中晚全新世Godavari（戈达瓦里）流域植被和物源对印度季风变化和人类活动的响应

发布时间：2018-05-16 02:04

本文选题：印度季风 + 有机碳　；参考：《华东师范大学》2017年硕士论文

【摘要】：印度Godavari(戈达瓦里)流域的母岩和植被具有强烈的分带性,即上游为富铁磁性矿物的德干玄武岩和热带半干旱气候下的C4植被,中下游为贫铁磁性矿物的酸性火成岩、变质岩以及热带湿润气候下的C3植被。由于C/N和δ13C可以有效推断沉积物中有机质的来源,环境磁学参数对特征磁性矿物十分敏感,如XARm和HIRM可以分别指示玄武岩侵蚀风化产出的单畴亚铁磁性矿物和干热气候下风化易产生的不完整反铁磁性矿物。因此本研究利用这两种手段,对Godavari三角洲全新世钻孔CY沉积物进行有机碳来源和物源变化研究,结合AMS 14C测年结果、全新世印度季风记录以及古人类活动资料,反演中晚全新世Godavari流域C3/C4植被演替及水土流失过程,识别印度古季风变化与人类活动对流域植被演替、植被覆盖情况和土壤侵蚀的影响,将植被演替、水土流失和气候变化、人类社会发展有机联系,重建中晚全新世印度中部古环境和人地关系的演变,为研究现代人类活动对全球变暖的响应提供了背景资料,有助于理解人口、资源、环境之间的相互关系。主要研究结果如下:根据钻孔有机地球化学元素和磁性参数、磁性矿物的变化特征,将沉积记录及有机碳和物源产出分为6个阶段:1)6.0 cal.ka BP之前,δ13C偏负,有机质主要由C3植物贡献;χARM等磁性参数较高,χARM/χIf和χARm/SIRM为全孔最高,反映沉积物的磁性矿物由细晶粒的亚铁磁性矿物主导,说明德干高原玄武岩物源贡献较多;2)6.0-4.9cal.kaBP,δ13C仍然偏负,反映有机质主要由C3植物贡献;χARM等磁性参数显著减小并达到全孔最低,反映磁性矿物绝对含量的下降,说明德干高原物源输入明显下降;3)4.9-3.2cal.kaBP,δ13C偏正,C4植被对沉积物有机碳的贡献增多;χARm等磁性参数重新增大,说明德干高原玄武岩物源再次增加。另外,该阶段4.6cal.ka BP和4.0cal.ka BP分别发生两次δ13C快速偏负、磁性参数快速下降事件,反映C3植被的恢复和玄武岩物源的减少;4)3.2-3.1 cal.kaBP,δ13C再次显著偏正,反映了 C4植物对三角洲有机质输入的再次增大;XARM等磁性参数明显增高,说明德干高原玄武岩物源的再次增强;5)～3.1-2.1 cal.ka BP,δ13C仍偏正,但TOC和TN显著下降,说明三角洲沉积的有机碳仍然主要由C4植物贡献,但植被覆盖率降低,导致有机质输入显著减少;χARM等磁性参数达到全孔最高值,说明该时期德干高原风化侵蚀程度达到最盛期。其中,3.1-2.8 cal.ka BP 和 2.1 cal.ka BP 发生 δ13C 快速偏负、TOC 下降、磁性参数快速上升事件,说明在C3植被增加的同时,植被覆盖率下降、水土侵蚀增强;6)2.1-1.3cal.kaBP,δ13C持续偏正,TOC和TN处于较低水平,χARm等磁性参数继续维持高值,反映C4植被对有机质的贡献继续增大、德干高原水土流失保持高值。上述有机碳组成和物源的变化,反映印度季风和古人类活动变化对Godavari流域古环境演变的作用。6000年前德干高原物源的减少,推测应该是印度季风衰退导致德干高原降水减少所致;自～4.9 cal.kaBP开始C4植物对三角洲有机碳贡献的增加,也反映了季风衰退导致流域的干旱化。但是,此时德干高原的物源重新增加,而且自3.2 cal.kaBP更进一步大幅增加,与自然条件下季风衰退导致高原泥沙产出减少相矛盾,因此本研究推测与高原古人类活动有关。考古发现显示德干高原自大约5000年前开始出现新石器文明,大约3200年前进入铜石并用时代,遗址数量大幅增加,与磁性参数记录的德干高原水土侵蚀变化过程吻合。本研究还显示,德干高原新石器文明与铜石并用时期人地关系显著不同。新石器时期,在4.6 cal.kaBP和4.0cal.kaBP季风恢复降水增多,C3植物快速恢复,水土流失减弱,反映此时人类改造自然的能力有限。铜石并用时期,～3.1-2.8 cal.kaBP及2.1 cal.kaBP,虽然季风恢复,C3植被增多,但是植被覆盖率下降,水土流失增强,反映此时适宜的气候促进了古人类活动,显示随着人口增加、生产力提高,人类对自然环境的改造能力增强。另外,根据本研究的钻孔沉积物δ13C指标出现的阶梯式突变现象,推测中全新世以来C4植物贡献的增多,不仅是季风衰退的作用,可能也与人类活动导致的德干高原物源贡献增多有关。
[Abstract]:This paper studies the evolution of paleoenvironment and soil erosion in the Late Holocene Godajie River basin . The results are as follows : Based on the analysis of the changes of organic matter in the sediments , the changes of paleoenvironment and soil erosion in the middle and lower reaches of Godajie river basin are studied . The main results are as follows : The results indicate that there is a significant decrease in the amount of organic carbon and the decrease of TOC and TN . At this time , the matter source of the dry plateau is increased , and since 3.2 cal . kaBP has increased even further , and the monsoon decline caused by natural conditions has resulted in the decrease of sediment output in the plateau .

【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：Q914;P532

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