论文部分内容阅读
气候变暖加剧成为目前全球面临的重大环境问题之一。气候变暖引起各纬度间温湿组合状况发生改变,从而使得地表植被组成产生变化。泥炭地作为环境响应的灵敏指示剂,蕴含着极为丰富的环境变化信息,在古环境研究中被视为一种良好的地质档案。有壳变形虫作为一种抗腐蚀性强且长期被保存于沉积物中的微体古生物,能够灵敏反应泥炭地的水位(湿度)和pH变化。长白山位于我国东北温带季风气候区,是我国泥炭沼泽地集中分布的区域,作为环境变化灵敏区。本文以采自长白山老里克泥炭地(42°28′32″N-42°28′46″N,128°39′34″E-128°40′9″E;1470 m a.s.l)100 cm深的泥炭岩芯作为研究对象,通过210Pb/137Cs和AMS14C定年方法,建立剖面年代框架,基于有壳变形虫作为代用指标,定量重建该泥炭地过去2000年以来的古水位和pH,反演泥炭地过去环境演变过程,并对比分析泥炭地过去水位和pH之间的关系,尝试探讨影响泥炭地过去水位和pH的驱动因子。主要结论如下:1.本文共100个样品,鉴定有壳变形虫种类共50种,壳体数共16880个,主要物种有:茄壳虫(Hyalosphenia sp.)、针棘匣壳虫(Centropyxis aculeata type)、齿口阿吉尼亚虫(Argynnia dentistoma)、片口匣壳虫(Centropyxis platystoma type)、附口/泥炭藓截口虫(Heleopera petricola/sphagni)、苔藓鳞盖虫(Assulina muscorum)、顶足法冒虫(Phryganella acropodia)、半球表壳虫(Arcella hemisphaerica)、Difflugia lucida、盘状表壳虫(Arcella discoides type)、旋匣壳虫(Centropyxis aerophlia type)、小匣三角嘴虫(Trigopyxis arcula)、表壳圆壳虫(Cyclopyxis arcelloides)、平直三足虫(Trinema complanatum)、Difflugia oblonga type等。2.基于已建立的长白山地区有壳变形虫-环境因子转换函数模型,结合老里克泥炭地剖面有壳变形虫物种组合特征,重建该泥炭地过去2000年以来水位埋深和pH。重建结果表明:老里克泥炭地过去2000年整体湿润,经历了比较湿润-非常湿润-比较湿润的变化过程;泥炭地pH总体呈弱酸性,经历了酸性-弱酸性-较强酸性的变化历程。3.根据泥炭剖面上有壳变形虫物种组合特征和约束聚类结果,将泥炭地环境变化过程划分为3个阶段:(1)7-107 AD(100 cm-93 cm)泥炭地处于比较湿润的偏酸环境,有壳变形虫主要以喜湿且指示弱酸性环境物种为主,喜干/指示较强酸性环境物种较少。水位自地表积水4.4 cm波动降至地表以下8.9 cm,pH值自6.29波动下降至5.73。(2)107-1776 AD(93 cm-28 cm)泥炭地处于非常湿润且弱酸环境中,地表长期保持积水,但积水深度呈不断变浅趋势。pH值较高,维持在6.30-6.10之间。喜湿/指示弱酸性物种占优势。(3)1776-2017 AD(28 cm-0 cm)泥炭地较前阶段已显著变干,但仍比较湿润,酸性增强。水位自埋深0.2 cm持续降至5.2 cm,pH值5.78波动降低至5.39。适合中等湿润条件和中等酸性的物种占优势,喜湿、指示弱酸环境的物种大幅减少。4.对比发现,老里克泥炭地过去水位和pH呈现显著的负相关关系(r=-0.918,p<0.001)。引起该泥炭地过去水位和pH变化的因素可能是受内生过程和气候变化共同影响,水位的波动可能引起泥炭地泥炭藓物种组成变化,从而改变泥炭地酸性环境。