长白山西麓哈尼上层泥炭有机地球化学特征及古环境标识意义

摘要

泥炭沼泽是以有机质高度富集为主要特征的生态系统,泥炭层保存着丰富的气候和环境变化信息.泥炭地碳循环及有机地球化学研究是全球变化研究的重要组成部分.该文以典型泥炭地层有机组分的剖面变化揭示泥炭地碳循环的关键环节的有机碳转化过程;通过有机组分中分子化石记录恢复晚全新世以来的古环境变化,为过去全球变化研究提供和验证新思路.用半旋式泥炭取样钻在长白山西麓哈尼泥炭地取泥炭岩芯,同时,采集泥炭地表面优势植物样品.通过泥炭样品的有机质组分、总有机碳分析和苯萃取的脂类化合物色谱-质谱(GC-MS)分析,运用泥炭地学、有机地球化学和统计学的理论和计算方法,对泥炭地有机碳循环机制和生物标志物作为环境演变新型代用指标的可靠性进行分析.研究表明:(1)随深度的增高及植物残体中木本残体的增多,总有机碳(TOC)、苯萃取物、总腐植酸、不被水解物含量逐渐增高,而易水解物含量减少;(2)GC-MS分析显示,正构烷烃,直链烷基2-酮和正烷醇均以长链组分为主,揭示了该泥炭柱剖面2347a.B.P的母源输入以草本植物为主;甲基酮类和短链正烷醇的存在是微生物活性很大的生物证据;(3)通过有机分子标志物与孢粉、植物残体等指标的对比研究表明:脂类化合物对气候变化的反映要比植物种灵敏得多,不同沼泽植物对气候变化的敏感性的差异是脂类分子化石记录与生物大化石结果很难一致的主要原因之一;(4)泥炭有机碳的转化受到温度、酸度、有机物质组成等很多因素的影响,短时间尺度,泥炭有机碳的转化受季节性降水、地方气候和植被等因素的影响;长时间尺度,泥炭地有机碳的转化,受气候条件(特别是温度)控制;(5)总结泥炭分子化石特征、泥炭有机质各组分含量及植物残体组成随深度的变异规律,分析结果显示该泥炭地层形成过程中,1500a B.P(210cm)可作为划分前后晚全新世的界线,前期的基调是气候偏暖,但又有几次偏干冷气候的反复,后期气候以干冷为主,其间虽有几次上升波动,但整体趋势不变.

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文摘

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1绪论

1.1前言

1.2泥炭沼泽有机地球化学研究进展

1.3立题依据和研究意义

2.研究区概况

2.1泥炭地自然地理环境概述

2.2.泥炭沼泽特征

3技术途径和研究方法

3.1技术途径

3.2研究方法

4泥炭有机碳赋存形态

4.1上层泥炭剖面形态

4.2泥炭剖面有机质组分垂直分布特征

4.3总有机碳含量随深度变化特征

5泥炭有机分子化石特征及生源分析

5.1泥炭剖面分子化石记录

5.1.1饱和烃的组成与分布特征

5.1.2醇类化合物

5.1.3甾类化合物

5.1.4萜系化合物

5.1.5其他化合物

5.2.与其他环境代用指标的对比分析

6泥炭有机碳转化分析

6.1泥炭有机碳转化阶段的划分和特征

6.2泥炭有机碳转化影响因素分析

7.泥炭柱剖面揭示的晚全新世的古环境变化

8、结论

8.1主要结论

8.2贡献与不足

参考文献

致谢