程海沉积物元素地球化学记录及其环境意义(摘要)

湖泊是气候变化的灵敏指示器。湖泊沉积是一种具高分辨率的自然档案，它记载了大量过去气候、环境变迁信息。当前，研究不同时间序列的湖泊沉积是建立全球气候模型的重要依据之一。湖泊沉积形成过程中记载的那些能够反映气候、环境变化的信息，我们称之为沉积记录（包括生物的、物理的和化学的）；而对其中的具体信号则称之为指标。目前，对饱粉、碳氧同位素、微体生物化石等的研究和应用较多，而对湖泊沉积的元素地球化学的研究和应用则较少。实际上，湖泊沉积的元素地球化学一方面反映了湖区风化作用的强弱，另一方面又反映了湖泊水化学成…     

近20年来青藏高原盐湖沉积与环境演化研究综述

综合分析了最近20年来青藏高原盐湖沉积与环境演化研究的主要成果,着重对青藏高原高盐湖沉积的年代学研究、盐湖环境演化的气候环境代用指标研究、盐湖沉积反映的环境演化过程研究、现代盐湖动态演化过程研究等方面进行分析。进一步探讨今后青藏高原盐湖沉积与环境演化研究的主要内容,包括更为精准的测年方法及盐湖沉积高分辨率年代序列的建立、古气候环境代用指标的综合运用与新指标探究、代用指标与气候要素关系的定量研究、盐湖沉积与环境演化的区域对比及驱动机制研究、青藏高原盐湖信息数据库平台与全球变化研究。     

近20年来青藏高原盐湖沉积与环境演化研究综述

综合分析了最近20年来青藏高原盐湖沉积与环境演化研究的主要成果,着重对青藏高原高盐湖沉积的年代学研究、盐湖环境演化的气候环境代用指标研究、盐湖沉积反映的环境演化过程研究、现代盐湖动态演化过程研究等方面进行分析。进一步探讨今后青藏高原盐湖沉积与环境演化研究的主要内容,包括更为精准的测年方法及盐湖沉积高分辨率年代序列的建立、古气候环境代用指标的综合运用与新指标探究、代用指标与气候要素关系的定量研究、盐湖沉积与环境演化的区域对比及驱动机制研究、青藏高原盐湖信息数据库平台与全球变化研究。     

洞穴次生化学碳酸盐沉积物-石笋的气候替代指标的意义与不确定性因素

洞穴次生化学碳酸盐(CaCO3)沉积物-石笋、钙华和流石,是一个具有丰富的陆地古气候信息的档案库。洞穴碳酸盐(CaCO3)-石笋古环境重建常用的代用指标有碳、氧稳定同位素、生长速度、纹层厚度和灰度、有机质荧光、微量元素等,利用多种替代指标的环境解译,增加了古气候环境重建的可靠性。本文从测年方法和石笋年代学的研究入手,对石笋的生长速度,沉积速率、纹层厚度、稳定同位素、微量元素等各代用指标指代的气候意义进行了简述,同时,也对洞穴次生化学碳酸盐(CaCO3)沉积物-石笋中各单一代用指标存在的不确定性影响因素进行了探讨。因此,我们认为洞穴动态监测可为洞穴碳酸盐(CaCO3)沉积物的各替代指标的解译提供可靠的依据,充分利用现代洞穴监测的碳酸盐(CaCO3)沉积物的各替代指标,并与现代器测气象资料进行相互对比、并用以校正,是精确或定量解释石笋气候替代指标的关键。     

滇池沉积物有机质沉积特征与来源解析

以滇池湖泊东南部和东部沉积柱为研究对象,对沉积柱中不同层的沉积物样品使用210Pb定年,分析不同年代沉积物中总有机碳(TOC)和正构烷烃的含量及沉积通量,利用正构烷烃相关指标示踪有机质来源.结果表明:1两采样点沉积物中TOC含量和沉积通量随时间增长均表现为总体上升的变化趋势;正构烷烃沉积通量随沉积年代的变化,分为上升期、下降期与再次上升期这3个阶段.2正构烷烃与TOC沉积通量均增大时,两者来源具有一致性,均来自于湖泊内部和入湖河流携带的泥沙物质之中;20世纪80年代至20世纪末,正构烷烃沉积通量在减小,TOC沉积通量在增大,说明该时期两者来源存在较大差异,湖泊内的细菌、藻类对正构烷烃的贡献较大,而TOC受湖泊内部与入湖泥沙的影响较大.3两采样点检测到的正构烷烃碳数范围为C12~C35,由正构烷烃基本特征与源解析指标分析得出:挺水植物对滇池湖泊沉积物中有机质来源贡献较大,浅层深度,细菌和藻类的贡献突出.     

论泥炭纤维素碳同位素组成作为东亚季风强度变化代用指标的可行性:吉林3个临近发育的泥炭地泥炭剖面的横向比对

降雨量通常与东亚季风强度成正比,而植物纤维素碳同位素组成又与降雨量成反比,因此泥炭纤维素碳同位素比值通常作为东亚季风强度变化的代用指标。由于季风影响的广泛性和区域性,临近发育的泥炭地植物纤维素碳同位素序列应该高度相关。为了验证这种假设,我们系统比较了吉林3处泥炭地3个泥炭剖面苔草纤维素2000年来的碳同位素序列。14 C时标控制的3个序列不呈现有意义的相关关系。不同时段,如过去500年、1000年、1500年和2000年来序列的长期趋势也不相关,序列中包含的周期完全不同。这些事实说明3处剖面苔草纤维素碳同位素比值记录的是当地性的而不是区域性的气候或环境信号,将泥炭纤维素碳同位素比值作为东亚季风强度变化的代用指标的合理性值得怀疑。     

印度南部热带泥炭中反映晚第四纪气候变化的δ~(13)C记录(摘要)

业已发现土壤或湖泊沉积物中碳的稳定同位素比值和泥炭的稳定氢、氧同位素比值能够反映过去湿度的变化，因而能提供有价值的古气候记录。以前这种技术对泥炭的应用局限于温带地区，主要是因为热带气候变化不显著，使得很难解析这些变化。我们在这里提供印度南部尼尔吉里丘陵地区泥炭的8‘吃记录，其跨度为过去的20ha。因为该地区海拔高（＞2000m），所以有可能解析出清晰的气候信号。我们观测到众所周知的关键气候变迁，它们出现在最近的冰川极盛期（18ha前）和随后的冰消期。此外，我们还观测到一个6～3．5ha前出现的干旱期和一个约600年前…     

泸沽湖沉积物α纤维素的提取及其稳定碳同位素研究初探

湖泊沉积是环境气候变化的敏感指示器 ,在沉积过程中有机大分子α纤维素不易发生降解 ,其碳链上的C、H、O原子也不会与外界发生交换 ,故沉积物α纤维素的碳同位素能真实地反映原始环境信息。湖泊沉积物中的α纤维素含量少 ,笔者经过反复条件试验 ,得出了从湖泊沉积物提取α纤维素的简便可行的方法。泸沽湖是云贵高原上一半封闭湖泊 ,湖区人为活动干扰较微弱 ,该湖对环境变化敏感。笔者提取了泸沽湖沉积物柱的α纤维素 ,并研究了其碳同位素 ,结果表明 ,α纤维素碳同位素灵敏、精确地反映了该湖一百年来的环境信息 :泸沽湖沉积物有机质以内生为主 ;气候变化趋势为冷—暖—冷—暖。     

安固里淖湖积物中总有机碳含量及其碳同位素的环境意义

在探讨有机碳含量及其稳定碳同位素的环境指示意义基础上,对张北高原安固里淖湖泊沉积物进行了分析,重建了安固里淖近400年来的气候环境演变格局。安固里淖沉积物中总有机碳含量的变化间接反映了区域气温的变化,有机碳同位素值的变化与湖泊水位波动导致的湖泊水生植物种类的改变有关。在钻孔岩芯定年的基础上,认为安固里淖地区从约1630AD开始气候逐渐变冷,到1840～1890AD为温度最低点,随后气候变暖;相对于温度的变化过程,从约1630AD开始,气候逐渐向湿润方向发展,到约1770～1840AD期间气候最为湿润,之后气候逐渐变干。     

贵州梵净山九龙池沉积物14C年代学研究及全新世碳累积速率变化

放射性碳同位素加速器质谱（ASM¹⁴C）测年法是湖泊沉积物定年的主要方法,并且是全新世年代学研究的热点。随着对全新世古气候与环境变化研究的深入,选取不同介质定年可能对年代模型的准确性造成误差,进而影响到气候指标的解译。本文选取贵州东北部梵净山九龙池沉积物中树枝、树叶、树皮、种子等植物残体和全样有机质作为测年介质,利用ASM¹⁴C进行定年。结果表明,相比全样有机质,使用植物残体定年可以在一定程度上避免碳库效应的影响。但相比于原位沉积且生长年限较短的叶片,树枝的定年结果偏老,不是一种理想的定年介质。另外,根据定年结果及总有机碳含量重建了全新世九龙池的碳累积速率,发现碳累积速率可以指示该地区亚洲夏季风强度的变化历史。     

湖泊沉积多指标记录的长寿湖近60年来营养化过程

长寿湖位于重庆市长寿区境内,是重庆市最大的湖泊旅游风景区和淡水鱼养殖基地之一。近年来,其营养化日趋严重。本文通过对有机质碳、氮含量、碳氮比值、有机质碳同位素等有机质指标的分析,结合~(137)Cs放射性核素定年,探讨了长寿湖近60年来有机质转化及营养演化过程。结果表明:长寿湖有机质主要来源于水生植物藻类,受陆源影响较小;湖泊环境演化分为两个截然不同的阶段:1980年以前,有机质碳、氮含量较低,C/N比值较小,有机质碳同位素值较大,暗示湖泊营养环境为贫营养化。1980年以后,有机质碳、氮含量较高,C/N比值较大,有机质碳同位素值偏负,说明湖泊已经处于营养化阶段,人为活动的增强及养殖业的发展是导致湖泊生产力增大的主要因素。长寿湖沉积物多指标忠实记录了湖泊环境的演化过程。     

三岔湖沉积物揭示的湖泊营养化进程与人类活动的关系

在210Pb和137Cs定年基础上,研究了三岔湖沉积物理化性质的垂直和水平变化格局,揭示了三岔湖沉积物的特性、沉积速率、碳氮磷变化格局与人类活动和湖泊富营养化进程的关系.三岔湖不同时期沉积物的TOC、TN、TP与三岔湖水质呈现同样的变化格局.建库初期三岔湖水质为贫营养状态,随着人类活动的加剧,水质不断恶化.沉积物的沉积速率和碳氮磷含量的变化与人类活动密切相关,工、农、渔业、旅游业等人类活动导致三岔湖湖泊营养化进程加快.控制人类活动的强度是改善湖泊水质的关键.网箱养殖是三岔湖沉积物中磷的最重要来源,停养后沉积物中磷含量的下降将是一个相当漫长的过程.     

石笋有机质碳同位素组成研究的进展与挑战

洞穴石笋因其精准的定年和蕴含的多种代用指标,已成为古气候和古环境变化研究的重要载体之一。在石笋研究的多种代用指标中,碳酸盐碳同位素由于受到多重因素的影响,应用其重建过去环境变化历史一直局限在少数几个研究地点。洞穴上覆土壤有机质是洞穴石笋中有机质的重要来源,除此之外,洞穴原位产生的微生物及基岩中的有机质也有贡献。由于主要继承了地表植被和土壤有机质的同位素组成,石笋有机质碳同位素组成的时间序列能够很好地指示地表植被的演变及土壤过程的变化。本文对石笋有机质碳同位素组成的研究现状进行了综述,介绍了最新建立的石笋有机质碳同位素组成分析方法,并指出应用这一指标研究环境变化需要解决的关键问题和未来面临的挑战。     

长白山树轮稳定碳同位素序列与环境气候变迁(摘要)

高分辨率的环境气候变迁记录是研究未来几十年环境气候变化趋势的关键．在为获取过去环境气候变迁信息的研究中，几乎所有的（人文的和天然的）自然历史档案都得到了不同程度的挖掘．其中，深海沉积物，黄土等地质记录体在提供长时间尺度的环境气候变迁信息方面取得了辉煌的成就，但它们在研究10～100年尺度的气候变化上，时间分辨率较低；人类的仪器观测记录分辨率较高，但时间太短；历史文献资料十分丰富，但在记录时间空间上分布不均衡，也难以数字化。相比之下，在近万年以来，树林年轮资料具有定年精确、连续性好、分辨率高和易于获得…     

湿地土壤有机碳及其活性组分分布特征影响因素研究

红碱淖湖泊湿地是西北半干旱荒漠区重要的生态屏障,随着湖泊面积的减少以及土壤退化程度的加剧,逐渐形成5种典型的景观类型(盐碱沼泽、沼泽化草甸、草地、草原化沙地、沙地)。基于野外实地调查,选取红碱淖湖泊湿地流域蟒盖兔和尔林兔2个典型子流域,研究湖泊退化后不同景观类型土壤有机碳及其活性组分的分布特征及其影响因素。结果表明,5种景观类型土壤有机碳(SOC)、土壤可溶性有机碳(DOC)、土壤易氧化态有机碳(EOC)含量均较低。土壤SOC和EOC在垂直剖面上分布特征一致,土壤EOC与土壤有机质动态变化密切相关,土壤砂砾含量高是研究区土壤有机碳含量较低的主要原因。     

湖泊沉积有机碳埋藏效率及其影响要素研究进展

湖泊是地球上重要的碳库之一,湖泊有机碳埋藏效率决定湖泊碳源-汇的转换关系,因而在湖泊碳及全球碳循环中的作用越来越受到人们的重视。本文综述了物理、化学、生物及人类活动对湖泊碳埋藏效率的影响,并探讨了湖泊碳储量和碳循环对湖泊碳埋藏效率变化的响应。目前湖泊有机碳埋藏效率的研究还存在区域研究有限、影响因子少等问题,缺乏系统性,多限于观测,对机制机理的理解比较薄弱。今后的研究可以从以下几个方面加强:(1)不同区域不同环境条件下碳埋藏效率的差异性研究;(2)在全球气候变暖大背景下,探讨碳埋藏效率对增温的响应及碳埋藏效率发生变化后如何反馈于气候变化;(3)定量分析碳埋藏效率的整个地球、物理、化学和生物过程,建立相关的模型。     

湖泊沉积物中有机碳同位素特征及其古气候环境意义

湖泊沉积物中有机碳同位素受到湖水化学性质(pH值、硬度等)、湖区气温和降水、光照条件、大气压力、CO2分压、盐分及营养元素、有机质的来源、有机质的保存、后期改造及成岩作用等诸多因素的影响，其中有机质的来源、温度和大气压力是影响有机质δ^13C值的主导因素。有机质碳同位素与气候条件存在着一定联系。^13C值高，一般对应于气候的暖期；^13C值低则对应冷期。但实际中比较复杂，两者之间不存在固定的模式，因而，湖泊沉积物有机质^13C在指示古气候变化上存在多解性、复杂性和混乱性。本文利用国内外的一些研究成果，对湖泊沉积物有机质^13C的组成特征及其古气候环境意义的研究现状进行了详细论述。     

湖泊沉积物中的年纹理与近代环境变化研究进展

在湖泊沉积物中发现的不亚于冰川纹泥、树木年轮等及其它自然档案的沉积年纹理,对第四纪尤其是近代环境变化的研究有独特贡献。本文主要介绍这一新的研究领域的进展情况,包括年纹理形成机制,取样、分样技术和装置以及过去气候和环境质量变化的研究。     

可可西里地区BDQ钻孔岩心粒度特征、TOC及其古气候环境意义

BDQ0608钻孔位于可可西里地区东缘,受人类活动影响较小,较为完整的记录了湖泊的自然演化过程,文章通过对岩心粒度、古地磁及总有机碳含量的详细计算与分析,重建了过去8758Ka以来的古气候及古环境演化过程。BDQ0608钻孔岩心的黏土含量主要分布在15—60％之间,粉砂含量主要分布在30-70％之间,砂含量主要分布在0—20％之间。粒度参数采用矩值法计算求得,标准偏差为0．87—2．69,偏度为-1．2-4．4,峰度为0．92—16．43。粒度频率分布曲线存在1、4-10、30—80μm以及200μm左右的众数粒径。其中以4-10以及30-80μm的众数粒径为主体的沉积物,分别指示了深水湖心相和半深水（或较浅水）过渡相两种沉积环境,200μm左右的众数粒径为主体的沉积物则指示了极浅水的滨湖相沉积环境。结合TOC指标对沉积物沉积特征进行分析,我们认为该区域经历了四次较大的气候环境变化过程：875．8kaBP-608．7kaBP,湖泊水位高低变化较大,TOC变化明显．表现为暖湿与冷干交替的气候变化特征;608．7kaBP-366．5kaBP,湖泊长时间处于较为稳定的沉积环境,TOC逐渐降低,表现为由暖湿向冷湿转变的气候变化特征;366．5kaBP-29．2kaBP,表现为暖湿与冷干相交替的变化的气候特征;29．2kaBP-0kaBP,湖泊水位极低,表现为极其干冷的气候变化特征．     

土壤有机碳地球化学及其与岩溶作用的关系──以桂林丫吉村岩溶试验场为例

岩溶土壤有机碳地球化学研究表明：岩溶土壤是有机碳的巨大储库；土壤有机碳含量以松结态为主，紧结态次之，稳结态最少；土壤表层，鞍部、坡地土壤有机碳较活跃（较多松结态），为岩溶作用CO2的丰富来源。有机碳可氧化性分级分析表明：表层土壤有机碳中易氧化态占60－85％，A层土壤较B层更易被氧化；土壤来源CO2是岩溶驱动CO2的潜在动力。从鞍部－坡地－洼地，B层土壤有机磷可氧化性由弱到强递增。野外监测表明：在干、晴气候下，岩溶土壤CO2含量高且CO2释放速率大，岩溶作用欠发育；在湿雨气候下．岩溶土壤CO2含量及CO2释放速率急剧降低，岩溶作用发育；雨后转晴．岩溶土壤CO2含量及CO2释放速率逐渐增高，岩溶作用减弱。