东北龙岗火山区孤山屯泥炭中显微火山灰的发现及其意义

孤山屯位于东北龙岗火山区,距离长白山天池火山200km,在沉积物深度40～43cm处发现少量火山灰颗粒,其形态不规则,呈多气泡状、薄板状、尖角状结构,属原生火山灰。电子探针分析结果显示其属于碱流质火山喷发,而不同于龙岗地区第四纪火山活动的特征。通过AMS14C年龄所建立的年龄模式推断孤山屯沉积物深度40～43cm(即发现火山灰的层位)处的年龄应为260～420calaBP,这与史料记载的天池火山公元1702年、1668年和1597年的喷发年龄较接近,而且公元1702年、1668年和1597年主要为碱流质岩浆喷发,与孤山屯沉积物中发现的火山灰的地球化学特征也相吻合,进一步证明孤山屯沉积物深度40～43cm处的少量火山灰应来源于天池火山千年大喷发后的公元1702年、1668年和1597年喷发。关于天池火山公元1702年、1668年和1597年喷发的记录比较少,这3次小规模的喷发发生于天池火山千年大喷发之后,且其喷发物的特征与天池火山千年大喷发的特征比较接近,却亦有不同之处。因此,在对沉积物中火山灰的探寻研究工作中,若发现了来自公元1702年、1668年或1597年的火山灰颗粒,可对其下部地层做更为细致的分样以及火山灰提取工作,这对未来在研究区域寻找长白山天池火山千年大喷发的记录有很大的帮助。如果天池火山大喷发的喷发物在龙岗火山区更多的沉积物中发现,便可在该地区建立非常稳固的火山灰年代地层学框架,为地层对比和追踪火山演化历史提供时间依据,最重要的是多种测年方法的应用可为记录气候环境提供准确的高分辨率时间标尺,而这对于过去全球变化研究亦非常重要。

长白山孤山屯泥炭沼泽活性有机碳研究

土壤活性有机碳既是土壤微生物的活动能源,又是土壤养分循环的主要驱动力。2013年5~10月中旬,在吉林省辉南县孤山屯泥炭沼泽中,对瘤囊薹草(Carex schmidtii)—小叶章(Calamagrostis angustifolia)群落、薹草(Carex spp.)群落和薹草—柳叶绣线菊(Spiraea salicifolia)群落泥炭沼泽0~40 cm深度土壤微生物量碳和水中可溶性有机碳含量分布及其影响因素进行了研究。研究结果表明,各植物群落泥炭沼泽0~20 cm深度土层中的微生物量碳质量浓度在92.40~478.96 g/m^3范围内变化,瘤囊薹草—小叶章群落泥炭沼泽土壤中的微生物量碳含量最低;20~40 cm深度土层中的微生物量碳质量浓度在48.45~348.88 g/m^3范围内变化,在20~40 cm深度土层,各采样日都是薹草—柳叶绣线菊群落泥炭沼泽土壤的微生物量碳质量浓度相对最大,其它依次为薹草群落、瘤囊薹草—小叶章群落;各植物群落泥炭沼泽0~20 cm和20~40 cm深度水中的可溶性有机碳质量浓度的变化范围分别为28.99~53.69 mg/L和22.20~66.71 mg/L;6个采样日,薹草群落和薹草—柳叶绣线菊群落泥炭沼泽0~20 cm深度土层微生物量碳含量明显大于20~40 cm深度土层,而薹草群落泥炭沼泽20~40 cm深度水中的可溶性有机碳含量都高于上层;微生物量碳含量的对数与可溶性碳含量的对数为负相关关系;土壤微生物量碳含量的主要影响因素是土壤有机碳含量、全氮含量、全磷含量、氮磷比、硝态氮含量和水位,水中可溶性有机碳含量的主要影响因素是总氮含量、总磷含量和0 cm土壤温度。

全新世以来长白山区孤山屯泥炭地炭屑记录与古火演化历史

长白山拥有亚洲目前保存较为完好的温带山地森林生态系统,由于近年来无火事件发生而积累了大量可燃物,火灾隐患逐年增加,重建古火历史找出火事件发生规律有助于现代火灾的有效防控。本文以长白山区孤山屯泥炭剖面的68个样品为研究载体,选取炭屑作为主要指标反演了长白山全新世以来的火事件演化历史;并结合前人利用孢粉、植硅体等代用指标重建的古环境、古气候特征,分析了火事件的成因机制。在11 686-10 883 cal aBP、7 336-2 624 cal aBP、2 624-1 189 cal aBP,炭屑浓度较高,古火事件发生频繁,强度较大;在10 883-7 336 cal aBP、1 189 cal aBP至今,炭屑浓度较低,古火事件发生频率较小,强度相对较弱。气候和植被对于火事件的影响贯穿了整个全新世时期,火事件多发生在寒冷干燥气候时期且以区域性火事件为主;近千年以来,人类活动与火山喷发对火事件的影响显著,局域性火事件比例逐渐增多。