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江汉平原江陵地区9 kaBP以来的气候演化

谢远云  
【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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