【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(hù)生物多樣性等。三江平原是我國(guó)最大的淡水沼澤濕地集中分布區(qū),了解其長(zhǎng)期環(huán)境演化過程有利于更好地對(duì)比分析不同驅(qū)動(dòng)力作用下沼澤濕地生態(tài)系統(tǒng)的變化規(guī)律,從而為預(yù)測(cè)未來環(huán)境變化提供重要科學(xué)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(biāo)的古環(huán)境定性和定量研究在中國(guó)東北地區(qū)尤其是三江平原沼澤濕地中鮮有報(bào)道,并且對(duì)該地區(qū)硅藻水文環(huán)境指示意義的研究認(rèn)識(shí)尚不足。本論文通過野外樣品采集和合理的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法,對(duì)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(jìn)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(guān)系,明確影響硅藻物種組成的關(guān)鍵環(huán)境因子,建立硅藻-關(guān)鍵環(huán)境因子轉(zhuǎn)換函數(shù)關(guān)系,并在沉積柱芯測(cè)年技術(shù)的基礎(chǔ)上對(duì)古環(huán)境進(jìn)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(shì),有助于理解典型類型濕地全新世形成發(fā)育過程和長(zhǎng)時(shí)間尺度水位變化,可以為三江平原沼澤濕地恢復(fù)提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與參考條件。本文主要取得以下幾個(gè)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(biāo)準(zhǔn),表層沉積物中優(yōu)勢(shì)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(shì)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(dú)解釋了7%的物種變異信息,高于其他環(huán)境變量對(duì)物種變異的解釋量,且經(jīng)Monte-carlo(499次)置換檢驗(yàn)達(dá)到顯著水平(p0.05)。(3)應(yīng)用硅藻屬種對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)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(guān)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(shí)間尺度上的干濕變化。主要優(yōu)勢(shì)種A.crenulata(濕潤(rùn)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(shì),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(shì)。(4)構(gòu)建了三江平原沼澤濕地硅藻-水位轉(zhuǎn)換函數(shù)關(guān)系。通過加權(quán)平均(WA)、最小偏二乘(PLS)和加權(quán)平均最小偏二乘(WAPLS)等不同轉(zhuǎn)換函數(shù)模型預(yù)測(cè)的對(duì)比,WAPLS模擬效果最好。模型相關(guān)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(jìn)行三江平原沼澤濕地古水位的定量重建。將構(gòu)建的硅藻-水位轉(zhuǎn)換函數(shù)應(yīng)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(shì),近幾百年來波動(dòng)較劇烈。
【圖文】：

研究技術(shù)路線圖

圖 2.1 三江平原地理位置及采樣點(diǎn)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(diǎn)。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(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X703

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本文編號(hào)：2695703