若尔盖高原花湖泥炭地泥炭沉积及其记录的环境变化

发布时间：2017-03-28 17:18

  本文关键词：若尔盖高原花湖泥炭地泥炭沉积及其记录的环境变化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：泥炭地主要由原地植被死亡分解后堆积发育而来,是获取过去环境高分辨率变化信息的良好地质档案。青藏高原东北部的若尔盖高原是中国最大的泥炭资源分布区,对气候、环境变化比较敏感。本研究在若尔盖高原花湖附近人工挖取一泥炭剖面,利用自然和人工放射性核素210Pb和137Cs测年技术建立高精度沉积剖面年代序列,在此基础上,通过干容重、含水量、有机碳含量等基本理化性质的测定,研究沉积剖面结构和泥炭沉积特征,以及有机碳沉积速率;通过气候代用指标粒度、腐殖化度的测定以及观测和模拟得出的气象数据重建该年代框架下的气候变化情况,进而分析泥炭沉积和有机碳累积对气候变化的响应。通过对黑碳、磁化率、重金属元素及有机污染物含量的分析,得出若尔盖高原区域环境污染历史,由此探讨该地区记录的全新世向人类世的转变。研究结果与结论主要有:第一,通过210Pb放射性测年技术的恒定补给速率(CRS)模式建立了若尔盖高原花湖泥炭地30 cm泥炭剖面的高精度年代框架(1824-2011a),得出泥炭剖面的平均泥炭厚度积累速率为0.16 cm yr-1,平均沉积通量为0.095 g cm-2 yr-1。第二,结合泥炭的干容重、有机碳含量等理化指标,计算出泥炭剖面的有机碳沉积速率,即近现代碳累积速率(RERCA)为86.12 g C m-2 yr-1,花湖泥炭地泥炭过去一百多年的碳储量为16.10 kg C m-2。第三,通过气象台站观测数据,卫星观测模拟数据以及气候代用指标重建的气候数据得出该年代框架下,若尔盖地区气温有比较小的增幅,但降水变化波动明显,碳累积速率与降水的变化具有一致性,说明影响碳累积的主要因素为降水。第四,通过对与人类活动和工业发展相关的黑碳、磁化率、重金属污染元素以及多环芳烃的研究,反演了若尔盖地区过去近200年来环境污染的变化,指示了现代人类活动对自然环境的影响。根据污染历史和若尔盖地区发展变化的历史文献记录,得出若尔盖地区由全新世进入人类世发生在第一次工业革命时期,这与Crutzen等提出的人类世起点相吻合。该研究揭示了近两百年来若尔盖高原泥炭地花湖附近的泥炭沉积特征、近现代碳累积速率、气候对碳累积的影响以及该区域的环境污染历史所记录的全新世到人类世的转变。这对青藏高原东北部若尔盖地区的近现代短时间初尺度的泥炭沉积研究提供了数据支持和补充,同时对该地区的人类和生产活动科学发展及生态文明建设具有科学指导意义,并对中国的人类世问题进行了初步探讨。
【关键词】：若尔盖高原 210Pb、137Cs测年 泥炭沉积 碳累积速率 人类世
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P512.2;X142
【目录】：

• 摘要6-8
• abstract8-12
• 第一章 文献综述12-18
• 1.1 研究背景和意义12-14
• 1.2 国内外研究现状14-15
• 1.3 研究内容、技术路线及创新点15-18
• 1.3.1 研究内容15-16
• 1.3.2 技术路线16-17
• 1.3.3 本研究的创新点17-18
• 第二章 研究区域概况及实验方法18-32
• 2.1 研究区域概况18-19
• 2.1.1 位置境域18
• 2.1.2 地质地貌18
• 2.1.3 气候水文18
• 2.1.4 土壤植被18-19
• 2.1.5 花湖位置19
• 2.2 泥炭剖面获取及样品采集19-21
• 2.3 室内实验21-32
• 2.3.1 土壤基本理化性质21-22
• 2.3.2 泥炭剖面年代序列的建立22-23
• 2.3.3 多环芳烃（PAHs）含量测定23-28
• 2.3.4 沉积物常量元素和微量元素元素分析28
• 2.3.5 磁化率（magnetic susceptibility）、粒度（grain size）分析28-29
• 2.3.6 总碳（TC）、总有机碳（TOC）、全氮（TN）、腐殖化度（humification degree）测定29-30
• 2.3.7 黑碳（BC）测定30-32
• 第三章 泥炭沉积速率与碳累积速率32-37
• 3.1 泥炭样品基本理化性质32-33
• 3.2 全碳、全氮、碳氮比、总有机碳含量33
• 3.3 泥炭剖面年代序列及泥炭沉积速率、沉积通量33-36
• 3.4 碳积累速率36-37
• 第四章 泥炭沉积和碳累积对气候变化的响应37-42
• 4.1 泥炭记录的气候变化37-40
• 4.1.1 粒度37-39
• 4.1.2 腐殖化度39-40
• 4.2 理化性质相关性分析40-41
• 4.3 年平均气温和年平均降水41
• 4.4 泥炭沉积和碳累积对气候变化的响应41-42
• 第五章 泥炭记录的环境污染及人类世转变42-50
• 5.1 花湖泥炭沉积记录的黑碳含量变化42-43
• 5.2 花湖泥炭记录的磁化率变化43-44
• 5.3 花湖泥炭记录的多环芳烃含量变化44-45
• 5.4 花湖泥炭记录的元素污染45-48
• 5.5 各污染代用指标相关性分析48-49
• 5.6 花湖泥炭地揭示的全新世到人类世的转变49-50
• 第六章 讨论与结论50-54
• 6.1 讨论50-52
• 6.2 结论52-54
• 参考文献54-59
• 致谢59-61
• 作者简介61

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