季风边缘区高山湖泊沉积记录的人类世特征

论文摘要

自工业革命以来,人类活动逐渐成为影响全球环境变化的一个重要地质营力,除人们熟知的温室气体排放引发全球变暖以外,人类活动还引发了一些新的环境变化,例如人为活性氮（Nr）的排放对全球生态环境,土壤、湖泊沉积物等氮同位素影响日益显著;被人们称为“技术化石”的新型材料:铝、水泥、塑料等在全球范围内快速沉积,甚至影响到远离人类聚居地,很少受到人类直接影响的一些高纬度、高海拔地区。据此,有学者提出全新世已经结束,当今的地球已进入一个人类主导的新的地球地质时代——人类世（Crutzen and Stoermer,The“Anthropocene”）。而人类世是否已经到来,人类活动在多大程度和意义上影响地球环境,都需要在更多的地区寻找证据。湖泊沉积是重要的气候环境记录载体,其中高山湖泊,由于地处高海拔地区,生态环境较为脆弱,对环境变化更为敏感,是研究人类活动如何影响高海拔地区的理想对象。通过分析高山湖泊沉积物多种代用指标,可重建气候变化背景,揭示人类活动对环境的影响程度,理解高海拔地区气候变化和人类活动的基本特征和规律,为人类世这一新的地质时代的确定提供参考。本文选择了我国季风边缘区不同海拔的三个小型高山湖泊——东海子、娘娘天池、玉皇池为研究对象并获取其沉积物,用210Pb、137Cs及AMS14C方法进行精确定年,建立钻孔年代-深度模型,再结总有机碳（TOC）含量、总有机氮（TN）含量、碳氮比（C/N）、碳同位素(δ13C)、氮同位素(δ15N)等地球化学指标的序列,重建了区域近一千多年来的环境变化过程。同时,结合区域人口发展、产业发展、氮沉降等人类活动信息,重点探讨了近两百多年来人类活动对湖泊沉积物各地球化学指标的影响,初步结果如下:1、三个湖泊的沉积物有机质来源都是以外源为主。三个湖泊的总生产力对中世纪暖期、小冰期及现代暖期的响应具有一致性:中世纪暖期总有机碳、总有机氮含量显著增加,并且都达到整个剖面的峰值,指示流域植被发育较好,生产力较高;小冰期总有机碳、总有机氮含量显著降低,达到整个剖面的低值段,反映出该阶段流域植被生长不佳,生产力较低。现代暖期由于受到人类活动及区域性气候变化的影响,总有机碳、总有机氮先降后升,流域植被由于受到人类活动影响先呈下降趋势,但于1980年以后开始恢复。2、自1950年人类释放Nr显著增加以来,三个湖泊的氮同位素发生明显变化。东海子由于受到工农业生产及日常生活产生的含人为Nr固体、液体的直接影响,氮同位素自1950年以后明显偏正;娘娘天池、玉皇池海拔较高,受到人类活动直接影响较小,但周边各大工厂及人类施用化肥排放到大自然中的含人为Nr气体化合物经大气输送沉降到湖泊所在流域,使得这两个湖泊沉积物的氮同位素自1950年以后呈明显偏负趋势。3、研究区的三个湖泊中东海子海拔较低,其碳同位素、氮同位素变化与娘娘天池、玉皇池变化存在一定差距。不同海拔高度的高山湖泊,其地球化学指标受到人类活动的影响不同,海拔越高受到人类活动的影响越小,但1950年以来高海拔地区受到人类影响日益增加。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 全球变化与人类世
•   1.2 人类活动对湖泊的影响
•   1.3 湖泊沉积物记录人类世特征的研究进展
•   1.4 季风边缘区高山湖泊特征
•   1.5 选题依据、研究意义及研究思路
• 第二章 研究区域概况
•   2.1 六盘山东海子
•   2.2 拉脊山娘娘天池
•   2.3 太白山玉皇池
• 第三章 样品采集与实验方法
•   3.1 研究样品采集
•   3.2 岩芯岩性描述
•   3.3 TOC、TN及 C/N测量方法及指示意义
•     3.3.1 TOC、TN及 C/N测量方法
•     3.3.2 湖泊沉积物TOC、TN及 C/N指示意义
•   3.4 碳、氮同位素测量方法及指示意义
•     3.4.1 碳、氮同位素的测量方法
•     3.4.2 碳同位素的应用及指示意义
•     3.4.3 氮同位素的应用及指示意义
•   3.5 测年方法
• Pb与（137）^Cs测年'>    3.5.1 （210）^Pb与（137）^Cs测年
• C测年'>    3.5.2 （14）^C测年
• 第四章 实验结果
•   4.1 年代学结果
• Pb、（137）^Cs结果'>    4.1.1 （210）^Pb、（137）^Cs结果
•     4.1.2 碳十四结果
•   4.2 三个湖泊的地球化学指标结果
•     4.2.1 DHZ13A钻孔多指标变化
•     4.2.2 NNTC12A钻孔多指标变化
•     4.2.3 YHC15A钻孔多指标变化
•   4.3 多指标对比分析
• 第五章 区域人口发展及人类活动史
•   5.1 研究区人口与产业发展史
•   5.2 研究区人类活动史
•   5.3 人为大气氮沉降
• 第六章 近千年来区域环境重建
•   6.1 高山湖泊沉积物来源分析
•   6.2 近千年来湖泊生产力和温度变化
• N）指示的近千年来高山湖泊人类活动特征'>  6.3 氮同位素（δ（15）^N）指示的近千年来高山湖泊人类活动特征
•   6.4 三个湖泊近千年来环境重建
•     6.2.1 东海子近千年来环境重建
•     6.2.2 娘娘天池近千年来环境重建
•     6.2.3 玉皇池近千年来环境重建
•   6.5 小结
• 第七章 结论与展望
•   7.1 主要结论
•   7.2 不足与展望
• 参考文献
• 在学期间的研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张青

导师: 周爱锋

关键词: 六盘山,秦岭,高山湖泊,人类活动,气候变化,氮同位素

来源: 兰州大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学,地质学

单位: 兰州大学

分类号: P512.2;P532

总页数: 64

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