黑碳是植物体和化石燃料不完全燃烧的产物,它包括具有不同碳化程度的一系列物质,如部分碳化的植物残体、木炭、元素碳或石墨碳等.目前,研究者们普遍认为海洋、湖泊、冰芯和土壤等沉积物中的黑碳记录可以反映过去燃烧过程,并将它作为重建古火灾历史的一个替代性指标.该论文分析了李家塬、灵台和渭南剖面S2以上部分黄土、古土壤样品中的黑碳含量,并计算了其相应的黑碳沉积速率,重建了黄土高原古火灾的时空演化历史.同时,以李家塬剖面2.8万年以来高分辨率的黑碳记录为例,恢复了黄土高原西北部地区古火灾在千年尺度上的演化历史.通过对所得的数据进行分析和对比研究,我们可以得到如下几点认识:1.从时间上讲,冰期时的黑碳沉积速率要远大于间冰期,表明黄土高原较高强度(或频率)的自然火灾主要发生于冰期阶段.在冰期内,冰阶时的黑碳沉积速率要高于间冰阶,并且黑碳沉积速率呈现出岁差周期的变化,这表明黄土高原的自然火灾受岁差因素的影响.2.从空间上讲,黑碳沉积速率呈现出由北向南降低的趋势,表明无论在冰期还是间冰期黄土高原北部发生的自然火灾要强于南部.黄土高原北部较强的自然火灾可能表明即使在冰期时该地区仍然被较浓密的植被所覆盖.3.许多孢粉记录和有机碳同位素研究表明黄土高原的植被无论冰期还是间冰期都以草原为主,所以黄土高原的自然火灾为草原火灾.这一点被研究区域黄土和古土壤样品中黑碳的表面微型态研究所证实.此外,黑碳粒级的镜下统计表明黑碳记录主要反映了本地火灾的演化历史.4.根据以往对自然火灾与植被的关系研究,我们认为除了气候变化的控制之外,火灾作为一种自然营力可能对冰期时黄土高原草原植被的增强起到了一定作用.5.李家塬剖面高分辨率的黑碳记录研究表明,黑碳沉积速率序列很好地反映了Younger dryas(YD)事件和Heinrich事件(H1和H2),这说明黄土高原西北地区的自然火灾能够很好地响应千年尺度的气候变化.