三江平原全新世以来沼泽湿地古植被与古环境研究

发布时间：2017-05-15 17:07

  本文关键词：三江平原全新世以来沼泽湿地古植被与古环境研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：上个世纪80年代中期以来,随着一系列以“过去全球环境变化”研究为核心的研究计划的发起,恢复古气候,重建古环境已经成为了当前的热点研究领域,也是全球变化研究中非常重要的组成部分。泥炭是记录过去全球变化的天然地质档案,在全新世古植被和古环境研究中的地位越来越重要。三江平原位于中国的东北部,是我国最大的淡水沼泽集中分布区之一,处于东亚夏季风区域内,其独特的地理位置和沼泽湿地生态系统对气候变化响应敏感,使其成为研究沼泽湿地古植被、古环境及其区域气候对全球变化响应的理想场所。本论文以三江平原不同类型的典型沼泽湿地(沟谷沼泽、碟形洼地沼泽及湖滨沼泽)为研究对象,,分别在申家店、洪河和兴凯湖采集泥炭沉积样品。首先以沉积样品全样作为测年材料,利用AMS14C测年技术进行测年,共获得23个测年结果,建立各个柱芯的年代学框架。对各个柱芯的沉积样品进行植物残体(359个样品,1cm或2cm分辨率)及其碳同位素(76个样品)分析,重建三江平原全新世以来的古植被和古环境,预测在全球变化背景下沼泽湿地未来的发展趋势,为沼泽湿地的管理、保护及恢复提供科技支撑。本文共取得以下几个方面的主要成果:(1)三江平原典型沼泽湿地植被演替规律通过对三江平原不同类型沼泽湿地的沉积柱芯进行植物残体和岩性分析,结果显示:柱芯下层多为黑色淤泥,上层为泥炭层,说明三江平原沼泽湿地多由水体沼泽化演化而来。首先在水体中生长的优势植物为挺水植物水木贼,伴生有睡菜及少量的苔草,随着这些植物的不断生长发育,死亡的残体沉落于水底,水体逐渐变浅,随后大量的沼生植物苔草侵入,并占据优势,苔草群落逐渐代替了水木贼群落。但不同的沼泽植被演替过程又有区别,如洪河1柱芯植被演替过程中出现过苔草—镰刀藓群落,而此群落在其它泥炭柱芯中则没有出现。(2)三江平原全新世以来环境变化过程通过对三江平原典型沉积柱芯中植物残体进行碳同位素分析,结合植物残体DCA分析1轴得分指标,通过两个指标的对比分析,得出全新世以来三江平原环境经历了如下几个阶段:7000 cal yr BP—3800 cal yr BP时段,δ13C值和DCA1轴得分都较大,指示当时环境比较干燥;3800 cal yr BP—1100 cal yr BP时段,δ13C值和DCA1轴得分都较大都较前一阶段减小,指示环境变湿润;1100 cal yr BP—500 cal yr BP时段,δ13C值和DCA1轴得分波动较大,指示当时的环境处于干湿交替过程;500 cal yr BP—0 cal yr BP时段,δ13C值和DCA1轴得分都变大,环境变干燥,不利于沼泽的发育,沼泽处于萎缩期。(3)三江平原沼泽湿地植被和环境发生变化的主要驱动力通过对植物残体数据进行广义相加模型(GAM)分析,探讨沼泽发育过程中植被自身演替和外界环境对其演替的影响,结果显示:影响三江平原沼泽湿地植被演替的主要驱动力是沼泽表面水位的变化。通过与东北地区哈尼、金川泥炭,青藏高原红原泥炭,董歌洞石笋及深海沉积物、太阳活动等气候代用指标的对比分析,发现三江平原植物残体及其碳同位素记录的环境变化基本上与它们一致,但某些时段也有些差异,特别与董歌洞记录的东亚季风及太阳活动有较好的一致性,说明三江平原沼泽表面水位变化主要是由东亚夏季风和太阳活动控制的。从三江平原植物残体及碳同位素记录的环境变化与其它地区记录的气候变化对比分析发现,三江平原对全新世的突发气候事件也有明显的记录,比如2.8 ka BP事件和“小冰期”事件,说明该地区的沼泽植被对全球气候变化反应敏感。
【关键词】：三江平原 全新世 植物残体 碳同位素 古植被 古环境
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（东北地理与农业生态研究所）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P534.632;Q914
【目录】：

• 摘要9-11
• ABSTRACT11-14
• 前言14-15
• 第一章 绪论15-29
• 第一节 研究背景及意义15-17
• 一、研究背景15-16
• 二、研究意义16-17
• 第二节 国内外研究进展17-24
• 一、全新世泥炭古气候与环境研究进展17-20
• 二、植物残体研究进展20-22
• 三、碳稳定同位素研究进展22-23
• 四、三江平原全新世古植被、古环境研究进展23-24
• 第三节 研究内容、技术路线和创新点24-27
• 一、研究内容24-25
• 二、技术路线25-26
• 三、创新点26-27
• 本章小结27-29
• 第二章 研究区概况29-37
• 第一节 三江平原自然环境概况29-34
• 一、地形地貌特征30
• 二、气候特征30-31
• 三、水文特征31
• 四、植被特征31-33
• 五、土壤特征33
• 六、人类活动历史33-34
• 第二节 研究区域的自然概况34-36
• 一、申家店概况34
• 二、洪河概况34-35
• 三、兴凯湖概况35-36
• 本章小结36-37
• 第三章 研究方法37-45
• 第一节 样品的采集37-39
• 一、申家店样品的采集37
• 二、洪河样品的采集37-38
• 三、兴凯湖样品的采集38-39
• 第二节 年代序列的建立39-41
• 第三节 植物残体分析方法41-43
• 一、植物残体提取方法41
• 二、植物残体的鉴定、统计方法41-42
• 三、数据处理、分析及植物残体图的绘制42-43
• 第四节 碳同位素分析方法43
• 本章小结43-45
• 第四章 不同类型沼泽湿地的植被演替规律45-55
• 第一节 沟谷沼泽湿地植物残体分析结果45-47
• 一、植物残体类型45
• 二、植物残体分布特征45-47
• 第二节 碟形洼地沼泽湿地植物残体分析结果47-49
• 一、植物残体类型47
• 二、植物残体分布特征47-49
• 第三节 湖滨沼泽湿地植物残体分析结果49-51
• 一、植物残体类型49
• 二、植物残体分布特征49-51
• 第四节 不同类型沼泽湿地植被演替过程研究51-53
• 一、沟谷沼泽湿地植被演替过程52
• 二、碟形洼地沼泽湿地植被演替过程52-53
• 三、湖滨沼泽湿地植被演替过程53
• 第五节 三江平原沼泽湿地植被演替规律53-54
• 本章小结54-55
• 第五章 典型碟形洼地沼泽植被的演替过程55-63
• 第一节 沼泽化草甸物残体分析结果55-57
• 一、植物残体类型55
• 二、植物残体分布特征55-57
• 第二节 灌丛湿草甸植物残体分析结果57-58
• 一、植物残体类型57
• 二、植物残体分布特征57-58
• 第三节 典型碟形洼地沼泽植被空间演替过程58-62
• 本章小结62-63
• 第六章 三江平原全新世环境变化63-99
• 第一节 三江平全新世以来的环境变化63-81
• 一、植物残体指标揭示的环境变化63-75
• 二、碳同位素指标揭示的环境变化75-76
• 三、植物残体和碳同位素揭示的环境变化对比分析76-78
• 四、定量重建古水位78-80
• 五、三江平原全新世以来的环境变化80-81
• 第二节 全新世以来区域环境记录的对比81-88
• 一、与东北地区泥炭环境变化记录的对比81-84
• 二、与青藏高原气候记录的对比84-85
• 三、与大尺度气候指标的对比85-88
• 第三节 全新世以来突发事件的研究88-92
• 第四节 三江平原全新世以来植被和环境变化机制浅析92-98
• 一、三江平原古植被演替机制浅析92-96
• 二、三江平原环境变化机制浅析96-98
• 本章小结98-99
• 第七章 结论与展望99-101
• 第一节 结论99-100
• 第二节 研究不足与展望100-101
• 参考文献101-111
• 发表文章目录111-113
• 致谢113-114

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 鲜锋;周卫健;于学峰;卢雪峰;A J T Jull;Lars G Franzén;;高原泥炭记录揭示的全新世季风快速变化[J];海洋地质与第四纪地质;2006年01期

2 秦建明;大兴安岭泥炭植物残体分类及其应用[J];内蒙古林业调查设计;1994年03期

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本文编号：368339