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《论碳同位素研究在气候变化中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、论碳同位素研究在气候变化中的应用潘春娟生物成因碳酸盐的碳同位素组成了用来解释湖泊估产率的变化。比如全新世开始以前出现的δ13C偏向负值这个事件，被认为是湖泊表面生物产率的大量增加所致。在全新世其他时期所出现的δ13C值偏负与偏正的变化均记录了生物产率的增减事件。下面就一些事例作简单说明。根据洱海湖泊沉积物有机碳稳定同位素记录,结合硅藻分析资料,恢复了近8ka来云南洱海地区的气候演化序列。结果表明:8.1kaB.P.来的气候演化分为9个阶段,伴随湖泊水位波动变化。不同区域的全新世环境演化对比显示洱
2、海气候演变主要受季风的强弱转换和时空变迁的控制,5.9kaB.P.以前气候偏暖,与太阳辐射增强引起的北半球季风环流加强有关。洱海湖泊沉积记录的暖(温)干期对应西南季风萎缩、东亚夏季风加强;相反,温(暖)湿期对应东亚夏季风减弱、西南季风加强。洱海湖泊沉积记录中三个冷事件出现在:7.2kaB.P.、5.3kaB.P.和3.7kaB.P.左右,冷干(湿)期受亚洲冬季风加强的影响。应用湖泊沉积物中总有机碳及其同位素记录δ13Corg解释气候环境早在20世纪60年代业已开始[1,2]。但由于其来源复杂且影
3、响因素多而在解释上受到很大限制。对于δ13Corg指标,不同研究者的研究结果往往不一致,甚至是相反的。笔者在以往的文章中就这一问题作过一些讨论[3],并在重点对青藏高原地区及我国不同湖区δ13Corg特征研究基础上就δ13Corg与气候环境的关系作了归纳总结[4],但在成因机理上还有待于进一步探讨。对于湖泊沉积物有机碳含量变化与气候间的关系方面的研究,前人也做了不少的有关报道,积累了许多资料,例如黄麒及钱君龙等分别对青海湖及若尔盖古湖近百万年来有机碳变化序列研究后认为有机碳含量的高低变化与对应地
4、区的湿度(或降水)变化有很好的相关性,但在具体解释所包含的气候环境含义上也有较大的不一致性[5,6]。所有这些都表明了以上两个指标在解释气候环境上的明显区域性。为了更好地利用以上湖泊沉积物环境代用指标进行长序列气候环境的逼真恢复,有必要对有关研究区现代沉积物环境代用指标与器测资料间的比较研究,以便更直接地获得湖泊沉积物环境代用指标与其代表的气候环境，建立起更清晰直观的湖泊环境代用指标与气候间的关系,甚至是半定量或定量的关系。基于以上认识,并考虑笔者曾经就青藏高原东部若尔盖地区90万年来的气候环境
5、作过较多的研究,在本文中,通过进一步对位于若尔盖盆地的兴措湖现代沉积物中δ13Corg及其总有机碳的变化与器测资料间的比较,就以上一些问题进一步分析,并进行半定量化研究,为定量恢复长尺度历史时期古气候环境特征提供基础。1 自然概况兴措湖位于青藏高原东北部若尔盖盆地中部,为若尔盖盆地中部丘陵间断陷小盆,盆地三面由高3500～3600m山地环绕,西南侧有一相对较宽广的谷地。兴措湖现代湖面海拔高3425m,湖泊流域面积29km2。据野外地质地貌考察发现在其周围分布着多道古湖阶地及湖泊古湖岸线遗迹。据此
6、绘图量算其面积各为:现代2.0km2(1999年7月),20世纪60年代为3.3km2(据1∶10万地形图),次高湖面时的湖面积为7.7km2,高湖面面积为15.6km2。在兴措湖西南侧的次高湖面对应的阶地面上发育有古河道。据此推测,在大约2万年开始的黄河袭夺若尔盖古湖后[7],兴措湖与若尔盖古湖开始分离成为一个孤立的湖泊水体,并在以后的兴措湖发展演化过程中出现了较长时期的停留,遗留下了次高阶地。而高湖面遗迹是统一的若尔盖古湖兴措湖沉积物有机碳及其同位素记录，近50a来兴措湖沉积有机质及其同位素
7、具有较明显的变化趋势,而6cm处是TOC及δ13Corg的一个分界线,其上部有机质含量与δ13Corg含量同步变化趋势明显,下部(6～10cm)则表现为相对模糊。从岩性上看,10～6cm为富含有机质的粉泥或泥炭,而6～0cm则发育为草炭。所以,从岩性特征上分析,近50a来兴措湖处于不断的收缩时期。70年代前湖水相对较深,而后由于湖泊水位下降,其沉积物已表现为草炭型湖泊的沉积特征。相对应地沉积物TOC及δ13Corg在70年代前后表现为不同演化特征。湖泊水位的波动指示了一个自然状态下封闭湖泊水体对
8、流域降水及温度(影响蒸发)变化的响应。而湖泊沉积物有机碳及其同位素指标是进行此种复原研究的有效途径之一。近50a来,SXC孔δ13Corg变幅在-15.5‰～-16.0‰,平均为-15.6‰,变幅小,平均值较典型湖相沉积物有机碳同位素高,而与表层草炭及水草中的δ13Corg相一致,表明近50a来SXC孔沉积物有机质碳主要来源于沼泽相的草炭或水草,这一沉积特征从10cm处开始,也清楚地显示了这一特征。TOC的变幅在19%～23%,平均20%,变幅达4%左右,表明对湖泊水位响应敏感。较高的平均TOC
