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

1、全球變化科學(GlobalChangeScience)是20世紀70年代開始興起的新興科學領域之一，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)的運轉機制以及它的變化規(guī)律和人類活動對地球環(huán)境系統(tǒng)的影響，提高人類對環(huán)境變化的預測和評估能力;通過對氣候環(huán)境變化具有清晰紀錄作用的信息載體，結合歷史文獻記錄，對古氣候環(huán)境的演變進行重建，從而推斷生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化的響應研究。
　　 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。盆地內部干旱多風，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，流動沙丘上被少量紅柳、蘆葦等覆蓋。由于水資源缺乏且補給不穩(wěn)定，盆地中形成了以綠洲為基礎，相對封閉、獨立的脆弱生態(tài)系統(tǒng)。
　　 紅柳耐寒、耐熱，壽命長，生命力強，對干旱高溫的沙漠環(huán)境具有良好的適應能力

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

4、包組成物質的分析可以對數百年來研究區(qū)域的氣候和環(huán)境變化進行重建和探討，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象，通過對研究地點的環(huán)境調查和采樣點的紅柳沙包的測量及采樣，分別對A、B和C三個采樣點紅柳沙包有機質1790年至2010年間221年的TOC（總碳）、TN（總氮）和C/N（碳氮比）進行分析和對比，并結合研究區(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。所得結論如下:
　　 (1)紅柳落葉中TOC、TN和C/N之間存在顯著的相關關系。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出現上升趨

6、勢，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出現明顯下降趨勢，傾向值為-0.61/10a。
　　 (3)沉積紋層中落葉有機質的TOC、TN和C/N含量受到區(qū)域溫度和降水的影響。當溫度上升時，TOC含量出現增加;而當TN含量下降、C/N含量增加時，意味著區(qū)域氣候開始進入干燥期。
　　 (4)采樣點所處的區(qū)域近221年來的氣候變化階段分別為

7、:A點，1792～1873年（冷濕氣候），1874～1958年（暖干氣候），1959～2010年（暖干氣候）;B點，1826～1886年（冷干氣候），1887～1950年（暖濕氣候），1951～2010年（暖濕氣候）;C點，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性關系，CO2濃度增加是研