本文關(guān)鍵詞：東北地區(qū)典型土壤植硅體的遷移、保存規(guī)律及其古環(huán)境應(yīng)用

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【摘要】：古氣候變化是科學(xué)界關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一,而植硅體作為古氣候的有效代用指標(biāo)之一,在古氣候研究中的作用越來越凸顯。但是,由于植硅體現(xiàn)代過程研究不足的限制,古氣候信息解譯的準(zhǔn)確性受到嚴(yán)重影響。因此,本論文基于“現(xiàn)代表土植硅體-植被-氣候”間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,通過系統(tǒng)開展東北地區(qū)139個樣點(diǎn),10類典型土壤中植硅體來源、遷移和保存等現(xiàn)代過程的研究,利用相關(guān)數(shù)理統(tǒng)計方法探索了典型土壤與地上植物群落植硅體間的數(shù)量關(guān)系和典型土壤植硅體的遷移規(guī)律;結(jié)合氣候因素和土壤理化性質(zhì),厘清了典型土壤植硅體保存差異性機(jī)制;在此基礎(chǔ)上,基于植硅體遷移、保存性校正了表土植硅體,構(gòu)建了東北地區(qū)校正后的表土植硅體-降水轉(zhuǎn)換函數(shù),并初步定量重建了東北地區(qū)晚冰期以來的古降水序列。得到了以下主要結(jié)論:(1)東北地區(qū)典型土壤植硅體組合特征較為接近,均以短細(xì)胞植硅體、棒型和尖型為主,同時,植硅體-降水指數(shù)在溫帶地區(qū)典型土壤間均具有適用性,當(dāng)干旱指數(shù)和水分脅迫指數(shù)分別大于0.45和0.24時,該區(qū)植被主要為草甸草原,為溫帶地區(qū)地層中該指數(shù)的應(yīng)用提供了依據(jù)。但不同類型土壤間其植硅體組合和指數(shù)仍存在差異,這一結(jié)果彌補(bǔ)了單純考慮不同植物群落下表土植硅體組合的差別在古氣候重建中的不足。且地帶性土壤植硅體的含量和植硅體-降水指數(shù)對年均降水量的響應(yīng)更為敏感,說明了依據(jù)地帶性土壤植硅體進(jìn)行古氣候重建的可靠性。(2)東北地區(qū)典型土壤與地上相應(yīng)群落的植硅體組合間存在一定對應(yīng)性,表土植硅體約保留了7.14%的地上現(xiàn)生植物信息,但不同類型土壤間所保留的植物信息量有所差別,暗棕壤、栗鈣土和沼澤土中保留植物信息偏多,其他土壤類型則較少。同時,基于植硅體-植被指示性指數(shù)、相關(guān)系數(shù)和R值,土壤中不同類型植硅體的植被指示性和保存特征均明顯不同,且同一類型植硅體的植被指示性和保存特征在不同類型土壤間也有所差別。此外,土壤植硅體的植被指示性受土壤中植硅體的保存性、群落植硅體產(chǎn)量等多因素的影響,土壤中植硅體越易于保存,其植被指示性也越強(qiáng)。該結(jié)果為基于植硅體重建古氣候精度的提高提供了理論基礎(chǔ),也為硅的地球化學(xué)循環(huán)研究提供了數(shù)據(jù)支撐和新的研究思路。(3)依據(jù)相關(guān)植硅體遷移指數(shù),東北地區(qū)自然土壤剖面中約有22%的植硅體發(fā)生了垂直遷移。同時,六類典型土壤間植硅體的垂向遷移量是不同的,黑鈣土和栗鈣土中植硅體的垂向運(yùn)移最弱,暗棕壤和白漿土居中,黑土和沖積土最強(qiáng),故針對不同類型土壤中植硅體的應(yīng)用,應(yīng)視情況具體分析,植硅體運(yùn)移較小的土壤類型能夠較客觀、精確地用于重建古氣候。且土壤中不同類型植硅體的垂向遷移量也不盡相同,植硅體的大小及長寬比對其垂向運(yùn)移具有重要影響(長度30μm,長寬比2和長度20μm,長寬比2的植硅體類型的垂向遷移量要大于長度30μm,長寬比2的植硅體類型),但其影響程度卻弱于年均降水量。(4)氣候因素——年均降水量和土壤理化性質(zhì)同時影響著土壤中植硅體的遷移和保存。在二者的綜合作用下,典型土壤中植硅體的保存主要受控于年均降水量、土壤pH、土壤黏粒和土壤有機(jī)質(zhì)。但不同類型植硅體保存的主要影響因素略有不同,其中,短細(xì)胞植硅體的保存主要依賴于土壤黏粒,棒型的保存主要受控于年均降水量、土壤pH和土壤黏粒,而塊狀的保存則顯著受到年均降水量和土壤pH的影響。該結(jié)果對于陸地硅的生物化學(xué)循環(huán)乃至全球硅生物地球化學(xué)循環(huán)機(jī)制的研究具有重要意義,同時也可為古氣候的恢復(fù)提供參考依據(jù)。(5)基于植硅體保存性校正后的表土植硅體組合特征能夠更好地代表地上植物群落信息和氣候變化。同時,依據(jù)校正后的表土植硅體-降水轉(zhuǎn)換函數(shù)定量重建了長白山晚冰期以來的古降水序列,印證了全新世期間發(fā)生的若干次氣候干旱事件,對氣候事件的識別較為準(zhǔn)確,并很好地表征了晚冰期以來東亞夏季風(fēng)的演化。結(jié)合太陽輻射量和厄爾尼諾的頻率變化,東亞夏季風(fēng)總體上可能主要受控于太陽輻射,但高緯冰蓋、冰川融水以及植被的正反饋?zhàn)饔脤|亞夏季風(fēng)也有重要的調(diào)控作用,且在晚全新世,其可能還受到ENSO現(xiàn)象的影響。
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：Q914

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高明華;烏仁其其格;巴特爾;穆艷紅;王金;趙慧如;孟慶濤;;放牧對植物群落特征和土壤微生物及酶活性的影響[J];水土保持通報;2016年05期

2 韓志捷;李潔;王偉荔;華亞;;微生物在多孔介質(zhì)中的遷移機(jī)制及影響因素[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2016年02期

3 王道京;桑文靜;周雪飛;張亞雷;楊學(xué)軍;;生物炭在土壤中的運(yùn)動遷移及其對土壤污染物影響研究進(jìn)展[J];廣東農(nóng)業(yè)科學(xué);2015年19期

4 張玲;王承義;;大小興安嶺過渡區(qū)闊葉紅松林次生演替階段群落多樣性指數(shù)與環(huán)境因子關(guān)系[J];森林工程;2014年05期

5 呂雪艷;姚遙;孫媛媛;吳吉春;郭紅巖;;離子強(qiáng)度及pH對不同類型土壤中膠體釋放的影響[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報;2014年07期

6 蔡彥彬;宋照亮;姜培坤;;巖性對毛竹林土壤硅形態(tài)的影響[J];浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報;2013年06期

7 劉洪妍;介冬梅;劉利丹;李楠楠;王婷;喬志和;;長白山區(qū)典型禾本科植物植硅體形狀系數(shù)[J];第四紀(jì)研究;2013年06期

8 方楷;宋乃平;魏樂;安慧;;不同放牧制度對荒漠草原地上生物量及種間關(guān)系的影響[J];草業(yè)學(xué)報;2012年05期

9 郭梅娥;介冬梅;葛勇;王婷;李榮麟;王劉奎;王培明;劉洪妍;劉利丹;李楠楠;;長白山區(qū)濕地表土植硅體特征及其環(huán)境意義[J];古地理學(xué)報;2012年05期

10 呂俊佳;許端平;李發(fā)生;;不同環(huán)境因子對黑土膠體在飽和多孔介質(zhì)中運(yùn)移特性的影響[J];環(huán)境科學(xué)研究;2012年08期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 劉建寶;山西公海記錄的末次冰消期以來東亞夏季風(fēng)演化歷史及其機(jī)制探討[D];蘭州大學(xué);2015年

2 高曉容;東北地區(qū)玉米主要?dú)庀鬄?zāi)害風(fēng)險評估研究[D];南京信息工程大學(xué);2012年

3 陳金霞;末次冰消期以來東亞季風(fēng)演化：來自東海和北黃海沉積孢粉記錄[D];中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2008年

4 孫愛芝;黃土高原西部末次冰消期以來的植被及環(huán)境變化研究[D];蘭州大學(xué);2007年

5 張新榮;東北地區(qū)晚全新世泥炭沉積的植硅體氣候指示意義研究[D];吉林大學(xué);2006年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 郭梅娥;長白山區(qū)植硅體—?dú)夂蛞蜃幽Ｐ偷难芯縖D];東北師范大學(xué);2013年

2 徐麗嬌;東北地區(qū)天然黃檗種群生物堿含量差異多尺度分析[D];東北林業(yè)大學(xué);2013年

3 蔡菁菁;東北地區(qū)玉米干旱、冷害風(fēng)險評價[D];中國氣象科學(xué)研究院;2013年

4 趙送來;竹林土壤—植物系統(tǒng)Si的生物地球化學(xué)循環(huán)研究[D];浙江農(nóng)林大學(xué);2012年

5 崔瀚文;30年來東北地區(qū)濕地變化及其影響因素分析[D];吉林大學(xué);2010年

6 馬占云;東北濕地水熱特征及生態(tài)氣候識別研究[D];東北師范大學(xué);2006年

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本文編號：1288956