气候变暖对泥炭藓泥炭地表面湿度和碳累积速率的影响

论文摘要

气候变暖已经成为不争的事实,然而气候变暖对于沼泽、尤其是泥炭藓泥炭沼泽的表面湿度变化和碳汇功能的影响还不够清晰。本研究选择长白山区不同纬度、不同海拔的三处泥炭藓泥炭沼泽,即老白山（44°06’13.2″N,128°02’36.7″E,海拔1691m）、哈泥（42°11’43″-42°14’13″N,126°28’44″-126°33’39″E,海拔890m）和金川（42°20’56″N,126°22’51″E,海拔615m）表层约50cm的泥炭剖面,利用植物大化石、有壳变形虫、腐殖化度、d13C、d18O等重建了过去约50年的沼泽表面湿度变化,通过137Cs和AMS14C定年技术,建立深度-年代模型,并计算了泥炭藓泥炭剖面的碳累积速率。研究表明,老白山剖面0-41cm（1963-2008CE）植物大化石以泥炭藓（Sphagnum spp.）和金发藓（Polytrichum spp.）为主（两者之和基本在87%以上）,其中指示偏干的尖叶组泥炭藓（S.sectionAcutifolia）和大金发藓（Polytrichum commune）随着剖面向上逐渐增加,与此同时,有壳变形虫重建的水位埋深随着剖面深度的减小逐渐增大,两者均指示着沼泽地表湿度变干的趋势。通过与当地的气象数据对比,可以发现偏干的趋势主要是由于温度比降水升高更快造成的。同时,尖叶组泥炭藓（S.section Acutifolia）和金发藓（P.commune）的d13C从下向上越来越负,而d18O出现偏正的趋势,这进一步证明由温度导致的蒸发占据主导地位。哈泥HNS1剖面0-50cm（1957-2007CE）的植物大化石以中位泥炭藓（S.magellanicum）为主,DCA第一轴得分从剖面下部向上逐渐降低（偏干）,腐殖化度（Humification）、烧失量（LOI）与此变化一致,d13C的值越来越负,与老白山剖面变化一致。金川剖面0-50cm（1962-2007CE）的植物大化石以大泥炭藓（S.palustre）为主,DCA第一轴得分、腐殖化度和烧失量的变化趋势与哈泥剖面一致。将哈泥和金川剖面表面湿度的代用指标与附近的靖宇气象站器测数据比较,发现这两个泥炭地的表面湿度的降低也是与温度引起的有效降水减少密切相关,尤其是1990年以后,温度升高加快,地表湿度下降明显。三个水文上无联系的泥炭沼泽表面湿度变化趋势一致,表明该区域在过去的近50年沼泽表面湿度趋干,而这种变干趋势主要是由温度升高造成的。HNS1剖面的碳累积速率变化在27.7 g/m2·y～212.8 g/m2·y,平均为112 g/m2·y。金川剖面的碳累积速率变化在80.5 g/m2·y～914.7 g/m2·y,平均为378.5 g/m2·y,两个剖面碳累积速率相差较大,但是变化趋势一致,都是从下部向上逐渐降低,即过去50年随着温度升高,泥炭藓泥炭地的碳累积速率下降。该研究表明,在气候进一步变暖的背景下,泥炭藓泥炭地表面湿度将下降,引起泥炭藓发育不良,导致碳累积速率降低,进而减弱了泥炭地的碳汇功能。探究近50年来沼泽表面湿度和碳累积速率变化,为预测未来气候变暖下,泥炭沼泽发育和碳汇功能提供基础数据。

论文目录

文章来源

类型: 国内会议

作者: 赵红艳,李鸿凯,杨廷万,杨倩楠,孙晶晶,卜兆君,王升忠

关键词: 植物大化石,泥炭藓,碳累积,沼泽表面湿度,气候变化

来源: 中国古生物学会孢粉学分会十届二次学术年会 2019-10-11

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学,气象学,地质学

单位: 长白山地理过程与生态安全教育部重点实验室,环保部湿地生态与植被恢复重点实验室

分类号: Q914;P467

DOI: 10.26914/c.cnkihy.2019.073836

页码: 134

总页数: 1

文件大小: 489k

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