新疆和华南二叠纪—三叠纪之交的野火事件

发布时间：2020-04-09 20:33

【摘要】：近年来,木炭、惰质组、多环芳烃(PAHs)等野火事件的证据忆在全球二叠系被相继报道。为探究二叠纪-三叠纪(P-T)之交野火活动对陆地生态系统的影响,本论文对新疆和华南两条剖面的炭屑进行了定量、详细的系统研究,以期对这一时期野火事件的变化及其与陆地生态系统崩溃的关联性提供启示。新疆大龙口剖面共发现13处以上炭屑富集层位。炭屑的丰度和反射率的变化表明在P-T之交野火温度和频率降低,且伴随突发性的异常,表现为炭屑含量陡然增至最大,同时反射率达到最低,之后一段时间炭屑贫乏。碳同位素的最大动荡时期与炭屑异常区段一致。炭屑的解剖结构和角质层的研究表明植物组成在该时期前后也发生了明显变化。贵州冷清沟剖面存在多个野火富集段,以宣威组为主,卡以头组中下部亦存在。剖面炭屑层极多,均显示较高的分异度,仅最后一层煤极为单调,有机碳同位素的显著负漂与这一异常的煤层位置一致。炭屑的平均反射率由该煤层中的2.379%降低至卡以头组的1.509%,表明了野火类型的变化。同时,不同类型炭屑的占比指示了卡以头组植物组成较宣威组发生了明显的改变。新疆和华南二叠纪-三叠纪之交的野火事件变化存在明显的相似性,即一开始表现为逐渐增强的野火活动,随后进入一个相对不那么活跃的时期,然而紧接着野火强度陡然增加、在短时间内埋藏大量异常的炭屑,之后野火贫乏,最后高强度野火再次出现。这一野火的变化模式反映出陆地生态系统可能在晚二叠世后期受干旱气候和频发的野火活动影响逐渐衰退,植被的相对萧条反过来又限制了野火活动的活跃性;但随后全球性的突发事件导致气候急剧恶化,野火活动陡然爆发,陆地生态系统崩溃;在之后的阶段,野火由于失去了燃料几乎难以为继,一直到陆表植被在灾后短暂的局部恢复,野火活动和炭屑埋藏才再次出现。新疆和华南野火演变的相似性表明,野火事件对陆地生态系统的影响可能是全球性的,古野火活动与二叠纪末陆地生态系统的衰退和最终崩溃有着直接的联系。
【图文】：

进程,物理,地下火,地表火

逦第１章绪论逦逡逑维管植物；最后一个要素是氧气浓度，野火的存在说明大气氧浓度处于某个特定逡逑的区间内，因为在小于１５邋％时，植物体根本无法被点燃，氧浓度小于１７邋％的情逡逑况下即使被点燃了野火也无法有效蔓延（Ｂｅｌｃｈｅｒ等，２０１０；邋Ｂｅｌｃｈｅｒ和Ｍｃｅｌｗａｉｎ，逡逑２００８），相应的，如果氧气浓度超过３５％，植物体无论多么潮湿都能被点燃，并逡逑且林火将势不可挡，把所有植被燃烧殆尽（Ｌｅｎｔｏｎ和Ｗａｔｓｏｎ，邋２０００）。逡逑根据燃烧原料和燃烧温度的不同，野火可分为不同的类型，即地表火（ｓｕｒｆａｃｅ逡逑ｆｉｒｅ）、林冠火（ｃｒｏｗｎ邋ｆｉｒｅ）和地下火（ｇｒｏｕｎｄ邋ｆｉｒｅ）。地表火通常以枯枝落叶为燃料，逡逑温度一般小于４００°Ｃ，有时蔓延至草本或灌木植物温度也会稍高。林冠火常由地逡逑表火燃烧到森林树干并点燃树冠引起。由于氧气供应相对充足，林冠火通常将细逡逑枝和针叶等燃烧彻底，因此产生温度高，可达８00－９0（ＴＣ。当燃烧环境有大量的逡逑腐殖质和泥炭沉积在地面，并且相对干燥时，地下火可能因此产生。地下火的燃逡逑烧方式以低温阴燃为主，其蔓延缓慢，但燃烧持续时间长，对土壤危害极大。逡逑地反

炭屑,碳黑,识别标志,正反馈

逦』－瞄逡逑植被分布＾——？大气组分逡逑图１．１野火活动对地球物理进程和生物进程的影响，引自（Ａｒｃｈｉｂａｌｄ等，２０１８）逡逑野火的存在受控于诸多自然条件，但是反过来它也是陆地生态系统乃至整个逡逑地球系统的重要扰动力，是自然环境非常重要的组成部分（Ｂｏｗｍａｎ等，２００９；逡逑Ｓｃｏｔｔ，２０１４）。首先野火的发生会对陆地地表动植物生态群落的演替和分布产生直逡逑接的影响，长时期的野火事件更会影响某些植物器官的演化模式，如萌枝数的演逡逑化、浆果的形成、热量－化学烟雾诱导的种子萌发等（Ｐａｕｓａｓ和Ｋｅｅｌｅｙ，邋２００９），现逡逑代桉树适应于高频的野火环境可能与其演化于白垩纪至古近纪这一野火事件频逡逑发的时间有关（Ｂｒｏｗｎ等，２０１２）。此外，，野火释放出大量的生物热能，同时产生逡逑的二氧化碳、碳黑、气溶胶等排放物不仅会改变大气成分和地面反射率，从而导逡逑２逡逑
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q911;P534

【参考文献】