部位的人工开挖剖面的多指标包括有机碳同位素（δ13C）、有机质含量（OM）和碳氮比（C/N）的对比分析和验证,发现该湖泊沉积物的δ15N记录较好地响应了过去9400年以来气候环境的变化,依据其波动变化特征,可以划分出以下阶段:9 400~7 300 cal. a BP期间,δ15N值偏低且剧烈波动,暗示了气候状况较为干旱且不稳定;7 300~5 900 cal. a BP期间,δ15N值偏高,指示气候相对湿润;5 900~3 100 cal. a BP期间,δ15N由相对高值降为低值,指示气候环境由湿转干;3 100~1 100 cal. a BP期间,δ15N总体呈现相对高值,但后期呈下降趋势,指示了此阶段中气候特征由相对湿润转向干旱;但在1100~0 cal. a BP期间偏高的δ15N值,则可能受到了增强的人类活动的影响．本研究表明,巴里坤湖沉积物δ15N记录对于恢复研究区全新世气候与环境变化的特征与历史等方面具有较好的应用潜力和前景．     

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.     

青海湖地区近1 ka来气候变化机制

对区域性温度和降雨量变化特别是其驱动机制的理解有助于深入了解过去全球气候变化和预测未来.通过对青海湖沉积物中单一种属介形虫壳体胖真星介(Eucypris inflate)氧同位素组成结合已有的年代学数据,探讨了青海湖地区近1 ka来的气候变化机制.研究表明青海湖沉积物介形虫壳体δ18O主要反映了湖区干湿变化,而降雨量和干湿指数的负相关变化说明介形虫壳体δ18O可以用来指示湖区降雨量的变化,介形虫壳体δ18O值与太阳活动指标(大气14C和冰芯10Be含量)一致性变化表明青海湖地区降雨量的变化主要是受太阳活动控制的.     

南黄海辐射沙脊群大北槽东沙沉积物地球化学特征及沉积模式研究

根据南黄海辐射沙脊群大北槽东沙07SR03钻孔的沉积相及沉积物中的δ13 C和C/N特征,来研究晚更新世以来大北槽东沙地区海平面波动和沉积模式.07SR03孔AMS14 C测年得到钻孔年龄自深到浅处于(41420±615)~(5630±50)14C yrB.P..沉积相中主要以砂,粉砂和黏土为主,以粉砂居多.沉积物的δ13 C处于-26.504‰~-21.812‰之间,C/N为0.045~64.156,表现出大北槽东沙地区的晚更新世以来陆海交互作用显著,在07SR03孔的18~20m和55.6~70m均出现了δ13 C高值区,认为是陆地C4植物的有机质沉积影响,与冰期海退情况相符.研究南黄海大北槽区域晚更新世以来的海平面波动变化,40kaB.P.以来海侵海退交替,20kaB.P.左右迎来末次盛冰期,海平面降至-100m左右,之后气候回暖,海平面逐渐升高,12kaB.P.新仙女木期间小幅度海退,随后进入全新世海侵时期,经过海平面迅速升高后,海平面缓慢下降并趋于稳定.综合07SR03钻孔沉积相信息和有机质地球化学指标δ13 C和C/N,将大北槽东沙晚更新世以来自下而上的沉积分为河流相→潮滩相→陆地硬粘土相→潮滩相→滨岸相→近代潮流沙脊相的沉积模式.     

鄂西七姊妹山泥炭藓湿地沉积物粒度特征及其环境意义探讨

以鄂西七姊妹山泥炭藓湿地QZMS钻孔沉积物为研究对象,通过AMS14C测年、岩性特征与沉积物粒度综合分析,探讨了鄂西南山地13 000 cal. a BP以来的沉积环境变迁.研究结果显示：QZMS钻孔沉积物粒度组成主要以细粉砂和中粉砂为主,频率分布曲线均为单峰分布,由下至上,峰度由宽到窄,偏度从近于对称到正偏,揭示了搬运动力和沉积环境的演变过程;综合分析结果表明研究区沉积环境演化可分为4个阶段：1) 12.9～11.6 cal. ka BP,气候波动频率高,但幅度较小,水动力条件相对较弱;2) 11.6～10.2 cal. ka BP为晚更新世向全新世的过渡阶段,水动力条件持续较弱,环境相对稳定;3) 10.2～7.7 cal. ka BP早全新世,气候变得暖湿,水动力条件较前一阶段有所增强,泥炭藓湿地开始形成;4) 7.7～2.0 cal. ka BP气候暖湿,水动力条件达到最强,峰度和偏度波动频率低,但幅度增大,为沼泽湿地环境.研究表明七姊妹山泥炭藓湿地沉积物的粒度粗细与区域内水文条件和物源的变化密切相关,借助粒度组成和参数特征,可反演该区域的沉积环境演变,揭示泥炭藓湿地发育形成的过程,为该地区泥炭藓湿地的保护和气候环境变化研究提供科学参考.     

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．     

西藏羊八井七弄沟泥炭剖面地球化学特征及环境意义

泥炭沉积物蕴藏着丰富的区域环境演变信息,本文通过分析西藏羊八井七弄沟泥炭剖面特征元素比值(Fe/Mn,Ba/Sr,K_2O/Na_2O)变化特征,结合剖面腐殖化度和汞含量记录的研究结果,发现西藏羊八井泥炭沉积物中特征元素比值可以指示沉积环境的干湿变化.依据元素地球化学记录,西藏羊八井地区的沉积环境划分为9.1～7.6 cal ka BP温度波动上升阶段,沉积环境较湿润;7.6～4.5 cal ka BP温度剧烈波动阶段,沉积环境逐渐干旱;4.5～3.5 cal ka BP温度波动下降阶段,沉积环境变得暖湿.其中共记录4次沉积环境变干,时间分别为5.8、6.1、8.2以及8.8～8.5 cal ka BP左右,与局部乃至全球的气候变化记录存在良好的对应关系.     

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.     

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.     

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。     

南海北部陆坡NH-1孔沉积物中碳酸盐碳同位素特征及其地球化学意义

源于深部天然气藏渗漏或天然气水合物分解释放的甲烷,可导致海洋沉积物中生成δ13C明显负偏的碳酸盐矿物.对NH-1孔沉积物样品的碳酸盐含量、全岩碳酸盐及生物碳酸盐δ13C、有机碳含量等参数进行了分析.结果表明:沉积物中碳酸盐含量较高(平均6.90%);全岩碳酸盐δ13C(-6.09‰～-0.48‰)与正常海相碳酸盐相比明显负偏;浮游有孔虫(G.rube)壳体碳酸盐δ13C(-0.834‰～0.004‰)明显低于正常值.结合海域的地质特点,认为这很可能是沉积物中较高甲烷通量背景条件下自生碳酸盐的形成所导致的.有机碳、氮数据与全岩碳酸盐δ13C的相关性分析指示了有机质也可能是全岩碳酸盐δ13C偏低的根源之一.因此,NH-1孔碳酸盐碳同位素特征是较高甲烷通量背景下甲烷缺氧氧化-硫酸盐还原及有机质缺氧氧化-硫酸盐还原等地球化学过程的综合反映.全岩碳酸盐δ13C含量可用于指示沉积物中自生碳酸盐矿物及较高甲烷通量的存在.     

东、中亚干旱—半干旱区全新世湖泊沉积ω(TOC)与δ~(13)C_(org)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ω(TOC)和δ~(13)C_(org)纪录,探讨了TOC及其不同沉积阶段对δ~(13)C_(org)变化的影响及两者的关系,为δ~(13)C_(org)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δ~(13)C_(org)的变化在一定程度上受控于ω(TOC).该区域湖泊沉积物ω(TOC)相对于δ~(13)C_(org)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ω(TOC)和δ~(13)C_(org)的关系不同.ω(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;δ~(13)C_(org)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δ~(13)C_(org)解释气候变化时应结合有机质沉积阶段进行分析.     

米草引种对潮滩沉积物有机质的贡献及碳埋藏的影响

米草(Spartina)为C4光合作用类型植物.20世纪60年代以来的引种有效地改变了我国滨海潮滩的生态系统,使潮滩沉积物有机质的来源发生了变化,从而引起沉积物有机碳同位素的值发生明显变化.定量分析前后潮滩的碳埋藏量变化,有助于合理预测潮滩蓝碳的埋藏潜力,为我国的蓝碳调查与评估提供重要依据.通过分析苏北王港潮滩的互花米草滩(DF01孔)、过渡滩(DF02孔)和光滩(DF03孔)三处的柱状沉积物有机碳(TOC)含量和有机碳同位素(δ~(13)C)的值,得到如下结论:(1)米草滩DF01孔沉积物地球化学特征随深度变化可分为两段,168cm以下为粗颗粒,TOC平均含量为0.13%,有机碳δ~(13)C平均值为-28.05‰;168~0cm沉积物颗粒变细,从4.88Φ变化到7.74Φ,TOC含量从0.17%增大到0.88%,δ~(13)C的值不断增大,到表层达到-21.89‰,说明潮滩沉积物有机质中米草的贡献明显.(2)根据米草滩柱状样沉积物δ~(13)C变化深度,结合王港潮滩米草的引种时间1982年,估算得出该地的沉积速率为4.94cm·a-1.进一步得出米草引种以来有机碳的埋藏速率约为311.0g·m~(-2)·a~(-1),引种之前约为45.1g·m~(-2)·a~(-1).米草引种之后有机碳埋藏速率为引种之前的7倍,米草的引种大大增加了潮滩的蓝碳埋藏能力.     

内蒙古草地植被δ~(13)C空间格局及其对气候因子的响应

为了探明内蒙古草地植物叶片δ13C的空间格局及其对气候因子的响应,于植物生长最旺盛的8月,在内蒙古共采集来自47个样地的126个C3植物样品,利用GPS记录每个样地的地理参数,并从全国陆地生态信息气象栅格数据库中提取每个样地的气象信息,在实验室利用同位素质谱仪测定叶片13C/12C.研究发现,C3植物叶片δ13C随海拔升高而增大,随经纬度的增加而减小;降水和大气压强与叶片δ13C显著负相关,它们共同决定了叶片δ13C的空间格局,其中水分是主导因素;温度对叶片δ13C没有显著影响.     

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。     

海南岛三亚湾全新世以来沉积特征与古环境演变

根据海南岛三亚湾SY01钻孔AMS~(14)C测年建立沉积物年代框架,结合粒度、烧失量、色度和有孔虫等分析研究了三亚湾地区的海平面变化、沉积相和古环境演变过程。结果表明,SY01钻孔的沉积物呈现5个变化阶段:含砾粉砂层-含粗砂粉砂层-含中砂粉砂层-含细砂粉砂层-粉砂层;有孔虫和介形虫的分析结果显示出其主要出现在8.1～3.7 cal ka BP期间,且含量最丰富的层位在5.2～4.7 cal ka BP;烧失量的分析结果表明有机质和碳酸盐在5.2～4.7 cal ka BP期间的含量相对较高,揭示该时期陆地或海洋生物较为繁盛;色度值的结果也反映该阶段处于还原状态的沉积环境。因此,综合各个环境代用指标,研究区域的沉积过程划分为5个阶段:洪积相内侧-洪积相远端-滨岸相-海湾相-潟湖相;三亚湾地区从～9 cal ka BP开始沉积,全新世海侵高海平面期为～5 cal ka BP,之后进入晚全新世海退阶段,河流泥沙输送形成了三亚湾砂质海岸。     

降水“阈值”对黄土高原全新世以来C4/C3植物相对丰度的控制（英文）

黄土高原地区C4/C3植物相对丰度变化的主要驱动因素曾被广泛地争论,主要是由于对该区域现代C4/C3植被分布的空间特征及其驱动因素缺乏深入认识.本文总结了前人对黄土高原中部和东南部剖面的δ13Csom研究结果,并增加2个西北部剖面的δ13Csom结果,结合现代气象数据和表土δ13Csom变化特征,从空间变化讨论黄土高原地区C4/C3植被分布特征及驱动因素.末次冰期以来,西北部的古浪和靖远剖面主要发育C3植被,而中部和东南部的剖面则为C3-C4植被混合的特征,且C4植被含量从东南向西北递减.我们认为晚冰期以来,黄土高原地区的温度逐渐升高并达到C4植被生长的温度"阈值",同时大气CO2浓度也处在适宜C4植被生产的低浓度范畴,则夏季降水的梯度变化应该是控制全新世和现代黄土高原东西部植被类型变化的主要因素,并同样存在一个影响C4植被生长的降水"阈值",进一步通过现代夏季降水量对全新世C4植被扩张时期的夏季降水量进行定量恢复,我们发现,无论在全新世还是现代,当夏季降水超过360 mm时,C4植被会发生明显的扩张,而现代的360 mm降水线较全新世向东南方向偏移.     

重庆地区末次冰期H6事件起始时间探讨

本文利用重庆地区羊子洞Y02石笋的U/Th年龄数据和δ13C值建立了末次冰期60~65 ka BP时段的石笋碳同位素变化序列。Y02石笋的δ13C记录显示末次冰期的H6事件起始时间约为63 ka BP左右,不同于前人研究的60 ka BP。通过翻阅相关研究发现:末次冰期H6事件的起始时间尚存争议,早期的研究者将H6事件起始时间定于65~66 ka BP,随后的研究者又将其定于60 ka BP。通过将羊子洞Y02石笋δ13C值进行功率谱分析发现:Y02石笋δ13C记录主要存在228a,102a,77a和60a周期,表明末次冰期重庆地区的气候变化主要受控于太阳活动的影响。     

贵州荔波42.0kaB.P.~65.0kaB.P.气候变化的石笋记录

对贵州荔波董哥洞D42石笋进行TIMS-U测年和碳、氧同位素分析,建立末次冰期42．0ka B．P．～65．0ka B．P．的古气候变化时间序列。研究结果表明,荔波地区在65．0ka B．P．～42．0ka B．P．石笋记录的冷暖事件所反映出的季风气候变化,大致可分为3个气候阶段;65．0ka B．P．～60．6ka B．P．相当于海洋氧同位素MIS4晚期,反映本阶段东亚冬季风强盛,气温降低,表现为干旱寒冷的气候环境;60．6ka B．P．～48．4ka B．P．相当于海洋氧同位素MIS3早期,反映东亚夏季风相对增强,气温升高,有效降水相对较少,表现为温暖半干旱的气候环境;48．4ka B．P．～42．0ka B．P．相当于海洋氧同位素MIS3中期,显示东亚夏季风由强变弱,东亚冬季风相对增强,表现为干旱冷凉的气候环境。石笋记录揭示的2次寒冷事件在各类沉积物中均有记录,反映为全球变化的气候事件,相当于北大西洋沉积物中的Heinrich5和Heinrich 6冷事件,可以进行全球对比,显示荔波地区与北极地区存在着古气候的遥相关。     

新疆巴里坤湖9.0 cal ka BP以来沉积物地球化学元素分布特征与古气候环境演化

根据中国西北干旱区巴里坤湖BLK-1剖面沉积物的地化元素分析,采用SPSS因子分析法提取了对沉积环境变化敏感的地化元素和氧化物组分.在R、Q型因子分析的基础上,结合沉积物的硅铁铝率(SiO2/(Al2O3+Fe2O3))、淋失系数(SiO2/(MgO+K2O))、CaO/MgO以及腐殖化度等指标,提取出古气候环境信息.初步研究结果表明:近9.0 cal ka BP以来,巴里坤湖地区气候环境仍以干旱化为主,全新世期间出现过多次不同程度的干湿变化,经历了5个气候阶段:9.0—7.5 cal ka BP期间,气候干旱;7.5—5.8 cal ka BP期间,气候温暖湿润,为研究区全新世最佳适宜期;5.8—3.0 cal ka BP期间,气候干旱;3.0—1.0 cal ka BP期间,气候湿润;1.0—0 cal ka BP期间,气候干旱.