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江汉平原江陵地区9 kaBP以来的气候演化

作　者: 谢远云
导　师: 殷鸿福；李长安
学　校: 中国地质大学
专　业: 第四纪地质学
关键词: 江汉平原江陵地区气候演化湖泊粒度有机碳碳同位素孢粉洪水
分类号: P532
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

江汉平原是典型的由河间洼地组成的洪泛平原,这些洼地积水就成为河间洼地湖或沼泽。江汉湖泊多属于这种类型的洼地湖。平原的第四系沉积是河湖交替演变的产物,河床相、洪泛相、湖相及沼泽相沉积层交替出现,反映了第四纪以来江汉平原河湖交替的环境演化格局。因此这些河湖沉积物是研究江汉平原全新世以来气候环境变迁的良好地质体。江汉平原江陵剖面厚约6 m 的河湖沉积物提供了该地区9 kaBP 以来完整而连续的气候环境记录。通过总有机碳(TOC)、总氮(TN)、C/N 比值、有机碳稳定同位素(δ13C)、粒度、孢粉等多项气候替代性指标,重建了江汉平原9 kaBP 以来的气候环境演化,并进行了海陆气候对比、区域及远程气候对比。相比较长江下游及长江三角洲等中国东部地区而言,长江中游特别是江汉平原中晚全新世以来的气候环境变化研究较为薄弱。同时,全新世作为衔接地质时期与历史时期的一个重要时段,其气候与环境变化过程和规律对预测未来可能出现的全球气候环境变化,起重要的借鉴作用。因此此项研究不仅对全球气候变化研究具有重要的意义,而且对人类的生存环境和社会的可持续发展也具有一定的意义。通过理论分析和相互对比印证,基本上找到了各项指标的气候指示意义。有机指标中采用了TOC、TN、C/N 值和δ13C 四项指标。TOC 和TN 含量与湖泊流域内的植被覆盖度、陆源有机质输入、湖泊生物量有关。当气候暖湿时,湖泊生产力和生物量较大,并且流域内植被覆盖度高,陆源有机质随地表径流大量汇入湖盆,因而使得TOC 和TN呈上升趋势;相反在气候干冷时期,湖泊生产力和陆源有机质的输入均呈下降趋势,造成TOC和TN 含量降低。因此TOC 和TN 的升高指示气温的增加,降低代表温度的下降。沉积物有机质的C/N 比值可以提供有机质来源信息,可有效指示湖泊沉积物有机质的来源。C/N 比值的高值指示陆源有机物质的贡献较大,又进而指示地表径流和区域降水量的增加。江陵剖面311～386 cm 层位的泥炭层的TOC 和TN 含量极高,而其它层位的TOC 和TN 含量极低。江陵剖面的δ13C 值较偏负,波动幅度小,在311～386 cm 段为一明显的谷值,且与TOC 和TN成反相关关系。因此江陵剖面沉积物中的有机碳同位素表现为暖期偏负,冷期偏正的特点。江汉平原河间洼地的下垫面的地貌特征,使其有利于地表径流将周边高地冲刷而下的陆源粗颗粒物质在这些洼地湖泊内沉积下来。控制地表径流发育程度的湖盆流域降水量的变化是控制江陵剖面积水洼地湖沉积物粒度的主要因素。通过对江陵剖面湖泊沉积物多环境指标的综合对比及相互印证,揭示出湖泊沉积物粒度的另一种气候解释:粗粒沉积物指示降水量较大的湿润气候,细粒沉积物则对应降水量相对较少的干旱气候。对于冲积物粒度的气候解

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第一章绪论  12-21
  1.1 立题的目的、意义与研究目标  12-13
  1.2 国内外研究动态及存在的问题  13-18
    1.2.1 国内外研究动态  13-17
    1.2.2 发展趋势与存在问题  17-18
  1.3 研究技术路线  18-19
    1.3.1 选择理想的研究地点  18
    1.3.2 寻求高分辨率信息载体  18
    1.3.3 提取古气候信息  18-19
    1.3.4 建立古气候变化序列  19
    1.3.5 探讨长江中游气候变化机制  19
  1.4 完成的主要工作量  19
  1.5 论文的主要进展和创新点  19-21
第二章江汉平原地质环境背景以及剖面概况  21-25
  2.1 江汉平原地质环境背景  21-22
    2.1.1 自然地理概况  21
    2.1.2 地质地貌背景  21
    2.1.3 江汉平原湖泊的成因类型及其特征  21-22
  2.2 剖面概况  22-24
  2.3 剖面年龄序列的建立  24-25
第三章江陵剖面河湖沉积物的地球化学研究  25-42
  3.1 有机碳(TOC)及其古气候意义  25-30
    3.1.1 样品采集和分析  25
    3.1.2 有机质类型  25-26
    3.1.3 有机质来源  26-27
    3.1.4 江陵剖面有机碳和总氮的分布及气候含义  27-30
  3.2 有机碳同位素及其古气候意义  30-41
    3.2.1 引言  31-32
    3.2.2 材料与方法  32
    3.2.3 植物光合作用过程中碳同位素的分馏机理与分馏模式  32-33
    3.2.4 湖泊沉积物有机碳δ~(13)C 的组成特征  33-34
    3.2.5 湖泊沉积物有机碳δ~(13)C 的古气候解释  34-38
    3.2.6 江陵剖面δ~(13)C 的应用  38-39
    3.2.7 讨论  39-41
  3.3 小结  41-42
第四章江陵剖面河湖沉积物的粒度特征及环境意义  42-62
  4.1 材料与方法  42-43
  4.2 湖泊沉积物粒度的气候含义  43-44
  4.3 河流冲积物粒度的气候环境意义探讨  44-46
  4.4 剖面的粒度特征  46-59
    4.4.1 沉积物的粒度组成  46-48
    4.4.2 沉积物粒度参数  48-49
    4.4.3 剖面粒度垂向变化的阶段性分析  49-57
    4.4.4 沉积物粒度参数的散点图分析  57
    4.4.5 沉积物粒度象分析  57
    4.4.6 沉积物的粒度指数研究  57-59
  4.5 小结与讨论  59-62
    4.5.1 江陵剖面沉积物粒度的气候解释  59-60
    4.5.2 江陵剖面沉积物的粒度特征  60-62
第五章江汉平原植被与环境  62-76
  5.1 孢粉重建古植被古环境变化的依据  62-63
  5.2 样品采集与分析方法  63
  5.3 孢粉组合特征  63-67
  5.4 古植被古气候特征  67-76
第六章江汉平原9 kaBP 来的气候演化及古洪水事件  76-88
  6.1 江汉平原9 kaBP 来的气候演化  79-81
  6.2 区域与远程对比  81-86
  6.3 古洪水记录  86-88
第七章结论  88-89
致谢  89-90
参考文献  90-108

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