本文關(guān)鍵詞：中國季風(fēng)邊緣區(qū)、青藏高原和新疆干旱區(qū)有機(jī)碳同位素現(xiàn)代過程研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：按照每個(gè)采樣點(diǎn)在一定空間(約1-2 km2)范圍內(nèi),在不同植被類型和地貌部位等位置采集十余個(gè)樣品,然后混合成一個(gè)樣品的采樣策略,對我國的內(nèi)蒙古高原、黃土高原北緣、青藏高原和新疆干旱區(qū)的28°N至51°N之間的107個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行了表土和食草動物糞便樣品的采集,并從表土當(dāng)中提取了植物殘?bào)w樣品。對這些表土樣品進(jìn)行了總有機(jī)碳(TOC)和總有機(jī)氮(TON)含量的測量,并分別對表土、植物殘?bào)w和食草動物糞便樣品進(jìn)行了總有機(jī)質(zhì)碳同位素(δ13C)的測量。此外,從植物殘?bào)w樣品以及食草動物糞便樣品中提取了α-纖維素,并進(jìn)行了α-纖維素(后文簡稱纖維素)碳同位素(δ13C)的測量。對這些分析測試所獲取的數(shù)據(jù)以及采樣點(diǎn)相應(yīng)的氣候數(shù)據(jù)(溫度和降水量)進(jìn)行了相應(yīng)的分析,得到以下一些主要認(rèn)識。研究區(qū)的表土、植物殘?bào)w和食草動物糞便,三者的總有機(jī)質(zhì)δ13C數(shù)據(jù)表明:該區(qū)域的植被主要以C3植物為主,C4植物占的比例并不大;研究地點(diǎn)的植被大致可分為兩種類型,少部分樣品點(diǎn)是C3/C4混合植被類型,大部分樣品點(diǎn)可視為純C3植被類型。上覆植被為C3/C4混合植被類型的樣品點(diǎn)的總有機(jī)質(zhì)δ13C數(shù)據(jù)與年均溫之間具有比較顯著的正相關(guān)關(guān)系,表明C4植物的相對豐度隨著年均溫的升高而增加;上覆植被為單一C3植物類型的總有機(jī)質(zhì)δ13C數(shù)據(jù)與年均降水量之間具有比較顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系,年均降水量每增加100 mm,表土和食草動物糞便總有機(jī)質(zhì)δ13C值偏負(fù)約0.3‰。在中東亞區(qū)域和全球范圍尺度上,通過對從文獻(xiàn)當(dāng)中收集的大量的植物和表土的總有機(jī)質(zhì)δ13C數(shù)據(jù)的分析,其結(jié)果也表明:反映C4相對豐度變化的表土總有機(jī)質(zhì)δ13C與年均溫之間具有極顯著的正相關(guān)關(guān)系,進(jìn)一步說明了溫度是影響C4植物相對豐度變化的主要?dú)夂蛞蛩?無論是現(xiàn)代C3植物還是單一C3植被類型下發(fā)育的土壤,其總有機(jī)質(zhì)δ13C數(shù)據(jù)均隨著降水量的增加而逐漸偏負(fù)。這說明我們研究區(qū)的結(jié)果,與中東亞和全球尺度得到的結(jié)果是一致的。對研究區(qū)的表土、植物殘?bào)w和食草動物糞便的總有機(jī)質(zhì)δ13C數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,結(jié)果表明:表土和植物殘?bào)w之間的δ13C分餾幅度(Δ13Csoil-litter)值分為兩種情況,一種是當(dāng)表土總有機(jī)質(zhì)δ13C總體相對偏正時(shí),表土的總有機(jī)質(zhì)δ13C相對植物殘?bào)w更為偏負(fù),原因可能與土壤中木質(zhì)素的含量以及C4植物相對分解速率較快有關(guān)。已有研究結(jié)果表明,在黃土/古土壤序列當(dāng)中,古土壤對應(yīng)的間冰期往往C4植物相對豐度較高,但考慮到由于C4植物相對分解速率較快,從而可能導(dǎo)致黃土地層有機(jī)質(zhì)δ13C有一定幅度的偏負(fù),進(jìn)而導(dǎo)致C4植物相對豐度有可能被低估,這是相關(guān)古氣候研究需要慎重考慮的方面;另一種是當(dāng)表土總有機(jī)質(zhì)δ13C總體相對偏負(fù)時(shí),表土的總有機(jī)質(zhì)δ13C相對植物殘?bào)w更為偏正,平均偏正約1.4‰,這與表土相對食草動物糞便的總有機(jī)質(zhì)δ13C偏正的情況下,扣除動物糞便與植物之間的δ13C分餾影響之后,得到的表土相對來源植物的δ13C平均偏正1.5‰的結(jié)果基本一致。顯然這種偏正與植物殘?bào)w降解過程中的微生物的新陳代謝有關(guān)。通過不同植物類型的分析,得出降水量是影響這種分餾幅度變化的主要?dú)夂蛞蛩�。降水量越�?表土相對于植物殘?bào)w的總有機(jī)質(zhì)δ13C偏正的幅度越小。這樣一個(gè)潛在的應(yīng)用是,在黃土/古土壤地層中,由于古土壤層和黃土層分別是不同的氣候條件背景下發(fā)育形成的,古土壤層發(fā)育于氣候更為濕潤的時(shí)期,黃土層形成于氣候更為干旱的時(shí)期,這樣古土壤層和黃土層可能需要考慮使用不同的δ13C分餾幅度來重建過去C3/C4的相對豐度。對中東亞區(qū)域和全球的表土相對于來源植物的δ13C分餾幅度的分析,結(jié)果表明中東亞區(qū)域的Δ13Csoil-plant的平均值為1.8‰,全球的平均值為3.8‰,研究區(qū)的平均值1.4‰與中東亞區(qū)域的結(jié)果相差不大,也沒有超出全球的平均結(jié)果。另外,沿不同緯度帶的分析結(jié)果,表明氣候(溫度和降水量)不是影響中東亞區(qū)域和全球的Δ13Csoil-plant變化的主要因素。對研究區(qū)的植物殘?bào)w和食草動物糞便的纖維素δ13C的分析結(jié)果表明,在C3/C4混合植被類型下,植物殘?bào)w和食草動物糞便纖維素δ13C隨著年均溫的增加而逐漸偏正,這與表土、植物殘?bào)w和食草動物糞便的總有機(jī)質(zhì)δ13C的研究結(jié)果是一致的,同樣說明了溫度是影響C4植物相對豐度增加的主要?dú)夂蛞蛩?在純C3植被類型的情況下,植物殘?bào)w和食草動物糞便的纖維素δ13C隨著年均降水量的增加而逐漸偏負(fù),這與表土、植物殘?bào)w和食草動物糞便的總有機(jī)質(zhì)δ13C的研究結(jié)果一致。值得注意的是,植物殘?bào)w的纖維素δ13C與氣候因素之間的關(guān)系不顯著,可能受到了其他因素的影響。我們的研究結(jié)果,可為在我國內(nèi)陸地區(qū),進(jìn)一步開展與過去C3/C4相對豐度的變化以及相應(yīng)的古植被,古環(huán)境,古氣候變化相關(guān)的研究,提供多方面的現(xiàn)代過程研究結(jié)果的參照。本項(xiàng)研究所獲得的相關(guān)樣品,還可用于開展其他的相關(guān)研究,如所獲得的植物殘?bào)w和食草動物糞便樣品的纖維素樣品可用于氫/氧同位素的相關(guān)研究。本項(xiàng)研究所收集的全球尺度的大量的現(xiàn)代植物和表土總有機(jī)質(zhì)δ13C數(shù)據(jù),也可為其他的研究所分析和利用。
【關(guān)鍵詞】：表土 植物殘?bào)w 食草動物糞便 總有機(jī)質(zhì) 纖維素 碳同位素
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P593
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 有機(jī)碳同位素應(yīng)用于古氣候研究的原理及問題10-13
• 1.2 有機(jī)質(zhì)碳同位素指標(biāo)的氣候指示意義研究進(jìn)展13-16
• 1.3 植物殘?bào)w降解過程中的碳同位素分餾幅度及主要影響因子問題16-19
• 1.4 植物纖維素碳同位素的研究進(jìn)展19-20
• 1.5 碩士論文選題依據(jù)及主要的研究工作20-22
• 第二章 研究區(qū)區(qū)域概況、野外采樣及實(shí)驗(yàn)室分析22-43
• 2.1 研究區(qū)自然地理概況22-26
• 2.1.1 地理位置22-24
• 2.1.2 土壤、植被與氣候條件24-26
• 2.2 野外樣品采集26-35
• 2.3 樣品前處理和分析測試35-37
• 2.3.1 樣品預(yù)處理35
• 2.3.2 表土樣品前處理35-36
• 2.3.3 植物殘?bào)w和食草動物糞便樣品纖維素的提取36
• 2.3.4 TOC、TON和碳同位素的測量36-37
• 2.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的質(zhì)量分析37-43
• 第三章 中國季風(fēng)邊緣區(qū)、青藏高原和新疆干旱區(qū)總有機(jī)質(zhì)碳同位素變化特征及其可能氣候指示意義43-66
• 3.1 動物糞便樣品碳同位素43-46
• 3.2 表土、植物殘?bào)w和食草動物糞便總有機(jī)質(zhì)碳同位素46-49
• 3.3 研究區(qū)總有機(jī)質(zhì)碳同位素與氣候條件之間的關(guān)系49-54
• 3.4 中東亞和全球總有機(jī)質(zhì)碳同位素與氣候條件之間的關(guān)系54-64
• 3.5 小結(jié)64-66
• 第四章 植物殘?bào)w降解過程中的碳同位素變化特征及其主要影響因素66-90
• 4.1 研究區(qū)表土相對于植物殘?bào)w和動物糞便的碳同位素變化特征66-70
• 4.2 研究區(qū)表土相對于植物殘?bào)w和動物糞便的碳同位素變化的主要影響因素70-81
• 4.3 中東亞和全球表土相對于植物的碳同位素變化特征81-82
• 4.4 中東亞和全球表土相對于植物的碳同位素變化的主要影響因素82-88
• 4.5 表土相對于來源植物的碳同位素變化的意義88-90
• 第五章 中國季風(fēng)邊緣區(qū)、青藏高原和新疆干旱區(qū)纖維素碳同位素變化特征90-98
• 5.1 表土中植物殘?bào)w和動物糞便纖維素碳同位素變化特征90-92
• 5.2 表土中植物殘?bào)w和動物糞便纖維素碳同位素與氣候條件之間的關(guān)系92-96
• 5.3 小結(jié)96-98
• 第六章 結(jié)論與展望98-101
• 6.1 初步結(jié)論98-100
• 6.2 展望100-101
• 參考文獻(xiàn)101-109
• 在學(xué)期間的研究成果109-110
• 致謝110-111
• 附件 1111-114
• 附件 2114-156
• 附件 3156-199

  本文關(guān)鍵詞：中國季風(fēng)邊緣區(qū)、青藏高原和新疆干旱區(qū)有機(jī)碳同位素現(xiàn)代過程研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：352168