文档介绍：西南大学
博士学位论文
重庆地区末次冰期以来石笋的微量元素及古气候记录研究
姓名:李清
申请学位级别:博士
专业:自然地理学
指导教师:王建力
20090401
重庆地区末次冰期以来石笋的微量元素及古气候记录研究摘要全球气候变化及其影响是当今科学研究的热点之一。世纪以来,全球气候和环境正以前所未有的速度发生变化,一系列全球性重大环境问题己经对人类的生存和发展构成严重威胁。科学地分析这些全球性环境问题的性质、形成的原因、变化的规律,预测其发展趋势,评估其社会经济影响,提出合理的适应对策,是世纪全球变化研究必须回答的问题。要提高对未来气候变化的预测能力,人类必须充分认识和了解过去气候变化的历史,了解其变化的幅度、机制,作为制定应对全球变化策略的基础,最终实现人与自然协调可持续发展。高分辨率洞穴石笋记录研究已成为当前国际古气候研究领域中重要发展方向之一。重庆地区地处东亚季风与西南季风系统交汇处,是探讨和研究西南季风演化的良好场所;再加上岩溶面积约占整个地区的%,岩溶洞穴广泛发育,洞穴内沉积物丰富多样,为当地的研究提供了良好的物质基础。洞穴石笋中蕴藏了丰富的有可能记录古气候变化的物理和化学指标,由于时空差异性使得各种指标的解译存在较大分歧,目前以碳氧稳定同位素指标的研究较为成熟,利用这一指标进行重庆地区古气候重建工作已取得初步成果,在此基础上开展微量元素指标的研究工作,识别其受气候环境变化控制的影响,进一步筛选气候变化的替代指标,以便多种指标相互验证,为重建重庆地区的古气候和古环境提供新的思路。本文研究的内容主要包括两个方面:洞穴滴水监测和石笋古气候记录。选取重庆武隆芙蓉洞和丰都雪玉洞作为长期监测点,按周或月采集大气降水、土壤、现代洞穴滴水、洞穴池水、洞顶泉水、基岩等,并同步测定洞温、水温建立起滴水中的微量元素指标与当地降水和气温的关系。通过多次野外考察采样,主要选取南川金佛山梁天湾洞、丰都水鸣洞以及奉节新崖洞的四根石笋作为研究对象,用高精度的挡饽辍⒊粱卣骱投嘀制蛱娲副曛亟ㄖ厍旒爸鼙叩区末次冰期及全新世以来气候变化的时标序列,捕捉环境变化的特殊事件,揭示在这一时期该区气候一环境的变化规律。经初步研究得出以下几点结论:艿叵滤扇抛饔眯。饕S纱笃邓峡焐攵茨谛纬傻牡嗡的地球化学信息能较好地响应外界气候条件变化,相应沉淀的洞穴次生沉积物才摘要
比值为首选,与碳氧稳定同位素的对比研究发现,郺比值变化与值的相关的指标相对比较可靠,受外来干扰较小,而/和莂值易受到植被、土壤微生对母液中浓度的改变等干扰因素也是不可忽略的,因此在利用蝐戎祷指有可能记录准确的气候信息。雪玉洞滴水的元素变化就可以快速、准确地反映外界降水变化,因此其洞穴沉积物保存的古气候信息准确率较高:而芙蓉洞滴水对降水变化响应的时间较为滞后,并且多为当季雨水与古地下水的混合水,元素变化较为复杂,反映外界气候变化的精确性明显不如雪玉洞滴水。囱ǖ嗡奈⒘吭K除外考氨戎刀汲氏殖鲆欢ǖ募窘谛员浠主要与两方面因素有关:土壤淋漓和基岩溶蚀程度;水岩作用时间长短。作用,仍可以推断出微量元素含量变化所透漏的气候信息。芙蓉洞和雪玉洞洞穴沉积物的/比值应该可以直接反映滴水中/值的变化,从而可以直接用于反映洞穴外界气候干湿条件的改变,即降水增多,岩溶水在母岩中滞留时间短,蜟戎到档停环粗蛏摺厍斓厍裎⒘吭K丶锹际强梢宰魑7从称蚧肪潮浠闹副辏琈∥性更好,暗示蜟赡茏魑9沤邓浠钠蛑副辍S攵囱ǖ嗡奈⒘吭K匮芯结果也相符。然而,温度变化对的分配系数影响,以及地表植被、土壤微生物古气候变化应结合碳氧同位素进行对比验证,以摒除错误的气候信息。皇癫煌K乇戎抵涞南喙匦钥梢苑从晨刂圃K乇戎档囊蛩厥欠相同。总体来看,石笋中/与/值的相关性很弱,可以认为分别受到降水和土壤微生物作用的影响,而等纯梢杂肓秸咄北3忠欢ǖ恼喙毓叵担表明其至少受到以上两种因素共同制约。综合而言,蜟底魑F蚋墒1浠物活动及降水等多重因素影响,作为某一气候替代指标的稳定性较差。笔裰刑佳跬凰爻鱿滞虮浠保⒘吭K乇浠尤其是/比与、趋于一致,两者所反映的古气候信息也基本相符,如梁天湾洞石笋、新崖洞石笋坏碧佳跬凰爻鱿址聪虮浠蚴遣煌奖浠保秸咚所反映的古气候信息差异较大,如水鸣洞石笋⑿卵露词馲。是否只有在“暖湿”“冷干”的水热组合模式条件下微量元素所记录的气候信息才是正确的需通过进一步研究工作来证实。厍斓厍裰蠱疭隡疌戎当浠恢拢饕J躆浠挠跋欤可以作为古降水指标,而不能反映温度的变化。只有当石笋中的微量元素在岩溶水中的含量或者比值,在所研究时段内不变或者变化很小时,蜸浠趴赡茏这两种作用的结果是相互抵消的,但在不同的时段可能由其中一种因素作为主导两南大学博十学何论文Ⅱ
为古温度变化的代用指标。否则,就需要综合考虑影响微量元素含量或者比值变化的各个因素,以确定其