以孢粉学方法为例浅论黄土沉积物中微体炭屑的统计问题

作为火的代用指标-炭屑在过去生态环境变化及人类活动研究中具有重要意义,基于孢粉学方法开展的微体炭屑-火的研究得到了研究者的广泛关注,但关于炭屑统计的标准目前尚未统一。通过选取黄土高原灵台剖面顶部13 m共16个样品,采用孢粉流程法提取炭屑(外加石松孢子以计算炭屑浓度),对样品进行随机分组统计。具体方法如下:统计时以50粒外加石松孢子为单组,每个样品累计统计20组,且每组中按形态(长宽比)分为长条形炭屑与近圆形炭屑,按大小划分为10~30μm,30~50μm,50~100μm和>100μm共4种粒级。结果表明20个单组中炭屑含量相近但有一定波动性(标准偏差0.06%~8.70%);当石松孢子累计统计500粒(10组)以上时,炭屑浓度、各粒径炭屑所占百分比均趋于稳定(相关系数r=0.99);当石松孢子累计统计300粒(6组)以上时,炭屑的长/圆比值趋于稳定(标准偏差0.01~0.24,r=0.87)。基于以上结果,建议在黄土高原微体炭屑研究中统计500±50粒的石松孢子,以确保数据稳定。以此为基础,初步发现灵台地区自165 ka以来,火事件较为频繁,草本较木本植被更占优势,此结果与该地区黄土-古土壤中元素碳含量等数据有较好对应关系,表明该地区的古火发生与环境变化具有较强联系。

植物燃烧微炭屑与植硅体的比值研究

炭屑与植硅体分析广泛应用于古环境重建研究,现代植物燃烧微炭屑与植硅体比值研究有利于认识土壤及沉积物微炭屑与植硅体的丰度与火灾和燃烧活动之间的关系。本研究利用现代草本及木本植物叶片进行开放燃烧模拟实验,分析了不同植物燃烧微炭屑的形态特征及微炭屑与植硅体数量比(Ch/ph)的差异。结果表明,植物燃烧后会残留下植硅体和微炭屑,草本与木本植物微炭屑形态特征具有明显差异,微炭屑与植硅体(Ch/ph)比值较大,Ch/ph值木本植物(26.07-31.61)大于草本植物(1.62-15.20)。微炭屑的形态及长宽比(L/W)、Ch/ph值含有丰富的火灾发生及燃烧的植被类型信息,尤其Ch/ph可能是古火灾及古植被重建研究的潜在替代指标。