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第卷第期世界地质年月
一戋树轮稳定碳同位素研的应用
现状与发展趋势
刘广深米家威谋杨春雷
广———————订西秀学系
要获取历把时期环境气候变迁资料是研究环境气候变迁的基础,在各种获取资料
的方法中,树轮阿位素方法是较为新颖、准确、定量的一种高分辨率方法本文较为系统、深
八地评述了树轮稳定碳同位素方法的原理及其在环境气候变迁研究的应用现状,井简要归
蚋了研究工作的发展趋势。
关键词竺、釜塞堕旦监者,墨焦玉送皇垩
¨年,著名同位素地球化学家尤里提出“不同温度下台成的植物碳氢化舍物具有不同
的¨”,从而将同位素概念引人树轮环境气候学。于实验技术的限制和科学界对该项研
究的认识问题,当时,造一思想井未引起重视,直到年,“树轮碳同位素研究”文章的发
表,树轮稳定同位素研究才得以开展。
树轮稳定碳同位素研究的原理与方法
. 研究原理,

导致的碳同位素分馏主要发生在叶片中的两个过程:大气通过叶片气孔向叶内扩散
过程的动力分馏。由于”:扩散进叶片的速度较快,进叶内的相对于夫气
,其龃降低.‰左右,这一过程中的化学形态没有发生变化;进光合
循环,转化为有机质过程中的动力分馏。由于键能较”大,树木同化较”
多,导致”值降低/。~ 这两个生理话动过程所造成的碳同位柰分馏具有确定的
方向和一定范围的强度,确定的分馏方向和强度范围体现了树木生物化学分馏遵循特定的
模式,可褒的分馏强度范围显示出环境气候参数的影响。环境气候参数通过对上述两个主要
分馏过程的影响将自身变化的信息记录在树轮的碳同位素组成上,采用适当的生物化学分
馏模式和研究方法,就可从树轮碳同位素组成序列中解译出环境气候变迁的信息。
. 研究方法
树轮稳定同位素研究的核心问题是建立树轮同位素卡度变化与一些气候参数之间的函
第一作苔琦彳卜刘广罐男博士后环境地辟化学々业已发表东北地区降木脚期与太刑活动的系
等仑
稿日蚋—
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数关系,以便将树轮同位素组成变化的信息转换成古环境气候信息围绕着这一问题,研究
工作在两个方向上进行:一是分馏机制研究方法,二是数学拟合方法
分馏机制研究方法主要是探讨树木生理活动中同位素分馏的过程、强度以及环境参数
的影响,并试图最终建立树轮同位素组成与环境气候参数之间的理论关系,以此作为信息转
抉函数。这方面的工作包括生物化学过程的分馏机制、分馏系数、分馏模式等内容,这是树轮
稳定同位索研究的理论基础工作。当前,分馏机制研究主要集中在叶片内光合作用、蒸腾作
用等过程中碳、氢、氧的同位素分馏过程上;气候参数对分馏过程影响的研究主要探讨温度、
降水同位素组成与树轮同位索组成之间的关系。如根据树轮纤维素的氢氧同位素蛆成,计算
降水氲氧同位素组成和环境湿度的理沧关系已经建立。,还
没有建立起同位素组成和温度之问的转换函数从根本上说,只有分墙机制的研究达到足以
建立信息转换函数的水平,树轮稳定同位素工作才能摆脱经验色彩,具备真正的科学性质。
同时,也只有从理论上建立起信息转换函数,在缺少气象资料的地区,树轮同位素研究才能
得出令人信服的结果。
从发生碳同位素分馏的