多年冻土区多边形泥炭沼泽地干湿交替下的碳累积及其演变 - 高洋 (2015)
多边形冰楔泥炭沼泽地在多年冻土土壤中蕴藏着丰富的碳。然而，在植被，温度等作用下长时间梯度（上千年）的碳累积研究较少。本论文通过在俄罗斯西伯利亚东北部的单一多边形泥炭沼泽地选取四个泥炭剖面的样方，在实验室制备连续的0.5cm切片。基于AMS 14C 测年的孢粉密度曲线提供的每个样品切片的时间跨度值，结合碳体积含量，重新测定百年以及千年时间尺度上的碳累计值。以详细的小化石和大化石的分析重建代表干燥古台地的植被和湿润洼地的植被。 在查阅相关领域的国内外文献，全面了解国内外相关研究现状和发展趋势的基础上，通过高分辨率古生态学的垂直剖面泥炭分析，结合14C年代测定，对每0.5cm的切片进行定年；利用孢粉重量浓度的变化、百分含量及通量图谱，计算碳累积数值；采用邻近地区最近几十年气象站的仪器记录，以及北极地区温度曲线，确定多边形泥炭沼泽地的地形、植被、温度与碳累积的相互关系，取得以下主要成果： （1）孢粉分析结果表明植被类型与多边形泥炭地微地貌有着密切的关联。苔属植物、委陵菜属和转板藻都出现在地势较低的区域且数量丰富；桦木属、柳属、泥炭藓属、欧石楠目和草的花粉和孢子主要位于地势较高的区域。 （2）多边形泥炭沼泽是植被、冰、泥炭和水共同作用下的四大要素综合作用而产生的结果。 （3）在过去一千年中，泥炭湿地干湿环境交替变化。植被和泥炭作为中介物，其组合揭示了相对温暖与干燥的台地（或凸起区域）和相对寒冷潮湿的中部低洼区域的环境和碳累积差异性。四个泥炭剖面的长期平均碳累积值为10.6 ± 5.5 g C m-2 yr-1，且碳累积均值在湿润洼地和干燥台地之间没有显著差异（分别为10.6 ± 5.2 g C m-2 yr-1 和10.3 ± 5.7 g C m-2 yr-1）。 （4）尽管观测到增加的碳累积值与温暖气温变化有关，但也发现相反的变化，实际上最高值的碳累积出现在小冰期时期。发现碳累积由多边形湿地内部冰、水、地形与植被等因素间强烈的反馈机制制约，并在千年尺度上大致保持稳定。认为近期的气候温暖以及灌木的扩张并不影响长期碳埋藏率。 总之，本论文通过多边形泥炭沼泽分布，多边形发展、动态及其演变；基于植被、花粉和非花粉孢粉型干湿交替下的古植被重建，以及多边形泥炭沼泽地近1250年碳累积速率的研究，得出多边形泥炭沼泽地地形、植被、温度与碳累积的相互关系；揭示千年尺度上北极典型泥炭湿地的碳累积动态，为北极多年冻土区响应气候变化的碳源汇变化提供科学依据。