树轮稳定碳同位素研究的应用现状与发展趋势

获取历史时期环境气候变迁资料是研究环境气候变迁的基础，在各种获取资料的方法中，树轮同位素方法是较为新颖，准确，定量的一种高分辨率方法。本文较为系统，深入地评述了树轮稳定碳同位素方法的原理及其在环境气候变迁研究的应用现状，并简要归纳了研究工作中的发展趋势。     

树轮稳定碳同位素与全球变化研究

本文介绍了与全球变化有关的树轮稳定碳同位素的研究现状,分析了树轮δ~(13)与大气CO_2浓度之间的关系,阐明了开展此项研究的目的和意义。通过10~3年尺度的树轮δ~(13)时间序列的研究,可据此分析过去小尺度气候变化的周期性规律,评估人为作用对它的干扰强度,预测未来几十至几百年的气候和环境变迁。     

树轮稳定碳同位素组成序列与降水变化

以长白山红松年轮为气候环境变化的生物记录体，通过分析树轮纤维素的稳定碳同位素组成，从树轮稳定碳同位素组成序列中提取生长环境的降水变化信息。研究结果揭示：树轮稳定碳同位素组成序列与东北地区平均年降水量具有基本平行的变化趋势；在长白山乃至东北地区，降水量沿着自身变化趋势是明显的准22年周期性波动。     

树轮氢氧同位素方法在环境变迁研究中的应用

树轮氢氧同位素方法是过去环境气候变化研究领域内的主要技术手段之一，因其时间分辨率高，反映环境参数多，准确定量的优点，近年日益受到重视。     

埋藏古木的树轮碳同位素作为古气候变化代用指标的可能性

本文对广东不同时代、不同树种的埋藏古木树轮纤维素碳同位素序列研究发现:樟树和山桐子分别在相对炎热潮湿的气候环境中,其树轮δ13C值相对越偏正。结论如下:(1)古山桐子反映冰后期的冷凉气候;(2)古樟代表中全新世的潮湿热带气候;(3)古水松的大批死亡代表了晚全新世和历史时期几次寒冷事件。上述结论说明了古树树轮同位素可以作为古气候变化代用指标的可能性。通过古今对比,丰富了树轮气候学的研究内容。     

树轮氢、氧同位素研究进展

总结了树轮氢氧同位素的分馏原理及其时间序列和空间变化与气候变迁之间的关系。研究表明,树轮氢氧同位素组成的变异反映了源水同位素组成、温度、相对湿度和降水量的变化。同时,对今后树轮同位素的发展方向作了展望。     

泸沽湖沉积物有机质碳同位素组成与气候变迁记录

泸沽湖沉积物有机质碳同位素组成与气候变迁记录＊肖保华万国江（中国科学院地球化学研究所，贵阳５５０００２）关键词泸沽湖沉积物有机碳同位素气候变迁记录湖泊沉积物中有机碳的来源十分复杂，形态差异大，可粗略地分为来自湖泊生物（藻类、浮游生物和水生植物）的内部...     

稳定碳同位素在第四纪古环境研究中的应用

文章对陆相沉积物、湖沼相沉积物以及脊椎动物牙齿中的δ13C研究作了系统的综述,特别对存在的问题提出了一些看法,认为黄土-古土壤序列中有机质δ13C与碳酸盐δ13C变化趋势相反的原因是CO2与碳酸盐交换平衡时的分馏系数在古土壤堆积时和黄土发育时不一致造成的;陆相沉积物的有机质δ13C较碳酸盐δ13C能更加直接地反映沉积时地表植被状况,陆相沉积物的碳酸盐δ13C在古生态中的应用还有待于对它的形成机制和形成过程进行进一步的研究;我国黄土高原末次冰期的气候不利于C4的生长.文章强调古环境、古生态研究应该从现代过程入手,了解现代植物δ13C与气候参数的关系以及现代C4植物的分布规律.同时还认为分子化石的稳定同位素研究这一新研究手段将会给第四纪研究带来更新的活力.     

吉林金川泥炭纤维素稳定碳同位素组成序列与东北季风区五千多年来的环境变迁

吉林金川泥炭纤维素稳定碳同位素组成序列与东北季风区五千多年来的环境变迁＠王志国￥中国科学院贵阳地球化学研究所泥炭纤维素,碳同位素,气候变迁,吉林金川吉林金川泥炭纤维素稳定碳同位素组成序列与东北季风区五千多年来的环境变迁王志国（中国科学院贵阳地球化学研究所,...     

贺兰山地区树轮碳氧同位素与夏季风降水的相关性讨论

分析了贺兰山地区油松树轮的稳定碳氧同位素组成对环境因素的响应关系 , 发现树轮碳氧同位素组成均与当年 5～ 9月总降水量具有较好的响应关系 , 碳同位素组成与 5～ 9月总降水量呈负相关关系 ,而氧同位素组成与 5～ 9月总降水量呈正相关关系 ,二者都可较好地反映该地区夏季风降水量的变化.同时 ,碳氧同位素的相关性分析表明二者具有一定程度的负相关性.树轮碳氧同位素的分馏机理十分复杂,其同位素组成不仅与降水量有关,同时还受其他环境因素的影响,单纯利用一种同位素指标来提取相应的气候信息,存在很大的不确定性.在本研究中 ,同时采用两种同位素指标来研究其气候意义 ,使得出的结论更加可靠.因此 ,夏季风降水量是控制该地区树轮稳定碳氧同位素组成的主要因素.     

亚洲树轮稳定氧同位素研究进展

树轮稳定氧同位素作为一种高精度的古气候代用指标,在亚洲地区的发展起步晚进步快。树轮稳定氧同位素比率（δ¹⁸O）对区域气候信息有较强的记录能力,且与水汽循环关系密切,对于理解复杂的亚洲气候起着重要作用。亚洲地区树轮δ¹⁸O对温度的响应主要出现在高纬度地区,中低纬度树轮δ¹⁸O主要记录与水分（降水、相对湿度、PDSI等）有关的信号。对亚洲地区已发表的树轮δ¹⁸O与气候要素（温度、降水、相对湿度）的相关分析显著性统计显示,生长季气候对树轮δ¹⁸O至关重要,树轮δ¹⁸O 与温度的显著相关关系呈正相关,与降水和相对湿度的呈负相关,温度和降水通过降水δ¹⁸O影响树轮δ¹⁸O,但各自的信号强度存在区域差异,而相对湿度信号则广泛记录在不同区域不同树种之中。亚洲树轮稳定氧同位素研究集中于中低纬度地区,因而对大气水文循环的响应主要侧重于对亚洲夏季风和ENSO的研究,对季风降水的记录反映了季风活动的变化特征以及与之有关的环流信息;季节分辨率的树轮稳定氧同位素研究限于低纬热带亚热带区域,但对于理解区域气候和季风活动的年内变化、挖掘年轮不清晰树种的树轮学研究潜力具有重要的意义。     

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

湖泊沉积是环境的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直反映原始环境信息。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。笔者提取了沪沽湖沉积物柱的α纤维素,并研究了其碳     

树轮——流域径流变化的记录

根据树轮稳定碳同位素组成序列呆较灵敏地记录降水变化的事实，利用长白山红松树轮δ＾１３Ｃｔ序列与松花江年径流量之间的平均变化关系，重建了近２００年来松花江年径流量的变化；年径流量变化有明显的准２２年周期；１９００年以前，径流量在周期波动中呈上升趋势，１９００年之后，流动中呈下降趋势。     

树轮中不同有机组分的可迁移性:碳同位素限定

逐轮剥离所取中国红松(Pinuskoraiensis)树盘中最近34a(1958—1991年)的年轮,粉碎后皂化分离出正己烷可溶部分、二氯甲烷可溶部分(沥青质)、不可皂化部分和纤维素,分别测定这四种物质的稳定碳同位素组成(δ13C)。虽然最近18~21a期间,前两种物质的碳同位素组成年际变化明显,但与后两种物质的碳同位素组成的正相关均没有达到显著性水平。而18~21a之前所形成树轮的前两种物质的碳同位素组成在碳同位素分析总精度范围内(±0.1‰)不呈现年际变化;与之相反,不可皂化部分和纤维素的碳同位素组成具有明显的年际变化并且在任何阶段均呈现高度显著正相关(如r=0.978,n=34,p<0.001)。这表明可皂化类脂在树轮间是可迁移的,至少经过18~21a的不同年形成的类脂的混合,其碳同位素组成逐步均一化。因此,树轮可皂化类脂的碳同位素组成(恐怕也包括氢、氧同位素组成)不能用来解译过去气候变化,全木因为含有可皂化类脂也不宜作为稳定同位素分析的目标物质。     

树轮──流域径流变化的记录

根据树轮稳定碳同位素组成（δ１３Ｃｔ）序列可较灵敏地记录降水变化的事实，利用长白山红松树轮δ１３Ｃｔ序列与松花江年径流量之间的平行变化关系，重建了近２００年来松花江年径流量的变化：年径流量变化有明显的准２２年周期；１９００年之前，径流量在周期波动中呈上升趋势，１９００年之后，波动中呈下降趋势     

马先蒿属(Pedicularis L.)植物稳定碳同位素组成与环境因子之间的关系

分析了马先蒿属 (PedicularisL .)植物叶片稳定碳同位素组成 (δ13C值 )特征以及δ13C值与环境因子之间的关系 .结果表明 ,所有样品的δ13C值属于C3植物的范围 ,最大值是碎米蕨叶马先蒿 (Pedic ularischeilanthifoilia) ,- 2 2 .4‰ ,最小值属于黄花鸭首马先蒿 (Pedicularisanasvar .xanthantha) ,- 31.5‰ ,平均值为 - 2 7.1‰ .相关分析表明 ,马先蒿植物叶片的δ13C值与年降水量和湿润度的相关性没有达到显著水平 (P >0 0 5 ) ,与年平均温度和≥ 10℃的总积温呈显著负相关 (P <0 0 5 ) .随着海拔的升高 ,δ13C值增大 (P <0 0 5 ) ,与经度的变化呈负相关 (P <0 0 5 ) ,而与纬度呈现弱的正相关 (P <0 0 5 )关系 .     

元素碳碳同位素在古环境研究中的应用

元素碳几乎完全来源于植被的燃烧,长期广泛地分布于大气、土壤、沉积物、岩石、水体和冰体等自然界载体中,记录了大量的古环境信息。利用元素碳碳同位素(δ13CEC)指标来反映古气候、古植被信息是将元素碳应用到古环境研究的一个重要方面,本文通过总结国内外学者利用δ13CEC指标进行古环境研究的现状,总结出对于"直接利用δ13CEC指标进行古环境恢复"这一关键问题还存在不同认识。燃烧前后物质的碳同位素是否发生变化是利用δ13CEC进行古环境研究时需要考虑的一个重要问题,国内外学者近20年来对C3、C4植物开展了大量燃烧实验,主要结论是C3植物燃烧前后物质的碳同位素变化(Δδ13C)较小,在±1‰以内,而C4植物变化范围较大,在0‰～-9‰之间;此外,文中还讨论了元素碳外源输入等可能影响δ13CEC指标的因素。建议在利用δ13CEC指标进行古环境重建之前,有必要对δ13CEC进行详细的基础研究工作,进一步研究表土δ13CEC与地表植被相关性以及元素碳外源输入等问题。     

稳定氧碳同位素在碳酸盐岩成岩环境研究中的应用

笔者对湖北宜昌寒武系、奥陶系和鄂尔多斯布１井寒武系、任３井奥陶系的大量样品测试和研究结果表明大气淡水成岩环境中的δ１８Ｏ、δ１３Ｃ值均向较高负值漂移；正常和咸化海水成岩环境中δ１８Ｏ、δ１３Ｃ值均向高正值漂移；较深埋藏成岩δ１８Ｏ值向高负值漂移.且与埋深成反比，而δ１３Ｃ值相对较稳定或向低正值漂移。