东北地区以泥炭为信息载体的全新世气候变迁研究进展

泥炭作为一种地质信息载体,在全球环境变化研究中起着越来越重要的作用。我国东北地区地处全球变化的敏感区,泥炭地研究的意义更为显著。笔者针对近年来东北地区泥炭地研究的多种成果,对该区全新世以来泥炭沉积和区域气候变迁历史进行了系统分析。得出:①东北地区泥炭有三次沉积高峰,分别始于早全新世、中全新世与晚全新世初期;②该区10000a以来大体上经历了冷湿-温暖适宜-凉湿-温暖偏干-冷干-寒冷略湿-变暖这样一个气候变迁过程。     

世界最大的泥炭地——俄罗斯瓦休甘泥炭沼泽

从全球泥炭地分布来看．大部分泥炭地集中在北半球亚寒带和寒温带地区,与最后一次大陆冰川后退残留的丘岗起伏的冰积地形和冰川湖群边缘地带相吻合。这些地区的气候和土壤条件有利于泥炭沼泽的形成和发育。处于这一地带的俄罗斯西西伯利亚、西北欧、北美五大湖以北到加拿大哈德逊湾泥炭沼泽十分发育。     

煤中惰质组在泥炭沼泽古环境研究中的应用

惰质组是煤中一种常见的显微组分。它不仅能用来鉴别成煤前植物的木炭化程度,而且还是泥炭沼泽古环境恢复的有效途径。近年来,欧洲学者利用惰质组成功推算了地史时期三叠纪—侏罗纪之交(T—J)的古火灾温度及类型,并重建了古植被类型及泥炭沼泽古生态环境变化。与其它方法相比,利用煤中惰质组含量及其反射率进行古环境恢复的工作对于植物种类繁多、沉积岩层中夹杂的煤层或煤炭、尤其对于古气候环境波动较大的地质转折时期最为理想。因此,利用惰质组的部分参数对我国含煤沉积盆地的古生态恢复以及成煤环境的研究有积极的借鉴意义。     

广东湛江泥炭层中趋磁细菌的发现

在研究黄土剖面中有机物质（含微生物）与黄土层磁化率关系时,发现黄土层,特别是所夹古土壤层中存在含磁小体的趋磁细菌,古土壤层中趋磁细菌及磁小体含量均高于相邻的黄土层。磁小体形成和铁源关系测试结果揭示了趋磁细菌的生长与有机盐有关,较低浓度的有机铁更有利于趋磁细菌的生长和磁小体的形成。从某种意义上说有机盐反映地面有机质含量,从而表明大量磁小体形成不是在古土壤最发育时期,也不是在快速黄土堆积时期,而是在气候转变的特定环境,即经过古土壤发育期的长期风化侵蚀,粘土矿物含量增高,与上覆的黄土堆积物组合成微氧环…     

末次盛冰期以来江西大湖孢粉植被与环境演变

根据江西定南大湖深346 cm泥炭剖面, 16个¹⁴C年龄和76个孢粉样, 重建中国华南南岭山地末次盛冰期以来的植被与气候历史: 大约18330~15630 cal a BP, 景观是落叶阔叶林, 气候温凉偏湿; 15630~11600 cal a BP, 孢粉植被是有常绿阔叶树的落叶阔叶林, 气候温和湿润; 11600~6000 cal a BP, 孢粉植被演替为栲/石栎为建群种的常绿阔叶林, 气候温暖湿润; 而6000 cal a BP以来植被中森林面积减少, 气候温暖偏干, 蕨类植物和草本植物增加, 可能有人类活动的影响. 从孢粉序列中识别到的系列凉干事件, 大致可与北大西洋H1及全新世千年尺度事件对应, 说明低纬地区与高纬地区气候变化密切相关. 与中国高纬地区的季风气候事件对比, 大湖地区气候事件温度、湿度的变幅远低于中国北方内陆地区. 季风气候地域差异性较大.     

若尔盖高寒湿地土壤氮矿化对温度和湿度的响应

采用原状土矿化培养方法研究了温度和湿度及其交互作用对青藏高原若尔盖湿地土壤（沼泽土和泥炭土）氮矿化的影响。研究表明,氮矿化速率在5～15℃之间对温度的反应较弱,而超过15℃时矿化速率则明显增加;泥炭土的氮矿化速率对温度的响应比沼泽土要敏感;氮矿化速率对淹水和非淹水响应敏感;除了在淹水条件下土壤的温度系数Q10在15～25℃之间较大（4．4左右）外,其余温度和湿度下大致在1～2之间,说明了淹水条件下氮矿化对温度响应最敏感的范围在15～25℃之间。     

长白山金川泥炭地圆叶茅膏菜的生态可塑性

圆叶茅膏菜（Drosera rotundifolia）是营养贫乏型泥炭地的典型食虫植物。于2006年9月,应用“固有年际标记”确定长白山金川泥炭地边缘（A）和中心（B）圆叶茅膏菜种群的年龄结构,研究其生态可塑性。结果表明,两种群植株分别由5个龄级和4个龄级组成,年龄结构分别呈衰退型和稳定型。两个种群平均高度相差35．9％（nA=80,nB=110,P〈0．01）,泥炭地边缘的生境更有利于植株高度的生长。各龄植株的平均高度均随龄级增加而呈相似线性增长规律（nA=80,nB=110,P〈0．05）。泥炭地边缘植株平均叶长、叶宽、叶柄长均高于中心（nA=74,nB=104,P〈0．01）,而叶片表面的触毛密度则相反,泥炭地边缘植株的触毛密度显著低于中心（nA=74,nB=104,P〈0．01）。由于泥炭地边缘较中心生境土壤养分丰富,昆虫数量多,光竞争强烈,导致圆叶茅膏菜在植株高度、叶片形态、触毛密度方面表现出很高的生态可塑性,高生态可塑性应是圆叶茅膏菜种群适应泥炭地异质环境的重要手段。     

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。     

红原泥炭正构烯烃的分布与古气候意义

利用GC-MS对红原泥炭样品中的分子化石进行了系统检测,获得了一系列正构烯烃,碳数分布范围为C18—C28,主峰碳为C27,次主峰为C23或C25,与同一深度处的正构烷烃分布模式完全不同。泥炭中正构烯烃的轻重组分∑C21-/∑C2 1、正构烯烃与相应碳数的正构烷烃比值呈有意义的阶段性变化。其中∑C21-/∑C21 与正构烷烃L/H的变化趋势大体一致;而C24:1/C24:0和C23:1/C23:0比值却与之相反。这可能与正构烯烃,特别是这些中碳数化合物因气候如温度的变化在厌氧条件下发生微生物的氢化作用有关,很可能记录了青藏高原东北部地区全新世以来的温度信号。(C26 C27 C28)/(C23 C24 C25)正构烯烃比值,与该区植被分布具有一定的对应关系,说明这些正构烯烃可能除了与植被有关外,也与不同植被类型的组织具有不同抗微生物降解能力相关。这些指标记录的气候信息与前期报道的分子化石记录的气候演化基本一致,说明正构烯烃可以作为古气候的替代性指标。     

宁绍平原史前遗址、埋藏泥炭与中全新世海面变化

浙江萧山跨湖桥遗址的年代学证据表明[1-6],新石器时期宁绍平原西部距今8000a前后已有人类活动,较华东其他沿海平原区新石器时期人类活动的上限提早了近1000a。由于该区恰处于全新世最大海侵的敏感部位,遗址地层有可能反映最大海侵前后的海面变化状况;另一方面,继跨湖桥和下孙遗址遭受海侵[4-7]之后,时代较晚的河姆渡遗址出现在宁绍平原中部,这可能暗示此时本区已进入了一次海退阶段或相对低海面期。