贵州安顺三岔河土壤剖面地球化学特征反映的3000y来环境变化

摘要

一个地区植被覆盖情况不仅与区域气候变化息息相关，也与人类活动的影响密切相关。利用土壤剖面的地球化学信息获取有关气候变化的规律，能一定程度上了解岩溶地区石漠化形成和发展的过程。贵州位于全球最大的岩溶生态系统——中国西南岩溶生态系统的中心，脆弱的生态环境影响了当地经济的发展。了解贵州地区植被变化情况中的自然因素和人类施加的影响，有利于我们更好地认识区域脆弱生态系统的形成机理。
　　 本文以贵州安顺三岔河土壤剖面为主要研究对象，探讨土壤中有机碳、氮的稳定同位素以及元素地球化学特征，以碳氮同位素研究为主，揭示土壤剖面反映的晚全新世以来的植被和气候的变化情况。经过初步研究得到了一下几点结论：
　　 (1)Mg、Ca、Sr元素在土壤剖面中明显的淋溶和淀积作用反映了土壤剖面在淀积层(B层)基本没有受到外界的影响。土壤剖面中其他的元素较好的相关性，揭示各种元素的地球化学性质。土壤剖面中在距离顶部27cm处的重金属的富集点，反映了人类活动(开矿及耕作)对重金属富集与向下迁移现象的影响。
　　 (2)结合土壤剖面中不同层次元素含量的变化，我们可以根据定年结果，建立比较可靠的年龄标尺。同时考虑到碳酸盐地区土壤在形成过程中，生物会吸收古老的碳酸盐溶解而来CO2合成有机物，而古老的碳酸盐中14C活度为0，这样使得有机碳定年结果偏老，为了建立可靠的年龄标尺，我们在考虑这一影响后，大致把土壤的年龄向年轻的方向校正400y。这样土壤剖面的沉积时段大约是从现今至3300yrBP，形成于晚全新世。
　　 (3)土壤剖面C/N比值说明了土壤中的有机物来源为陆相植物为主，土壤中的的δ13Corg指示了研究地区整个晚全新世的植被都以C3植物为主；剖面中22cm以上的δ15Norg值偏高反映了土壤上部受到了粪肥的影响，137cm以下的δ15Norg和δ13Corg值的不规律性反映了受到河流季节性涨水的影响，而这之间的δ15Norg值的范围基本反映了天然土壤的有机氮同位素特征，并且δ13Corg、δ15Norg变化趋势基本一致，说明δ13Corg、δ15Norg都来源于植被分解产生的有机物。
　　 (4)δ13Corg、δ15Norg在3300yr BP到2400yr BP偏轻反映了研究地区植被以C3植物为主和中全新世温暖湿润的气候特点。δ13Corg、δ15Norg从2800yrBP到2400yrBP之间变化显示了研究区域从全新世中期向晚全新世过渡时期，夏季风逐渐减弱，气候逐渐变得干冷。从2400yrBP到1500yrBP，δ13Corg和δ15Norg变重也指示了晚全新世干冷的环境。
　　 (5)1500yr BP至今，δ13Corg和δ1Norg的逐渐迅速变重反映了人类活动和气候条件的综合影响。特别是在500yr BP(公元1400)之后δδ13Corg的偏高，是与历史上明朝云贵历史上大规模的移民活动有关，人口的大幅度增长造成对住所农田等方面的需求，从而对当地的植被造成一定的破坏。
　　 (6)土壤剖面的δ13Corg记录能够可靠的反映研究地区晚全新世的植被和气候变化情况，与织金洞750yrBP年后的洞穴沉积物中δ13C有较好的对比，这说明了土壤剖面中δ13Corg记录反映了人类活动的影响。而与董哥洞石笋中δ13C的对比说明了气候环境和人类活动的影响在贵州中部与南部存在差异。并且在研究中，除了考虑自然因素对区域植被、生态环境的影响外，我们必须考虑人类活动对区域环境变化的影响，这样才能为综合治理岩溶地区脆弱生态系统提出建议。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1土壤剖面研究现状

1.2贵州地区晚全新世环境研究

1.3本区前人主要研究工作

1.4研究意义

1.5研究内容、目标、研究流程、创新点

第2章研究区概况及样品采集

2.1研究区概况

2.2样品采集

本章小结

第3章实验分析方法

3.1土壤样品稀酸可溶相常、微量元素分析

3.2土壤样品测年

第4章土壤样品中常量微量元素分析

4.1稀酸可溶相元素在土壤剖面中的含量及其相关性

4.2剖面中元素变化规律指示的环境意义

本章小结

第5章土壤剖面重金属元素和碳氮同位素结果讨论

5.1年龄标尺的建立

5.2结果分析

本章小结

第6章土壤剖面δ13Corg记录与贵州地区洞穴沉积物记录的对比

6.1与贵州西部地区织金洞石笋记录的对比

6.2与贵州董哥洞石笋记录的对比

本章小结

第7章主要结论与展望

7.1主要结论

7.2研究中存在的问题及展望

参考文献

致谢