沉积物黑碳测量方法及在科尔沁地区气候变化与人类适应研究中的应用

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1、图幽密级：中国科学院大学博士学位论文作者整基指导教师刻矗魃院±≥塞丛：迸副巫究虽申请学位级别遵±学科专业名称筮四纪垫厦堂论文提交日期2Q!圣：Q5论文答辩日期2013．05答辩委员会主席Ph．D．DissertationII[IIIMHI[JIIIIH[IIIIIJIlllllJY2431073Supervisor￡!：Q￡坠i坠』i垒gi2Qi坠圣i垒Qg坠垒望gInstituteofGeologyandGeophysics，ChineseAcademyofSciences，100029，Beijing，ChinaPh．D．C

2、andidateMuY．an】Ⅵaj01．Q旦垒!星￡坠垒!!g叟Q!QgYInstituteofGeologyandGeophysics，ChineseAcademyofSciencesBeijing，ChinaMay,2013中国科学院地质与地球物理研究所研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在趔塞越塞丛!迸导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的内容外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得生国型堂隍垫厦皇垫壁塑翌盈塞压毯基丝塾直扭构的学位或证书而使用过的

3、材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明并表示谢意。论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。学位论文作者签名：驻签字日期：2。哆年，月弓。日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解虫国型堂随地厦生地鐾塑理硒究压有关知识产权的规定，研究所有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文及论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅；中国科学院丝厦量地壁塑理硒塞逝可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文(保密的学位论文在解密后适

4、用本授权书)。保密论文注释：本学位论文属于保密范畴，保密期限年，解密后适用本授权书。学位论文作者签名：稿旗、导师签名：詹斗乙签字日期：zDf弓年岁月弓D日签字日期：沙f3年4"-月乡◇日沉积物黑碳测量方法及在科尔沁地区气候变化与人类适应研究中的应用摘要沉积物中的黑碳是火的替代指标，火的发生往往与人类活动密切相关。人们根据黑碳含量变化指示气候变化和人类活动强度的变化特征。科尔沁地区是全新世人类活动十分活跃的地区，很早便遍及人类活动的踪迹，出现了包括著名的红山文化在内的诸多考古学文化。黑碳作为研究人类活动的一个重要指标，可以帮助我们

5、研究科尔沁沙地全新世气候变化和人类适应。目前，黑碳测量已有多种方法，但测量结果仍存在较大的不确定性。本论文主要分为两部分，沉积物黑碳实验测量方法的探索研究和在科尔沁地区气候环境和人类适应研究中的应用。主要内容如下：l、分别研究建立了完整的沉积物黑碳光学和热光反射两种测量方法的实验流程，并评估了测量过程中产生的不可避免的误差，提出了校正方法，包括：(1)建立了沉积物黑碳的光学测量方法。光学方法主要用于气溶胶黑碳的测量，在沉积物黑碳的测量中应用较少。我们采用选取不同样品量、加分散剂对样品前处理，制作样品石英膜，再取样品模高温加热前后

6、两次光学测量结果的差值，根据样品量和差值的斜率，获得黑碳含量。(2)提出了沉积物黑碳热光测量的误差校正方法。用热光反射法测量黑碳时，发现所测碳含量与样品量的回归直线存在明显的截距，该截距造成的测量误差可达0-60％。提出每个样品采用增加样品量测三次求斜率的方式可消除该测量误差。(3)提出同时应用光学和光热两种方法对沉积物黑碳进行测量，对比两种方法所得结果，可以获得可靠的沉积物黑碳记录。2、选取科尔沁沙地附近的全新世黄土剖面，通过建立高分辨率时间标尺，获取磁化率、粒度、土壤有机碳及黑碳含量等指标的时间序列记录，研究探讨了科尔沁地区

7、全新世以来的气候变化及人类适应的特征：(1)全新世时期气候变化特征l①全新世早期11600．8000cal．aBP，以干冷气候为主，表现为降雨量少，成壤条件差。②全新世适宜期为8000．3200cal．aBP。早期的气候由干冷向暖湿过渡，6000cal．aBP达到全新世的鼎盛期，夏季风的强度高，水热条件良好，持续到4000cal．aBP左右，5000．5100cal．aBP时期出现小幅度的冷干事件。③3200cal．aBP的干冷事件。从3900．到3200cal．aBP的气候条件恶化过程中，发生4次百年尺度的冷暖干湿波动。④全新

8、世晚期的2800．2600cal．aBP期间，夏季风增强，水热条件好、土壤成壤程度高，植被覆盖度高。(2)人类对环境的适应3900eal．aBP以前，人类活动对自然环境的依赖程度较高，人类活动的强度取决于自然条件的好坏。因此，在整体气候条件较好的全新世大暖期，5