塔克拉瑪干沙漠南緣紅柳沙包有機(jī)質(zhì)C、N和C-N紀(jì)錄的環(huán)境信息研究.pdf

1、全球變化科學(xué)(GlobalChangeScience)是20世紀(jì)70年代開始興起的新興科學(xué)領(lǐng)域之一，其目的在于描述和理解人類賴以生存的地球環(huán)境系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制以及它的變化規(guī)律和人類活動(dòng)對(duì)地球環(huán)境系統(tǒng)的影響，提高人類對(duì)環(huán)境變化的預(yù)測(cè)和評(píng)估能力;通過對(duì)氣候環(huán)境變化具有清晰紀(jì)錄作用的信息載體，結(jié)合歷史文獻(xiàn)記錄，對(duì)古氣候環(huán)境的演變進(jìn)行重建，從而推斷生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候變化的響應(yīng)研究。
　　 塔里木盆地位于我國新疆南部，被阿爾金山、昆侖山、喀喇昆

2、侖山、天山等所環(huán)繞，其中心坐落著我國最大的沙漠——塔克拉瑪干沙漠。盆地內(nèi)部干旱多風(fēng)，為典型極端干旱區(qū)，大陸性氣候明顯，降水多集中于夏季，冬季濕度較大。河流補(bǔ)給依賴于周圍山系的降水和冰雪融水。植被以紅柳灌叢、灌木和多汁木本鹽類植物為主，流動(dòng)沙丘上被少量紅柳、蘆葦?shù)雀采w。由于水資源缺乏且補(bǔ)給不穩(wěn)定，盆地中形成了以綠洲為基礎(chǔ)，相對(duì)封閉、獨(dú)立的脆弱生態(tài)系統(tǒng)。
　　 紅柳耐寒、耐熱，壽命長，生命力強(qiáng)，對(duì)干旱高溫的沙漠環(huán)境具有良好的適應(yīng)能力

3、，根莖處遭風(fēng)沙掩埋后，可以萌發(fā)不定根，保證枝條的繼續(xù)生長。秋季脫落的枝葉經(jīng)冬季風(fēng)雪壓實(shí)后形成枯枝落葉層和春季形成風(fēng)沙沉積物構(gòu)成層理，即“紅柳沙包年層”。“紅柳沙包年層”的厚度取決于當(dāng)年的風(fēng)沙強(qiáng)度、沙塵暴次數(shù)和紅柳的生長量，代表著沙包每年增長的物質(zhì)記錄，而沙包中紅柳的枯榮則受當(dāng)?shù)禺?dāng)年的氣候環(huán)境條件的控制，經(jīng)過多年的交替疊加逐漸形成具有清晰層狀結(jié)構(gòu)的高大紅柳沙包，因此和樹木年輪一樣，“紅柳沙包年層”具備計(jì)年和儲(chǔ)存環(huán)境信息的功能。通過對(duì)紅柳沙

4、包組成物質(zhì)的分析可以對(duì)數(shù)百年來研究區(qū)域的氣候和環(huán)境變化進(jìn)行重建和探討，因此紅柳沙包可以成為干旱區(qū)氣候環(huán)境變化研究的重要工具。
　　 本文選取位于塔克拉瑪干沙漠南緣策勒地區(qū)和安迪爾地區(qū)的紅柳沙包為主要研究對(duì)象，通過對(duì)研究地點(diǎn)的環(huán)境調(diào)查和采樣點(diǎn)的紅柳沙包的測(cè)量及采樣，分別對(duì)A、B和C三個(gè)采樣點(diǎn)紅柳沙包有機(jī)質(zhì)1790年至2010年間221年的TOC（總碳）、TN（總氮）和C/N（碳氮比）進(jìn)行分析和對(duì)比，并結(jié)合研究區(qū)域氣候環(huán)境記錄資料，

5、探討近二百年來研究區(qū)域氣候環(huán)境的變化。所得結(jié)論如下:
　　 (1)紅柳落葉中TOC、TN和C/N之間存在顯著的相關(guān)關(guān)系。TN是決定C/N變化的主要因素。
　　 (2)近221年來，研究樣本中TOC含量出現(xiàn)明顯上升，三組樣本中線性傾向值分別為0.101％/10a、0.284％/10a和0.111％/10a;A組和B組樣本中的TN含量逐年下降，傾向值分別為-0.03％/10a和-0.012％/10a;B組樣本中TN出現(xiàn)上升趨

6、勢(shì)，傾向值為0.06％/10a;A組和B組樣本中C/N明顯升高，傾向值分別為1.784/10a和0.378/10a;B組樣本C/N出現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)，傾向值為-0.61/10a。
　　 (3)沉積紋層中落葉有機(jī)質(zhì)的TOC、TN和C/N含量受到區(qū)域溫度和降水的影響。當(dāng)溫度上升時(shí)，TOC含量出現(xiàn)增加;而當(dāng)TN含量下降、C/N含量增加時(shí)，意味著區(qū)域氣候開始進(jìn)入干燥期。
　　 (4)采樣點(diǎn)所處的區(qū)域近221年來的氣候變化階段分別為

7、:A點(diǎn)，1792～1873年（冷濕氣候），1874～1958年（暖干氣候），1959～2010年（暖干氣候）;B點(diǎn)，1826～1886年（冷干氣候），1887～1950年（暖濕氣候），1951～2010年（暖濕氣候）;C點(diǎn)，1790～1888年（冷濕氣候），1889～1955年（暖濕氣候）1956年～2010年（暖干氣候）。
　　 (5)研究區(qū)域的降水和溫度的變化與大氣CO2濃度之間存在著極為顯著的相關(guān)性關(guān)系，CO2濃度增加是研