长白山圆池泥炭氮元素分布特征及其影响因素分析

通过对长白山圆池4个泥炭剖面样品的分析,揭示了其氮元素分布规律。在圆池选取4个具有代表性的采样点,利用泥炭采样器采取新鲜泥炭样品。分析结果表明,4个泥炭剖面氮元素含量在0.014%~3.353%之间;剖面间相比较,其中贫营养泥炭整体含氮量较低;4个泥炭剖面的氮元素分布呈现明显规律,受泥炭上层不同植物、泥炭水分和有机质含量等因素的影响,泥炭剖面中氮元素累积峰可能出现在剖面的表层(0~5cm)或中间层(10~20cm);泥炭剖面氮元素与有机质呈极显著的正相关;泥炭剖面C/N比值变化在9.51~66.98之间,部分剖面层位C/N比值异常高,表明该层位碳的累积速度显著高于氮元素。     

艾比湖二千余年来环境演变的地球化学记录

通过对新疆艾比湖Ash孔二千余年以来沉积的总有机碳含量及其碳同位素、碳酸盐含量及Mg／Ca比值等环境指标综合分析,数据显示：约在公元前500-400年,艾比湖水体面积较小,对应的气候偏干。约公元前400～公元1400年,水体面积较大,处于高水位时期,气候较为湿润,但此时期内的气候也有小幅的冷暖和干湿变化。其中在公元800-1300年期间艾比湖沉积记录显示水生生物对沉积有机质的贡献达到最大,而陆源有机质输入不明显,表明此时湖水水位可能达到二千余年来的最高,这一时段基本对应于中世纪暖期。从碳酸盐含量及Mg/Ca比值指标来看,该地区中世纪暖期可能有一个干湿的波动。公元1400年以来,艾比湖水位下降,其中在15世纪中和19世纪初是两次较为干燥的时期,与其他地区的小冰期气候相对应。     

全新世以来江陵地区气候变化与人类活动的沉积记录

江陵剖面沉积物记录了近9000 a来的气候变化和人类活动历史。根据多环境指标综合分析,重建江陵地区近9000 a来的气候环境演化。研究表明,8900~6300 aB.P.为暖湿气候期;6300~4 700 aB.P.为冷期;4700~3400 aB.P.气候偏暖偏湿;3400~2500 aB.P.是湖沼泥炭堆积期,气候暖湿;2500 aB.P.以来,该地区沉积环境发生了显著变化,由湖泊及湖沼堆积转为洪水漫滩堆积,古云梦泽开始萎缩,气候变干变冷。早期人类活动始于6200 aB.P.,以种植经济作物罂粟及牧草类植物唇形科和车前草等草本花粉的出现及增加为标志;4700 aB.P.开始,人类在定居点附近从事农业、牧业兼少量经济木本的种植;人类大规模活动始于3400 aB.P.,禾本科含量急剧上升与湖周农田耕作范围的扩大有关,阔叶树和杂草花粉的增多与定居点扩大及其周围普遍种植经济阔叶林有关。随着定居点扩大和人类活动的加剧,地表土壤侵蚀严重,入湖陆源粗颗粒物质和有机物质增多;湖泊沉积物表现为粗颗粒含量迅速增加,各粒径波动频繁,TOC、TN和C/N出现高值,δ13C出现低值。     

大兴安岭摩天岭雨养泥炭沼泽多环芳烃分布特征与来源分析

运用气相色谱—质谱(GC-MS)技术对大兴安岭摩天岭(47°22′23″N,120°38′45″E)雨养泥炭沼泽泥炭柱中的多环芳烃(PAHs)污染物进行了分析。结果表明,研究区雨养泥炭沼泽表层PAHs总含量的质量比为1 874.4 ng/g,与国内外雨养泥炭沼泽表层相比,其污染水平相对较高。由于研究区气候冷湿,雨养泥炭沼泽中的有机质腐殖化程度较低,有机碳含量较高,这和其PAHs含量的相关性较小。研究区样品中检测出的PAHs主要以2~3环的多环芳烃为主;由PAHs分子标志物指标分析结果可知,研究区雨养泥炭沼泽PAHs污染物的主要来源是当地森林火灾与大气远距离沉降;沉降的PAHs污染物是原油开采、石油生产和化石燃料燃烧的共同贡献。在距地表15~34 cm处,柱状剖面层的PAHs含量显著增加,这是由于1987年和1998年大兴安岭发生森林火灾树木燃烧所致。     

大兴安岭红水泡泥炭地腐殖化度与总有机碳记录的5 ka BP以来的气候变化

大兴安岭阿尔山地区位于东亚季风边缘区,对气候变化响应敏感,是研究全球气候变化的理想区域。在该区的红水泡泥炭地,采集了3个泥炭芯,通过测定其腐殖化度和总有机碳含量,重建大兴安岭阿尔山地区约5 ka BP的古气候演变信息,进一步阐述东北地区气候变化规律,进而预测该区未来的气候变化趋势。研究结果表明,大兴安岭阿尔山地区红水泡泥炭地的泥炭腐殖化度高,指示气候相对温暖潮湿,泥炭腐殖化度低,指示气候相对清凉干燥;泥炭中的总有机碳含量高,指示气候相对温暖潮湿,泥炭中的总有机碳含量低,指示气候相对清凉干燥;根据泥炭记录的古气候特征,将该地区5.07～0.18 ka BP期间的古气候分为4个主要阶段,5.07～4.55 ka BP阶段为气候暖湿阶段,4.55～3.27 ka BP阶段为气候由暖湿转向凉干再转向暖湿阶段,该阶段在4.14 ka BP左右发生了一次全球较为普遍的冷事件,3.27～1.16 ka BP阶段为气候由暖湿转向凉湿后再转为凉干阶段;1.16～0.18 ka BP阶段为气候转向暖湿阶段。红水泡泥炭的腐殖化度和总有机碳含量可以指示区域古气候变化。     

罗霄山脉山地沼泽全新世以来的古气候记录

在中亚热带罗霄山脉东南段井冈山地区的江西坳山地沼泽钻取了150 cm的岩芯样品（JXA钻孔）,通过6个AMS 14C测年结果建立钻孔的年代框架,运用烧失量、腐殖化度、有机碳同位素和灰度值等多项古气候代用指标分析,重建了该地区约11 cal. ka B.P.以来的气候演化历史。结果表明：江西坳山地沼泽的古环境演变过程可以分为４个阶段：11―9.2 cal. ka B.P.钻孔沉积物的有机碳含量低,碳同位素偏负,显示C3植物为主,为气候凉干期;9.2―5.3 cal. ka B.P.碳同位素、有机碳和腐殖化度等指标均指示森林植被繁茂,沉积物泥炭堆积速度加快,为气候最适宜期;5.3―2.2 cal. ka B.P.碳同位素显著变化,有机质含量较高;2.2―0 cal. ka B.P.气候呈现季风再次增强的趋势,人类活动增强。与周边其他的研究结果对比发现：全新世以来罗霄山脉江西坳山地泥炭沼泽的古环境替代指标与低纬度地区其他全新世气候记录基本一致。     

神农架大九湖表层泥炭碳、氮、磷含量的空间分布特征及其控制因素

为了解亚热带泥炭地碳氮磷含量的空间分布模式及其影响因素,在神农架大九湖泥炭地采集147份表层泥炭样品进行总有机碳含量(TOC)、总磷含量(TP)和总氮含量(TN)测试和理化参数分析,探究表层泥炭碳氮磷的空间分布特征及其控制因素。结果表明:大九湖表层泥炭TOC含量变化范围为3.51%~37.93%,TP含量变化范围为0.37~2.75 mg/g,TN含量变化范围为0.59~1.6mg/g。相关性分析表明:TOC含量与含水率(r=0.45,P<0.01)和TP含量(r=0.27,P<0.05)呈显著正相关,TP含量与干容重呈显著正相关(r=0.32,P<0.05),TN含量与各种理化参数的相关性均不显著。通过对比亚热带、热带、北方泥炭地的碳氮磷含量,发现相对于热带和北方泥炭地,亚热带泥炭地的TOC含量和TN含量更低,而TP含量更高。本研究为亚热带泥炭地的生态保护提供了关键的基础数据和参考。     

湖北省恩施市太山庙泥炭藓泥炭沼泽分布及其环境特征研究

泥炭藓泥炭沼泽多分布于冷湿的寒温带地区;亚热带亚高山地区降水充足,气温相对较低,部分山间洼地也发育有泥炭藓泥炭沼泽,分布在亚热带的泥炭藓泥炭沼泽更为珍稀。2018年4月至2019年5月,对湖北省恩施市太山庙林场泥炭藓泥炭沼泽进行了野外调查,调查结果显示,该区域有22处泥炭藓泥炭沼泽,其泥炭层厚50～110 cm,呈斑块状分布在地势低洼处,总面积为39.59 hm2;在泥炭藓泥炭沼泽中,全年水位在-17.65～-0.34 cm之间波动;在泥炭藓泥炭沼泽中,0～50 cm深度土壤的pH为3.92～4.30,土壤的酸性较强。随着土壤深度的增加,土壤pH和容重增大,土壤含水量、有机碳含量、可溶性有机碳含量、全氮含量和碱解氮含量在减小;0～50 cm深度土壤的有机碳质量比为246.51～283.30 g/kg,可溶性有机碳质量浓度为33.97～77.64 mg/L,全氮质量比为8.19～12.71 g/kg,碱解氮质量比为436.22～741.35 mg/kg;在泥炭藓泥炭沼泽中,共有植物33科42属52种;优势植物主要为杜鹃花科、蔷薇科、禾本科、莎草科的植物;灌木层、草本植物层和苔藓层的植物盖度分别为(75±16)%、(46±18)%和(92±8)%;植物地上总生物量为1.83 kg/m2,灌木层、草本植物层和苔藓层的植物地上生物量分别为(0.42±0.13) kg/m2、(0.032±0.015) kg/m2和(1.38±0.42) kg/m2。     

长白山圆池泥炭常量和微量元素分布特征及其环境意义

探讨了长白山圆池泥炭常量和微量元素的分布规律。利用荷兰W ardenaar泥炭采样器野外采取四个新鲜泥炭剖面,现场用不锈钢面包刀从上至下按1~2 cm间隔准确分层取样。针对圆池特殊的自然地理条件,应用澳大利亚产型号为GBC-906原子吸收分光光度计分析了A l、Ti、Mn、Fe、Pb、Zn、Cu;应用日本岛津产型号为7500 ICP等离子体发射光谱仪分析了Ca、Mg、Na、K等元素在不同类型泥炭剖面的积累。研究分析了不同泥炭剖面所测元素的分布趋势及富集状况,结果表明:高位泥炭剖面Mn、Zn和Pb由下层至上层含量有明显增高的特点,其在表层的富集,表明该地区大气污染的环境问题有加重的趋势。     

福建屏南天湖山泥炭腐殖化度记录的早全新世以来气候变化

以14C测年为基础,构建了天湖山泥炭剖面的年代序列,通过对研究区泥炭腐殖化度与有机质的分析研究,发现两者呈现出很好的相关性,共同记录了研究区约9．5kaBP以来的气候变化,可划分出3个主要阶段：1）早期（9．5 ka BP-6．3 ka BP）泥炭腐殖化度最低,指示气候湿热,其中7．9ka BP-6．3kaBP为整个剖面腐殖化度最低值阶段,可能为研究区全新世气候最适宜期（全新世大暖期）阶段;2）中期（6．3 ka BP～2．8 ka BP）泥炭腐殖化度较低,指示气候温凉湿润;3）晚期（2．8 ka BP以来）,泥炭腐殖化度偏高,波动较大,指示气候温凉偏于．利用redfit红色噪声谱分析发现,有机质含量变化时间序列中存在948a、268a、342a的准周期,反映了中低纬度亚热带季风区气候变化对太阳活动的响应．     

沙尘沉降可能阻滞泥炭地植被的自发演替

以长白山区泥炭地的6种泥炭藓孢子和8种维管植物种子为受试材料,进行室内模拟实验,对比研究了沙尘沉降对泥炭藓孢子和维管植物种子萌发的影响。数据分析显示,施加沙尘抑制除锈色泥炭藓外其他所有泥炭藓孢子的萌发,在接近自然沉降的50 g/(m²·a)水平时,这些泥炭藓孢子的萌发率均下降一半以上。无论沙尘施加量如何,有4种维管植物种子均未萌发。施加沙尘抑制了狭叶杜香（Rhododendron tomentosum）和小白花地榆（Sanguisorba parviflora）种子的萌发,但却对宽叶杜香（Rhododendron palustre）和燕子花（Iris laevigata）种子的萌发呈现一定的促进趋势。研究表明,沙尘沉降可抑制泥炭地泥炭藓孢子和部分典型维管植物种子的萌发,但可能会对非典型的或喜营养的泥炭地维管植物种子萌发产生促进作用。所以,长期存在的沙尘沉降,可能通过提高泥炭地N、Ca水平和pH值的作用,抑制泥炭藓孢子定居,阻滞中国长白山区泥炭地自发演替的进程。     

泥炭记录的晚全新世大气铅沉降及其环境意义

选择长白山地区2种不同类型的泥炭沼泽,进行了典型剖面的大气铅沉降研究。植物残体和泥炭性质表明老白山泥炭地已经发育到贫营养阶段,而大桥泥炭地还处于富营养状态。两地泥炭记录的总铅含量和沉降速率与中国其他地区在同一个数量级上。老白山泥炭记录的大气铅在总铅中占主导地位,大气铅与富集因子呈明显的正相关（r=0.874,n=16,p<0.01）,且在16世纪中叶、18世纪初和20世纪出现峰值。大桥泥炭记录的铅可能存在再迁移和再沉降现象,但是相对较弱,因此,它也可以被用来重建当时的大气沉降。     

长白山岳烨林带泥炭沼泽孢粉分析及其意义

长白山岳桦林带赤池泥炭沼泽堆积开始于3400aBP.前后,其周围植被有过针叶林和岳桦林的交替过程.长白山地区于3400a B .P.前气温已开始下降;3400～2200a B.P.为相对温暖时期;2200a B.P.之后气温下降加快;1800a B P.以后气温冷暖交替变化.     

新疆石河子草滩湖湿地沉积物地球化学特征及其古环境分析

以新疆石河子草滩湖湿地作为研究地点,采用化学分析手段,获取该地区4 000 a B.P.以来有机质和总氮TN等数据,并结合孢粉数据,综合探讨古气候变化特征。在500-1 080 a B.P.和2 190-3 800 a B.P.期间,有机质和TN含量较高,此时气候较为湿润,泥炭累积;而在1 080-2 190 a B.P.期间,有机质和TN含量均处于剖面最低值,可能出现一次干旱事件,不利于泥炭堆积。湿地开垦为农田,其有机质和TN含量变化迅速减少,养分大量损失,可见开垦活动是引起湿地退化的原因之一。     

湿地生态系统对气候变化的响应

气候变化常伴随着区域气温及降雨条件等发生变化,对湿地水文、生物地球化学过程、水质与水循环、湿地能量平衡与湿地生态功能等产生较大的影响。湿地水文条件是决定湿地生态过程的关键因子,气候变化引起的地表积水水位变化直接影响湿地植物优势种群结构的演替及氧化-还原环境条件的变化,导致湿地生态过程的变化及温室气体排放强度和时空分布特征等的变化。气候对湿地结构和功能的影响还包括营养物质和矿物质的循环及食物链的动态变化等。     

Lacustrine Sedimentary Organic Matter Records of Late Quaternary Paleoclimates

Identification of the sources of organic matter in sedimentary records provides important paleolimnologic information. As the types and abundances of plant life in and around lakes change, the composition and amount of organic matter delivered to lake sediments changes. Despite the extensive early diagenetic losses of organic matter in general and of some of its important biomarker compounds in particular, bulk identifiers of organic matter sources appear to undergo minimal alteration after sedimentation. Age-related changes in the elemental, isotopic, and petrographic compositions of bulk sedimentary organic matter therefore preserve evidence of past environmental changes.We review different bulk organic matter proxies of climate change in tropical and temperate sedimentary records ranging in age from 10-500 ka. Times of wetter climate result in enhanced algal productivity in lakes as a consequence of greater wash-in of soil nutrients, and these periods are recorded as elevated Rock-Eval hydrogen indices, lowered organic C/N ratios, less negative organic 13C values, and increased organic carbon mass accumulation rates. Lowering of lake water levels, which typically depresses algal productivity, can also cause an apparent increase in organic carbon mass accumulation rates through suspension of sediments from lake margins and redeposition in deeper basins. Alternations between C3 and C4 watershed plants accompany climate changes such as glacial/interglacial transitions and wet/dry cycles, and these changes in land-plant types are evident in 13C values of organic matter in lake sediments. Changes in climate-driven hydrologic balances of lakes are recorded in D values of sedimentary organic matter. Visual microscopic examination of organic matter detritus is particularly useful in identifying changes in bulk organic matter delivery to lake sediments and therefore is important as an indicator of climate changes.     

长白山区植被生长季NDVI时空变化及其对气候因子敏感性

本文利用长白山区SPOT/VGT NDVI 数据和气象数据,分析该区不同植被类型NDVI时空变化特征以及与气候因子的相关关系,并探讨了植被对气候变化响应的滞后性。结果表明：①2000-2009 年,长白山区植被NDVI 逐年变化总体呈增长趋势,增长区域的面积占全区面积的83.91%,在空间上主要集中在北坡和西坡,NDVI减少区域集中在南坡;②NDVI变化率随季节和植被类型变化而不同,NDVI增长主要集中在5 月和9 月,而7 月NDVI变化较小,甚至出现下降趋势;③植被NDVI与温度和降水存在着显著的正相关性（p<0.01）,且NDVI与温度的相关性高于与降水的相关性,且随海拔升高,NDVI与温度相关性增强;④NDVI对气温和降水变化的响应存在滞后期, 不同植被类型,滞后期存在差异。苔原NDVI对温度和降水响应的滞后期大约10 天,而针阔混交林和针叶林NDVI 对温度和降水响应的滞后期约为20 天。