冻融作用对大兴安岭多年冻土区泥炭地土壤有机碳矿化的影响研究

冻融循环是影响土壤碳氮生物地球化学过程较为重要的因素。在全球变化背景下,冻融作用对冻土区土壤碳库稳定性及其关键生物地球化学过程影响研究是当前国际热点,尤其是冻融作用影响下多年冻土区泥炭地土壤有机碳矿化研究目前仍未明确。选取我国大兴安岭多年冻土区泥炭地表层（0~15 cm）和深层（15~30 cm）土壤,采用冻融试验及室内培养方法,探索分析了冻融作用影响下泥炭地土壤有机碳矿化特征,并从土壤活性碳和土壤酶活性角度阐述了影响机制。结果表明在短期的培养中,土壤有机碳矿化量在483~2836 mg/kg间波动,而冻融循环均显著降低了表层和深层土壤有机碳矿化量,并且对深层土壤有机碳的矿化抑制作用更为明显,高达76%。值得注意的是,冻融循环却明显促进了CH₄的排放,尤其是表层土壤,高达145%。冻融循环作用也显著增加了土壤可溶性有机碳（DOC）含量,但却降低了土壤微生物量碳（MBC）以及土壤纤维素酶、淀粉酶和蔗糖酶活性。冻融作用下低的土壤酶活性以及相对低质量碳是抑制土壤有机碳矿化的原因。全球变暖背景下,与单纯温度增加所导致的土壤有机碳矿化释放量相比,冻融循环作用能降低大兴安岭泥炭地活动层中土壤有机碳在短期内碳的释放。     

东北泥炭表土沉积植硅体—气候因子转换函数建立及应用

根据泥炭表土植硅体分析和气候气象资料,运用因子分析和逐步回归分析方法建立了东北地区泥炭表土植硅体—气候因子转换函数;并将之用于榆树泥炭剖面的古气候参数重建中,得出近3 000 a来的古气候参数值,并将之暖—冷—暖—冷—暖—冷—暖7个阶段。计算结果同时显示,温暖湿润的气候往往与稳定的气候系统相一致,而且古年均风速的变化可能预示着古气温、古降水变化等将随之发生变化。     

菲尔德斯半岛3种金发藓植株的同步辐射X射线荧光分析

为了研究南极不同苔藓植株及其器官间的元素组成和分布的差异 ,我们利用同步辐射X射线荧光对菲尔德斯半岛 3种金发藓植株进行了重元素分析。这 3种植物是高山金发藓(Polytrichumalpinum) ,桧叶金发藓 (P .juniperinum)和极地金发藓 (P .alpestre)。它们所含的元素种类大致相同 ,主要有K、Ca、Mn、Fe、Cu、Zn和Sr等 ,这说明在菲尔德斯半岛 3种金发藓植株的生境条件是相似的。但是 ,在Polytrichumalpinum叶内 ,K峰远大于Ca ,Ca峰大于Fe ;在P .juniperinum植物叶片中 ,K峰大于Ca ,而Ca峰接近于Fe ;在P .alpestre叶内 ,K、Ca和Fe峰几乎相等。通过对P .alpestre不同部位进行X荧光分析 ,并用荧光计数法表示元素相对含量 ,我们发现各部位间的元素含量差异很大。在顶芽处 ,K的含量最高 ,K/Ca比等于 1 .30 ,而其他部位的K/Ca比均小于 1。在假根部位 ,Mn的含量在所有部位中是最高的 ,并且Mn/Fe比值最大 ,为 0 .2 1。在老叶片和假根部位 ,Cu/Zn比分别等于 1 .2 0和 1 .84,而其他部位的Cu/Zn比均小于 1。特别是这两个部位还出现了Br元素 ,这可能与器官的衰老有关。     

西藏下白垩统多尼煤系沉积相及聚煤规律

恢复多尼煤系早白垩世构造—岩相古地理格局,认为煤系沉积环境为滨海与海陆过渡相,聚煤盆地为大陆边缘拗陷盆地发育的泥炭沼泽环境.     

贵州草海赵家院子晚更新世泥炭层地球化学特征及其环境意义

根据威宁草海赵家院子沉积柱主量元素和微量元素特征以及14C测年分析,探讨了草海地区泥炭沉积速率,晚更新世—全新世古气候演变和沉积物物源环境。元素地球化学测试结果表明,Li、Sc、V、Cr、Ni、Ga、Rb、Sr、Sn、Cs、Ba、Zr、Th、U等14种微量元素在沉积柱上含量变化整体呈现一致性。14C测年显示,赵家院子剖面沉积柱下部泥炭层的年龄大约为33.74±1.79—23.29±0.10kaBP之间,各层的沉积速率自下而上分别是:下部泥炭层148.4mm/ka,上部黑色古土壤层24.3mm/ka,顶部堆积层22.4mm/ka,沉积柱沉积速率由下而上逐渐降低。元素对比值以及多元素之和比值Sr/Ba、Rb/Sr、(CaO+K2O+Na2O)/Al2O3、(Fe2O3+Al2O3)/(MgO+CaO)和CaO/MgO等气候指标显示,从42.37±1.27kaBP到15.6±0.1kaBP时间段内,研究区古气候经历了由温暖较湿润→温暖湿润→温凉干燥→温暖较湿润→温凉湿润的演化。沉积物物源经历了较强烈的化学风化,下部泥炭层风化程度小于上部沉积物的风化程度。     

神农架大九湖湿地植物群落调查与生态保护研究

大九湖湿地是华中地区少有的亚热带高山湿地,近代以来,由于人类活动干扰的增强,该湿地被严重破坏。2012年7月,详细调查了"大九湖湿地保护与恢复及公园建设工程"实施后植物组成及群落特点,通过对47个样方的调查,在研究区内记录高等维管植物46科83属98种,分析了植物群落优势物种组成及其生境特点。结果表明,目前大九湖湿地的优势物种为阿齐薹草(Carex argyi)、地榆(Sanguisorba officinalis)、灯心草(Juncus effuses)、紫羊茅(Festuca rubra)和泥炭藓(Sphagnum palustre)等,优势种部分为组成草甸的主要物种;与2000年相比,该湿地植物物种数增加了74种,主要为禾本科、蔷薇科、菊科、蓼科、豆科植物等;依据植物群落样方调查的物种组成和生境土壤特征,将研究区植被划分为6种类型:湿生泥炭沼泽、湿生草本沼泽、退化半湿生沼泽、湿生-中生草甸、中生-旱生草甸、旱生草甸;退耕还草、还泽政策产生了很大效果,研究区生态破坏基本得到控制,但同时人工湖泊和中生-旱生草甸面积的增加对该湿地的自然生态恢复不利。     

福建梅花山泥炭腐殖化度记录的过去千年气候变化

全球变暖背景下频发的极端气候事件,严重影响了经济社会可持续发展。研究过去人类活动背景下的气候变化特征可为预测气候变化趋势、制定应对策略提供历史借鉴。本研究选取福建梅花山国家级自然保护区山间泥炭岩芯(长度238 cm)119个沉积物进行腐殖化度分析,结合粒度和烧失量记录,重建近千年来福建地区高分辨率气候历史。研究结果显示,在东亚季风区的低纬亚高山山间盆地,泥炭沉积物腐殖化度越高,指示气候越冷干;腐殖化度越低,指示气候越暖湿。梅花山泥炭腐殖化度在980～1529 A.D.呈现低值(均值8.4%),指示中世纪暖期较强的东亚季风和暖湿气候;1529～1926 A.D.呈显著高值(均值24.8%),指示明清小冰期较弱的季风和冷干气候;1926 A.D.以来波动下降(均值22.8%),对应了现代暖期。梅花山泥炭腐殖化度记录与区域沉积记录显示出对东亚季风的同步响应。研究结果记录了小冰期的第二次和第三次冷期,分别为1589～1757 A.D.和1842～1926 A.D.。梅花山泥炭腐殖化度记录的近千年气候变化可能受太阳辐射、热带辐合带和厄尔尼诺/南方涛动等的共同驱动。     

雨养泥炭沼泽古水文定量重建的代用指标——有壳肉足虫化石记录的应用与进展

有壳肉足虫是由壳体包裹细胞质的单细胞原生动物,由于它种类多、对雨养泥炭沼泽水文变化反应敏感且其壳体易于保存,成为一种雨养泥炭沼泽古水文定量重建的代用指标。主要阐述了现代雨养泥炭沼泽有壳肉足虫-环境变量数据库建立的方法和具体步骤,及该指标在古水文及古气候重建上的应用和研究进展。在以欧美为主的地区进行的许多研究发现,利用有壳肉足虫恢复的地下水位记录不仅与其他BSW指标(如植物大化石和腐殖化度)记录变化有很好的一致性,而且它与其他陆地古气候指标、冰心指标、海洋指标及太阳辐射指标等都存在良好的对应关系,充分证实了有壳肉足虫是一种雨养泥炭沼泽古水文的有效代用指标,其重建的地下水位记录能够很好地反映区域古气候的变化。然而截至目前,有壳肉足虫分类学研究、现代生态模拟等方面所存在的问题仍是其应用研究的阻碍,相信随着这些问题的逐步解决,有壳肉足虫在雨养泥炭沼泽古水文及古气候重建上将发挥更大的作用。我国在该领域尚未开展研究,存在较好的研究潜力,而且其成果可以对我国泥炭地的生态管理、开发利用提供科学指导依据。     

泥炭沼泽的形成和演化

泥炭沼泽的形成可分为水域泥炭沼泽化和陆地泥炭沼泽化两大类。泥炭沼泽可分为低位泥炭沼泽、中位泥炭沼泽和高位泥炭沼泽。由泥炭沼泽发育的内在聚集规律所决定,泥炭沼泽形成后,可由低位泥炭沼泽经中位泥炭沼泽发展至高位泥炭沼泽。研究泥炭沼泽的形成和演化,对剖析泥炭层的生成以及成分和性质,具有实际意义;对分析成泥炭时的古气候和环境乃至构造活动的稳定性,也有一定的意义。      

加拿大阿萨巴斯卡地区泥炭脂类分子记录的古气候信息

为了进一步了解泥炭中脂类分子化合物的分布与植被演化和气候变化的响应关系,对采自加拿大阿尔伯塔省东北部阿萨巴斯卡地区的JPH4、Mildred和McMurray泥炭柱样品中的脂类分子进行测定。根据正构烷烃、正烷酮、甾类和萜类等分子化合物的地球化学分析,结合年代学资料,重建了研究区近千年来的古气候演化过程。现代暖期以来(1990年以来),区内大范围的锈色泥炭藓发育,指示温暖干旱的气候条件;现代暖期早期(1900年以来),陆源高等植物和狭叶泥炭藓共存于干- 湿交替的气候环境下;JPH4泥炭柱记录了小冰期期间寒冷干旱的气候环境,该时期莎草科等陆生维管植物发育;上述结论与前人记录的区域植被和气候变化具有较好的可比性。研究区发育的锈色泥炭藓种类特殊,多形成于干旱环境且具有C 31 正构烷烃优势分布,ACL、 P aq 、C 23 /(C 27 +C 31 )正构烷烃指标能够有效表征植被输入特征和气候变化。正烷酮主要来源于相应正构烷烃的微生物氧化作用,正烷酮指标CPI- ket、ACL- ket和(K 23 +K 25 )/(K 27 +K 29 +K 31 )有效地记录了泥炭沉积时期气候的演变过程。甾类、萜类化合物的丰度明显高于直链烷基类化合物,γ- 内酯/生育酚、C 29 甾酮/C 29 甾醇、甾醇/甾类化合物等指标能够初步应用于指示区域气候的干湿冷暖变化,微生物的改造作用可能会影响这些指标的分布。