环境代用指标.doc

《环境代用指标.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、环境代用指标一、化学元素1，有机稳定碳同位素：20世纪80年代，古土壤有机C同位素组成研究开始在古生态环境的重建工作中发挥作用。C作为生物有机体的主要元素，随着生物体C稳定同位素在历史时期的环境研究中日益受到重视，土壤有机C稳定同位素在古环境、古气候、全球变化研究中也有着广泛的应用前景[3940]。有研究者认为土壤有机碳s"c值可以反映地质历史时期C3,C、植被变化，从而进一步揭示环境变化进程[[4}]。有研究认为由于C4植物较C:植物具有更高的光合作用效率和水分利用率，更适应日照充足、气温较高、水分有限的环境，因而多分布于干旱、半干旱地区，同时由于C、植物与C3植物其s"C值

2、的变化范围不同，因此，在干旱区利用土壤有机质s"C值的变化可以判断植被类型变化和气候变化的历史，重建过去环境变化[4z}。在干旱的沙漠环境条件下，很少能生长C3植物，因此，通过留C值的变化范围来确定沙漠植被类型的变化就没有意义了。2，地球化学特征：黄土高原的黄土剖面中主要元素与气候研究表明，相关的氧化物分子比值都能很好地反映古气候变化。有人在伊犁地区的黄土研究中也得出了类似的结果，同时指出在各种比值中硅铝率和硅铝铁率最好，可与粒度曲线媲美。毛乌素沙地、策勒绿洲与荒漠交错带、浑善达克沙地等区域的地球化学元素研究，结果表明对环境都有很好指示意义。3，碳酸盐：碳酸盐类矿物是湖泊水体的

3、一类重要水化学成分，湖泊中的无机碳酸盐包括外源和内源两部分，外源是指湖泊流域通过径流输入湖泊的碳酸盐，内源包括湖水无机化学沉淀产生的碳酸盐和生物成因的碳酸盐。碳酸盐含量的变化受湖区气候变化和入湖水量变化的制约。当蒸发量远远大于降水量，湖水中的CaZ+向过饱和状态发展，湖泊沉积物中碳酸盐含量增加;而入湖水量增大时，湖水淡化，湖泊沉积物碳酸盐含量降低，所以湖泊沉积物碳酸盐含量的高低分别代表了湖水量的增加和减少，而湖水量的变化则反映了气候的干湿变化。3.1，碳酸钙：碳酸钙含量在地层剖面上波动反映气候的干湿变化这一初步结论，并将其作为古气候环境代用指标之一已经被广泛接受。在黄土高原，有

4、人认为碳酸钙淀积深度和含量也是区域降水量的度量，黄土碳酸钙含量呈现西北向东南降低的趋势反映了区域环境差异碳酸钙作为一个研究指标在中国也已经引入沙漠研究中。有人对巴丹吉林沙漠地区不同的沙丘类型和沙丘不同部位进行碳酸钙含量的测定，结果显示:植被长势较好的沙丘碳酸钙含量相对富集，高大沙丘的胶结层碳酸钙含量要比相邻区域普通沙丘碳酸钙含量高得多。因此，碳酸钙的研究无论是在黄土研究中，还是在沙漠研究中都取得了显著成效，碳酸钙的含量特征都能较好地起到对环境的指示作用。3.2，石笋：洞穴石笋的形成过程与大气圈、水圈、生物圈、岩石圈都有着密切的联系，而且，石笋适合用铀系定年，能够建立精确的时标，

5、结合年纹层统计，可获得年际甚至是季节性变化的古气候记录。其次，石笋相对于冰芯而言小仅采样设备简易而且成本低廉;相对于珊瑚和树轮，石笋又能够长期连续的记录，可以达到百年、千年尺度;相对于黄土具有分层明显的优势，层与层之问界限清晰，可以精确到季节尺度。在我国，碳酸盐岩在全国各省区虽均有分布，但尤其以广西、贵州和云南东部地区分布最广，即我国广大的南方地区。二、物理指标1，磁化率：近年来风尘黄土一古土壤序列磁化率的古气候意义引起了研究者的极大兴趣，并进行了多方面的研究。中国黄土与古土壤沉积序列的研究已表明，黄土磁化率曲线可与深海氧同位素曲线表示的第四纪气候变化规律很好地对比，虽然在机制

6、上还存在诸多疑问，但磁化率在指示气候冷暖变化和东亚季风变迁等方面具有独特的敏感性。众多学者认为可以利用黄土的磁化率来了解第四纪气候及全球气候变化，作为气候变化的良好替代性指标。随着磁化率在研究古环境方面的深入，磁化率研究也被一些学者引入的沙漠沉积的研究之用，并取得了显著的成果。湖泊沉积物磁化率是表征沉积物磁学特征的物理量，近年来的研究认为，其磁性特征可以反映古环境气候变化。湖泊沉积物磁化率变化为分析古环境、古气候变化以及其规律、形成过程提供可靠的磁学证据。研究认为：样品的磁化率相对较高，相应的沉积物粒度则较细，表明样品是在相对暖湿的环境下形成的；反之，样品的磁化率相对较低，相应

7、的沉积物粒度则较粗，表明样品是在相对干冷的环境下形成。2，孢粉：在湖泊、东部季风黄土区等一些气候湿润、植被盖度好的区域，抱粉作为一个环境替代指标已得到了广泛的应用。有研究表明，在西北干旱区尤其沙漠环境极端干旱条件下，冷暖、干湿的微小波动在抱粉图谱中很难一一反映，因此，在干旱的背景下抱粉不宜于作为古气候环境的代用指标。3，沉积物粒度特征：沉积物粒度分布特征是判别沉积环境的一个重要物理标志，粒度分析常常是研究沉积物特征及古环境意义的第一步骤。沉积物的粒度分布服从对数正态分布规律，利用粒度分析特征