【摘要】：濕地是地球上最富生物多樣性的生態(tài)系統(tǒng)之一,具有一系列生態(tài)功能,如調(diào)節(jié)流量、改善水質(zhì)和保護生物多樣性等。三江平原是我國最大的淡水沼澤濕地集中分布區(qū),了解其長期環(huán)境演化過程有利于更好地對比分析不同驅(qū)動力作用下沼澤濕地生態(tài)系統(tǒng)的變化規(guī)律,從而為預測未來環(huán)境變化提供重要科學依據(jù)。沼澤濕地原生沉積過程記錄著古環(huán)境信息,硅藻作為一種具有硅質(zhì)殼體、生活在有水或潮濕環(huán)境中的微體生物,可以在沉積物中保存下來,通過化石硅藻組合特征可以推斷沼澤濕地古環(huán)境和古氣候。目前,硅藻作為生物環(huán)境代用指標的古環(huán)境定性和定量研究在中國東北地區(qū)尤其是三江平原沼澤濕地中鮮有報道,并且對該地區(qū)硅藻水文環(huán)境指示意義的研究認識尚不足。本論文通過野外樣品采集和合理的數(shù)理統(tǒng)計方法,對三江平原沼澤濕地表層沉積物和泥炭沉積剖面的硅藻殼體進行鑒定和組成分布分析,研究表層沉積物中硅藻組成分布與水環(huán)境因子間的關系,明確影響硅藻物種組成的關鍵環(huán)境因子,建立硅藻-關鍵環(huán)境因子轉(zhuǎn)換函數(shù)關系,并在沉積柱芯測年技術的基礎上對古環(huán)境進行定性分析和定量重建,得到其演變序列;研究結(jié)論有助于理解三江平原作為氣候敏感地區(qū)的環(huán)境和氣候變化趨勢,有助于理解典型類型濕地全新世形成發(fā)育過程和長時間尺度水位變化,可以為三江平原沼澤濕地恢復提供重要的基礎數(shù)據(jù)與參考條件。本文主要取得以下幾個方面的結(jié)論:(1)三江平原沼澤濕地硅藻物種資源豐富。本研究中共鑒定現(xiàn)代表層沉積硅藻19屬141種和亞種;沉積柱芯硅藻19屬158種和亞種。以豐度值為標準,表層沉積物中優(yōu)勢種包括Hantzschia amphioxys(Ehrenberg)W.Smith,Gomphonema lagerheimii A.Cleve sensu Hustedt,Cymbella paucistriata Cleve-Euler和Navicula.ignota Krasske var.ignota等;沉積柱芯中優(yōu)勢種有Aulacoseira crenulata(Ehrenberg)Krammer、Navicula cuspidata Kützing和Nitzschia perminuta(Grunow)Peragallo等。(2)水位(WL)是影響硅藻物種組成最主要的環(huán)境因子。通過多元非約束與約束性排序分析,水位單獨解釋了7%的物種變異信息,高于其他環(huán)境變量對物種變異的解釋量,且經(jīng)Monte-carlo(499次)置換檢驗達到顯著水平(p0.05)。(3)應用硅藻屬種對環(huán)境變化的響應規(guī)律,定性描述分析洪河泥炭柱芯全新世水位變化特征。偏好深水(A.crenulata,N.cuspidata和Pinnularia brevicostata Cleve)和淺水(N.perminuta和Eunotia bilunaris var.mucophila Lange-BertalotN?rpel)的關鍵物種組成變化表明了三江平原沼澤濕地在全新世不同時間尺度上的干濕變化。主要優(yōu)勢種A.crenulata(濕潤環(huán)境指示種)隨著柱芯深度降低而減少,N.perminuta(偏好棲息于泥炭蘚沼澤)呈現(xiàn)相反的趨勢,說明隨著深度的降低,從全新世至今水位逐漸下降,洪河泥炭沼澤整體呈現(xiàn)變干的趨勢。(4)構建了三江平原沼澤濕地硅藻-水位轉(zhuǎn)換函數(shù)關系。通過加權平均(WA)、最小偏二乘(PLS)和加權平均最小偏二乘(WAPLS)等不同轉(zhuǎn)換函數(shù)模型預測的對比,WAPLS模擬效果最好。模型相關系數(shù)R~2_(jack)=0.2201,模擬誤差RMSEP_(jack)=0.2339。(5)初步嘗試了利用硅藻進行三江平原沼澤濕地古水位的定量重建。將構建的硅藻-水位轉(zhuǎn)換函數(shù)應用于該地區(qū)典型沼澤濕地沉積柱芯硅藻數(shù)據(jù),重建了研究區(qū)近6.5ka來的水位變化。整體而言三江平原沼澤濕地環(huán)境呈現(xiàn)逐漸變干的趨勢,近幾百年來波動較劇烈。
【圖文】：

研究技術路線圖

圖 2.1 三江平原地理位置及采樣點位置圖紅色三角形為現(xiàn)代樣品采集區(qū)，黃色圓形為泥炭柱芯采樣點。三江平原的位置用橙色區(qū)域表示）ig 2.1 Digital elevation model of the Sanjiang Plain, where the solid red diamonds and the solidyellow circle indicates the modern calibration and core sampling sites respectively.The locations of the Sanjiang Plain core are highlighted by orange area.
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X703

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本文編號：2695703