黄东海的碳源汇:大气交换、水体溶存与沉积物埋藏

黄海和东海作为中国最为重要的陆架边缘海,其碳源汇的性质与变化对近海生态系统及区域气候演变具有重要影响.文章从海气界面CO_2交换、水体溶解/颗粒碳溶存及沉积物碳埋藏等3个方面归纳总结了黄东海碳源汇特征与控制过程,以期为进一步研究陆架边缘海碳源汇过程及效应提供帮助.(1)黄海和东海具有迥异的海气CO_2交换特性.黄海的海气CO_2交换在源汇性质及通量强度上存在较大不确定性,黄海的124°E以西的海域在冬、春季表现为大气CO_2的汇,在夏、秋季表现为源,而大量的研究结果显示在全年尺度上黄海是大气CO_2的源.表层海水温度与浮游生物活动控制着黄海CO_2源汇的变化,两者分别主导了黄海外部海域与近岸海域的海气CO_2交换通量.东海全年则表现为大气CO_2的碳汇,年均通量约为(-4.2±3.2)mmol m~(-2)d~(-1),共可吸收碳约13.7×10~6t,其中冬、春、夏季吸收大气CO_2,秋季释放CO_2.东海不同季节海气界面CO_2通量的年际变化的影响因素复杂多变.(2)黄海和东海水体中分别储有425×10~6t、1364×10~6t的DIC和28.2×10~6t、54.1×10~6t的DOC,从南黄海近年DOC浓度有减小趋势看,其水体溶存"实际碳汇"量在减小.黄东海POC的总量约10.6×10~6t,与海气界面CO_2交换通量基本处于同一量级.黄海浮游生物年固碳量约为60.42×10~6t,东海为153.41×10~6t,其中近海大型经济藻类的年固碳量约为0.36×10~6～0.45×10~6t,生物固碳是具有多重价值的"蓝碳增汇"举措.(3)黄海陆架沉积物中有机碳的埋藏通量每年约为4.75×10~6t,其中海源有机碳的埋藏量为3.03×10~6t,占黄海浮游生物固碳量的5.0%,而东海陆架沉积物中有机碳的埋藏通量为每年7.4×10~6t,其中海源有机碳的埋藏量为5.5×10~6t,占东海浮游生物固碳量的5.4%.黄东海具有高于全球海洋平均水平的沉积物埋藏通量,对黄东海最终的"蓝碳增汇"作用巨大.     

中国海及邻近区域碳库与通量综合分析

中国海总面积约470万平方公里,纵跨热带、亚热带、温带、北温带等多个气候带.其中,南海北依"世界第三极"青藏高原、南邻"全球气候引擎"西太平洋暖池,东海拥有全球最宽的陆架之一,跨陆架物质运输显著,黄海是冷暖流交汇区域,渤海则是受人类活动高度影响的内湾浅海.中国海内有长江、黄河、珠江等大河输入,外邻全球两大西边界流之一的黑潮.这些鲜明的特色赋予了中国海碳储库和通量研究的典型代表意义.文章从不同海区(渤海、黄海、东海、南海)、不同界面(陆-海、海-气、水柱-沉积物、边缘海-大洋等),以及不同生态系统(红树林、盐沼湿地、海草床、海藻养殖、珊瑚礁、水柱生态系统等)多层面对海洋碳库与通量进行了较系统地综合分析,初步估算了各个碳库的储量与不同碳库间的通量.就海气通量而言,渤海向大气中释放CO_2约0.22Tg Ca~(-1),黄海吸收CO_2约1.15Tg Ca~(-1),东海吸收CO_2约6.92～23.30Tg Ca~(-1),南海释放CO_2约13.86～33.60Tg Ca~(-1).如果仅考虑海-气界面的CO_2交换,中国海总体上是大气CO_2的"源",净释放量约6.01～9.33Tg Ca~(-1).这主要是由于河流输入以及邻近大洋输入所致.河流输入渤黄海、东海、南海的溶解无机碳(DIC)分别为5.04、14.60和40.14Tg Ca~(-1),而邻近大洋输入DIC更是高达144.81Tg Ca~(-1),远超中国海向大气释放的碳量.渤海、黄海、东海、南海的沉积有机碳通量分别为2.00、3.60、7.40、7.49Tg Ca~(-1).东海和南海向邻近大洋输送有机碳通量分别为15.25～36.70和43.39Tg Ca~(-1).就生态系统而言,中国沿海红树林、盐沼湿地、海草床有机碳埋藏通量为0.36Tg Ca~(-1),海草床溶解有机碳(DOC)输出通量为0.59Tg Ca~(-1);中国近海海藻养殖移出碳通量0.68Tg Ca~(-1),沉积和DOC释放通量分别为0.14和0.82Tg Ca~(-1).总计,中国海有机碳年输出通量为81.72～103.17Tg Ca~(-1).中国海的有机碳输出以DOC形式为主,东海向邻近大洋输出的DOC通量约15.00～35.00Tg Ca~(-1),南海输出约31.39Tg Ca~(-1).综上,尽管从海-气通量看中国海是大气CO_2的"源",但考虑了河流、大洋输入、沉积输出以及微型生物碳泵(DOC转化输出)作用后,中国海是重要的储碳区.需要指出的是,文章数据是基于中国海各海区碳循环研究报道,鉴于不同研究方法上的差异,所得数据难免有一定的误差范围,亟待将来统一方法标准下的更多深入研究和分析.     

青藏高原水体碳源汇过程的重新认知与挑战

陆地-大气和陆地-水体的碳输送与碳交换共同决定了陆地生态系统的碳平衡,但长期以来青藏高原水体由于缺乏有效的观测数据,导致青藏高原水体一直是全球碳循环研究中被忽视的碳汇功能区。本研究聚焦青藏高原水体,重新认知水体碳侵蚀与碳沉积对青藏高原固碳的重要作用,系统分析河湖库-大气间的碳运移与交换时空格局与驱动机制。通过归纳总结发现:(1)青藏高原河流岩石风化速率以及CO₂消耗速率较高,强烈的侵蚀作用对地球系统吸收和平衡CO₂浓度起着重要的调控作用;(2)青藏高原湖泊是内陆生态系统的重要碳库,12 ka以来湖泊沉积物碳储量约为73 kg C/m²;(3)青藏高原湖泊浮游植物和水生植物影响内陆水体C沉积,年均初级生产力达(553±36) mg C/(m²·d)。(4)青藏高原湖泊目前为“碳源”,碳排放量约为2.27 Tg C/a。此外,本文还阐明青藏高原水体碳源汇过程评估的不确定性,以及从方法学角度分析如何加强其水体的碳循环研究,厘清全球变化下青藏高原水体的碳源汇机制,并展望了青藏高原水体碳源汇功能未来研究所面临...     

青藏高原中部全新世气候变化的湖泊沉积地球化学记录

通过青藏高原中部兹格塘错湖泊沉积物总碳(TC)、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总硫(TS)、氢指数(HI)、氧指数(OI)和有机质的碳同位素(δ¹³C_org)等多项指标的综合分析, 在判断沉积物中有机质来源的基础上, 根据各指标的变化特征阐明了各自的气候指示意义, 建立了兹格塘错全新世以来的古气候演化序列. 10100 cal a BP兹格塘错地区进入全新世, 全新世早中期为暖湿气候特征, 在8600~8400和7400~7000 cal a BP发生两次强烈冷事件; 中晚全新世以来气候变冷变干. 这一气候演化过程与其邻近的错鄂的研究结果相近, 代表了青藏高原中部全新世的气候演化特点. 青藏高原中部全新世气候变化主要受太阳辐射控制.     

三千万年以来西太平洋黏土矿物记录的亚洲干旱及构造-气候驱动

亚洲内陆是全球第二大风尘源区,其构造和气候演化对区域和全球气候环境有重要影响.西太平洋是亚洲风尘向东输送的主要沉积汇.黏土矿物作为容易长途搬运的细颗粒大陆风化产物,被广泛应用于古气候和风化历史重建,但亚洲大区域范围、长时间尺度黏土矿物记录的整体演化趋势及响应机制还不甚清晰.我们利用西太平洋深海钻探计划(DSDP)292和296站位两个长尺度、连续、高分辨率沉积物岩芯的黏土矿物和Sr-Nd同位素组成,约束了沉积物来源,并重建了渐新世以来风尘源区的干旱演化历史.结果表明,菲律宾海黏土粒级沉积物主要为亚洲内陆风尘和西太平洋岛弧风化产物的混合.基于黏土矿物组成及风尘通量等指标重建,揭示出中亚风尘源区自晚渐新世以来持续干旱化,在约20、14、7和3Ma出现阶段性干旱化加剧.综合已发表的亚洲黏土矿物记录与其他地区记录对比,发现亚洲地区伊利石和绿泥石相对含量在晚新生代的增长更为显著,这种不一致性明显出现始于约20Ma,而约3Ma之后出现全球一致的伊利石快速增加.综合构造与气候记录,我们认为20～3Ma期间来自亚洲物源的伊利石和绿泥石增加主要响应于喜马拉雅-青藏高原的构造隆升,而3Ma以来主要响应于北...     

中全新世以来呼伦湖沉积物碳埋藏及其影响因素分析

通过对内蒙古高原呼伦湖沉积物样品总有机碳含量(TOC)及其稳定同位素(δ13Corg)、总氮含量(TN)和TOC/TN(C/N)值的测定,结合沉积岩芯AMS14C年代标尺,分析了中全新世以来呼伦湖沉积物有机碳埋藏速率随时间变化的趋势及有机质的来源,并探讨了影响呼伦湖有机碳埋藏的主要因素.结果表明,中全新世以来呼伦湖有机碳埋藏速率平均值约为2.06 g/(m~2·a),碳储量约为35.25 Tg C,且总体上呈现增加趋势.呼伦湖沉积物中有机质主要来源于外源输入,但近1000 a以来内源输入逐渐增加并占据优势.呼伦湖有机碳埋藏速率与温度和降水均呈负相关,表明在长时间尺度上,升温及降水量的增加可能对呼伦湖的碳埋藏起到一定的抑制作用.     

中亚东部晚全新世水文气候变化及可能成因

中亚东部水文气候变化对中纬大气环流非常敏感.为了查明该地区水文气候的长期变化及其与大气环流的关系,文章利用位于中天山深水湖泊——赛里木湖钻孔岩芯,在137Cs、210Pb和AMS14C定年基础上,对湖泊岩芯有机碳、有机氮、碳/氮比、碳酸盐含量和粒度等多指标进行了分析,重建了晚全新世以来该地区水文气候变化历史.结果显示,晚全新世以来共发生了4次降水显著增加时期(4000~3780、3590~3210、2800~2160和890~280cal a BP)和1次降水微弱增加时期(1700~1370cal a BP),这与中亚东部地区已有的降水/湿度记录相吻合,表明晚全新世以来该地区具有相似的水文气候变化模式.太阳活动减弱以及整个环北大西洋地区大气环流南移,特别是中纬西风主要路径的南移,可能是中亚东部地区晚全新世水文气候变化的最主要原因.此外,赛里木湖研究结果还揭示了该地区最近100年降水显著增加,但中亚地区未来水文气候如何变化仍需更多不同载体的深入研究.     

利用泥质岩硼含量重建过去湖泊古盐度和湖面变化历史

根据封闭湖泊古盐度与湖面变化之间具有反向变化的特点,以沱沱河地区通天河剖面为例,利用泥质岩的硼元素含量作为古盐度计,重建了青藏高原北部地区晚渐新世-早中新世湖泊沉积的古盐度变化曲线,讨论了应用湖水古盐度变化曲线追踪过去湖平面变化历史的适用范围和局限.结果表明:雅西错组上部古湖泊水体的盐度一般处于咸水湖分布区,盐度变化于微咸水到超咸水范围内,指示渐新世晚期气候干燥,湖平面长期处于低水位期;但中新世早期五道梁组沉积期,高原气候开始向湿润方向发展,湖水古盐度明显下降,湖水位快速上升.     

中国邻近边缘海碳通量研究现状与展望

集成分析了南海、东黄渤海等中国邻近边缘海(简称中国边缘海)海-气界面CO_2通量及其所表征的CO_2源汇格局,简析海-气CO_2通量的主要控制因素;总结了河-海界面、边缘海与大洋的交换界面及输出真光层的碳通量,进而初步构架了简化的中国边缘海碳收支;并与世界其他陆架边缘海碳的源汇格局和通量作了比对,最后对边缘海碳循环研究进行了展望.从周年尺度上看,中国边缘海是大气CO_2的源,全年向大气的释放量为(9.5±53)Tg C;河流经过河口输送至中国边缘海的总碳量为(59.6±6.4)Tg Ca~(-1);中国境内河口释放CO_2的总量为(0.74±0.02)Tg Ca~(-1);西太平洋每年输入中国边缘海的总碳量为2.5Pg Ca~(-1),可见,西北太平洋输入中国边缘海的碳通量巨大.中国边缘海上层海洋颗粒有机碳输出通量为(240±80)Tg Ca~(-1).     

柴达木盆地西南缘新生代碎屑重矿物组合特征及其古地理演化

通过对柴达木盆地西南地区新生代地层中碎屑重矿物组合特征的分析发现,柴西南重矿物组合具有典型分区特征,反映区内主要受阿尔金山和祁漫塔格-东昆仑山两大物源体系的控制.其中干柴沟-狮子沟-花土沟地区(A区)物源主要来自阿尔金山地区,其重矿物组合显示,古新世至早始新世时期,重矿物以锆石、钛的氧化物和硅灰石为主;中晚始新世-渐新世时期,重矿物以不稳定矿物为主,其中角闪石的含量显著增加;晚渐新世-中新世以来,重矿物仍以不稳定矿物为主,同时绿帘石含量明显增加,角闪石含量相应降低.七个泉-红柳泉地区(B区)物源受阿尔金山和祁漫塔格-东昆仑山双方向的控制,重矿物以绿帘石、石榴石和角闪石等矿物为主.绿草滩-东柴山-昆北地区(C区)物源主要来自祁漫塔格-东昆仑山方向,古近纪时期,其重矿物以锆石和钛的氧化物为主,晚渐新世-中新世以来,石榴石、绿帘石和角闪石等矿物的含量明显增加.跃进-油砂山地区(D区)重矿物组合显示明显的混合物源特征,指示物源来自多个方向.柴西南新生代物源体系的演化指示,阿尔金山在古新世-早始新世时期地形起伏不大,物源区以低洼丘陵地貌为特征,中晚始新世时期,阿尔金山开始快速隆升,并导致A区沉积物中不稳定矿物含量的增加.阿尔金断裂古近纪时期走滑速率缓慢,走滑位移量较小,晚渐新世-中新世时期以来,走滑速率显著增大,走滑位移量超过300 km.祁漫塔格-东昆仑断裂带古近纪时期构造活动相对稳定,祁漫塔格山地形起伏较小,晚渐新世-中新世以来,构造活动开始活跃并导致了祁漫塔格山的强烈隆升.     

风化过程中铼和硒的活动性及其对化石有机碳风化的指示

化石有机碳风化是地质时间尺度上重要的碳源,对全球碳循环和气候变化具有重要影响,但如何量化一直是个挑战.河水铼(Re)含量的变化被认为具有示踪流域化石有机碳风化强度的潜力,然而Re的来源及其与化石有机碳风化之间的关系还知之甚少.为了更好地认识这一指标的有效性,本文选择重庆市城口县下寒武统水井沱组页岩风化剖面为研究对象,通过元素含量、逐级提取实验等分析,探讨页岩风化序列中Re和硒(Se)的活动性及其与化石有机碳风化的关系.结果表明,化学蚀变指数(CIA)从基岩到风化层逐步升高,指示增强的风化强度.根据逐级提取实验和质量迁移系数(τ)的变化发现,页岩中的Re和Se主要赋存于有机质相,风化过程中与化石有机碳同步流失,而与页岩中的硫化物矿物氧化无明显相关;风化过程中Re和Se不同的地球化学行为导致其与化石有机碳非等量流失.本研究支持Re作为示踪化石有机碳风化的指标,而Se是示踪化石有机碳风化的潜在指标.未来需要不同类型沉积岩剖面与流域相结合的研究,明确河水Re和Se的来源及其与流域化石有机碳风化之间的关系.     

长江的前世今生

长江是中华民族的母亲河,在中华文明历史进程和当代国计民生中占据独特的地位.长江是世界第三、亚洲第一大河,在区域宏观地理环境演化中具有标志性意义.长江的年龄(或者起源与演化历史)作为地球科学界和大众关注的热点,长期存在重大争议,从4 5百万年(始新世)到数万年(更新世晚期)不等,成为科学界一个著名的"世纪谜题".对青藏高原东南缘新生代盆地开展年代学与沉积学研究,揭示出在始新世时期区内存在大型的南流水系,在渐新世期间(或渐新世末期)南流水系转向东流,形成长江第一湾(也有写作"弯").长江中下游新生代盆地的沉积记录也显示,长江上游物质在渐新世晚期(或者最晚在渐新世/中新世之交)就已经能够到达下游,表明贯通东流的长江水系从此诞生.长江是超大型河系,其地质演化主要受到区域构造地貌控制.在新生代,青藏高原地区岩石圈加厚,地表隆升;亚洲东部岩石圈持续伸展减薄,西太平洋边缘海扩张,导致中国西高东低的宏观地形格局逐渐建立,长江的发育与演化正是孕育在这样的宏观构造地貌背景之下.     

晚渐新世-早中新世气候变化在赤道大西洋的天文响应

从晚渐新世到早中新世转换时期,大气二氧化碳浓度降低,极地冰盖扩张,全球海平面大幅下降等现象表征的全球性极端气候变冷事件,其发生的原因和机制至今仍存在争议.本文选取赤道大西洋ODP154航次的926站为研究对象,该钻孔的地层记录主要以浅灰色含有孔虫的超微化石白垩软泥与绿灰色的黏土质的超微化石白垩软泥互层沉积为主,从岩芯上可见明显的浅灰色(碳酸钙含量高达80%)-灰绿色(碳酸钙含量60%左右)的米级旋回,据此本文选用能反映碳酸钙含量变化的颜色反射率亮度为古气候替代性指标,对沉积记录进行旋回分析.通过对识别出来的405kyr长偏心率旋回与~40kyr斜率旋回分别进行天文调谐,以渐新世与中新世转换界线处为绝对年龄控制点建立该钻孔的绝对天文年代标尺.通过对时间域序列的亮度指标的频谱变化分析,观察到从晚渐新世到早中新世沉积记录中偏心率周期信号减弱,而斜率周期信号增强;并且在界线处405kyr偏心率周期与~1.2Myr斜率长周期极小值重合,这可能与这一时期的极端气候变冷事件有关.此外,沉积物堆积速率、底栖有孔虫氧同位素及西班牙中部啮齿类动物演替速率都具有~2Myr的变化周期,这或许说明了百万年尺度的地球轨道周期对于地球系统及生态演化有着重要的影响.     

中始新世晚期以来东亚气候变化的渭河盆地黏土矿物记录

获得新生代连续的东亚气候变化记录,是认识东亚气候变化和季风起源、演化及其驱动机制的关键.文章基于渭河盆地连续的新生代河湖相沉积序列,开展黏土矿物含量及晶体参数研究,重建了中始新世晚期以来东亚气候变化过程.结果表明,蒙皂石、伊利石是渭河盆地河湖相沉积物中的主要黏土矿物;伊利石结晶度、伊利石化学指数、蒙皂石与伊利石和绿泥石比例的阶段性降低,指示了在半干旱半湿润的气候背景下,中始新世晚期以来渭河流域化学风化阶段性减弱的特征.坡缕石的形成可能受到成岩作用影响,相应时期流域风化导致的蒙皂石含量和伊利石结晶度实际可能更高.以上结果表明,中始新世晚期到上新世渭河盆地可能处于一个相对暖湿的气候条件.随着新生代全球温度降低和渭河盆地沉积物的不断加积,渭河盆地的化学风化强度阶段性减弱,东亚季风气候阶段性演化并在第四纪变干.黏土矿物的证据还表明,渭河盆地晚始新世到渐新世气候变干,可能是对全球变冷事件(EOT转型)的响应.     

中国哺乳动物区系的演变与青藏高原的抬升

基于哺乳动物具有演化速度快和对环境变化反应灵敏的特点, 通过对已知哺乳动物化石的分析, 结合含化石地层的岩石学特征, 概述了中国新生代哺乳动物群的演替,探讨了青藏高原隆升和动物地理区系的演变历史. 哺乳动物的演化趋向及其地史、地理分布资料表明, 青藏高原开始隆升、季风出现和哺乳动物地理分布的分异可能始于渐新世. 青藏高原的隆升似乎是个逐渐和相对稳定的过程, 其升起使亚洲的气候和自然环境发生了很大的变化, 导致我国哺乳动物分布自中新世以来出现了明显的分异, 并最终形成现代的动物地理区系.     

广东四会古森林地下生态系统碳同位素组成及其古气候意义

通过研究四会地下古森林沉积剖面总有机碳及细根的碳同位素组成,揭示珠江三角洲地区在中晚全新世4．5～0．6ka BP期间的气候和地理环境变化特征．研究结果表明：在4．5—0．6ka BP期间,该地区的主要植被类型为C3植被．古森林在4ka BP左右于湿地环境中开始发育,在3ka BP左右与湿地同时消失,表明在3ka BP左右该地区的气候可能发生过急剧的变化．模拟结果显示：在3．5-3ka BP期间,该地区大气CO2浓度上升,气候有变暖的趋势;3～1．2ka BP期间的地层^14C年代呈现大的跨度,这可能与新构造运动过程中地层抬升并遭到强烈剥蚀有关．在1．2～0．6ka BP期间,该地区为陆相沉积环境,植被的生物量日渐减少．古森林的消失可能与在3ka BP左右研究区域气候变干有关,热带辐合带的南移可能是导致气候变化的主要机制．     

中国草地碳储量时空动态模拟研究

基于陆地生态系统模型(TerrestrialEcosystemModel,TEM5.0),利用温度、降水和太阳辐射等气象资料,结合草地植被类型、土壤质地、海拔、经纬度以及大气CO_2浓度数据,模拟研究了1961~2013年中国草地碳储量和碳密度的时空特征及其影响因素.结果表明:(1)1961~2013年间,面积394.93×10~4km~2的中国草地碳储量为59.47PgC,其中植被碳3.15PgC(约占全球植被碳储量的1.3~11.3%),土壤碳56.32PgC(约占全球土壤有机碳储量的9.7~22.5%).草地碳储量以19.4TgCa~(-1)年平均增长速率从1961年的59.13PgC增加到2013年的60.16PgC.(2)研究时段内,青藏高原草地碳储量贡献最大,占总碳储量的63.2%,其次是新疆草地(15.8%)和内蒙古草原(11.1%).(3)1961~2013年,植被碳储量呈增加趋势,年平均增长速率为9.62TgCa~(-1),温度是植被碳库变化的主要因素,二者相关系数可达0.85.在空间分布上,植被碳变化以增加为主,减少主要出现在南方草地中部,内蒙古西部和中部以及一部分青藏高原草地区.土壤碳储量以7.96TgCa~(-1)的速率呈极显著增加趋势,其中20世纪80年代和90年代降水较多温度较低,降水是土壤碳增加的主要影响因素.     

夏季青藏高原大气热机效率及热源特征

地-气系统中存在着诸多不同类型的大气热机.对大气热机效率的准确定义、计算和解释是了解地-气系统能量传输与转化的关键.夏季青藏高原大气可以被视作一种正热机,对其热机效率的研究有助于我们更好地理解高原地-气相互作用及其热力、动力过程,为进一步了解青藏高原对中国、东亚乃至全球气候的影响提供了一个新的视角.本文使用MOD08数据及ERA5再分析资料,计算了2000～2020年夏季(取5～9月)青藏高原大气热机效率、青藏高原地面热源和大气热源.结果表明:2000～2020年5～9月青藏高原平均大气热机效率在1.2%～1.5%之间,小于1.6%; 5月与9月热机效率高于夏季三个月份(6月、7月、8月);柴达木盆地是青藏高原大气热机效率较高的区域,其次是青藏高原西部地区. 2000～2020年5～9月青藏高原平均地面热源为96.0W m^-2;平均大气热源为90.7W m^-2;降水凝结潜热释放是夏季青藏高原大气热源最重要的分量. 5～9月青藏高原大气热机效率与地面热源呈强而显著的正相关;降水凝结潜热作为5～9月大气热源最重要的分量,其反映的降水过程是大气热机...     

青藏高原东部若尔盖盆地全新世泥炭地发育和植被变化

泥炭沉积物和泥炭地演化过程可以提供植被和气候变化历史的丰富信息.为了重建青藏高原东部全新世泥炭地发育、植被和气候变化,我们对若尔盖盆地一支泥炭岩芯进行了高分辨率的孢粉、烧失量和碳沉积速率分析.研究结果显示,当地泥炭发育起始于距今10.3ka,在早、中全新世繁盛,之后开始退化.若尔盖盆地全新世植被以高山草甸为主,周边山地针叶林在10.5~4.6ka曾数次扩张,之后迅速退缩.泥炭性质、孢粉组合主成分分析等揭示了研究区10~5.5ka气候温暖湿润,晚全新世气候相对冷干.其中,10.2~10、9.7~9.5、8.7~8.5、7.7~7.4、6.4~6、5.5~5.2、4.8~4.5、4~3.6、3.1~2.7、1.4~1.2和0.8~0.6ka时段,若尔盖地区发生了多次快速的泥炭地退化、针叶林扩张和气候变冷等事件.青藏高原东部地区全新世植被与气候的长期变化受控于太阳辐射及其主导的温度与亚洲夏季风强度的变化,而百年尺度的快速变化事件可能受到了季风减弱事件和北半球高纬度地区温度异常的调制作用.     

长白山高山冻原生态系统碳循环及与北极对比研究

探讨了长白山高山冻原生态系统的碳同化固定量、凋落物迁移量、冻原土壤生态系统的呼吸释放速率、有机碳库贮存量,并与北极进行了对比研究.结果证明:（1）长白山高山冻原植被生态系统目前年净储存有机碳2092t/a,总储存有机碳33457t;土壤库目前年均净储存有机碳1054t/a,总储存有机碳316203t,年均土壤呼吸速率为92.72/m2·a-1,是北极的 1.52倍;（2）白山高山冻原植被-土壤生态系统现已成为456081t的碳的储存库,其中,有机碳占76.7％,无机碳占23.3％.它是调节长白山小气候、维持长白山高山冻原植被类型、保护长白山冻原土壤、防治水土流失的巨大的屏障,同时对固定大气CO2起着巨大的汇作用.