福州城市土壤pH值、有机质和磁化率特征研究

研究了福州市不同功能区城市土壤的pH值、有机质和磁化率。结果表明,福州市土壤pH值以中性和碱性为主,可能是受城市化过程中碱性废弃物排放的影响所致;土壤有机质含量总体较高,各功能区的变化规律为:工业区>商业区>城市风景区>生活文化区,反映了土壤有机质含量的增加与高强度人类活动有直接关系;土壤磁化率值总体偏高,代表着福州市土壤普遍受到一定程度的重金属污染,不同功能区的磁化率特征表现为:工业区>商业区≥生活文化区>城市风景区。不同功能区土壤的pH值、有机质和磁化率三者之间基本不存在相关关系,这与自然土壤有较明显的区别。

晚全新世以来福建仙山泥炭钻孔的正构烷烃记录

通过对福建仙山泥炭钻孔中正构烷烃的分析，探讨了研究区近千年以来的气候特征。分析显示：正构烷烃分布范围主要为C16～C35,且以奇碳链为主，奇偶优势明显。正构烷烃与有机质含量（TOC）密切相关，在典型的泥炭层，TOC含量高，长碳链的C27，C29和C31正构烷烃占优势，揭示有机质主要来源于草本或木本等高等植物，盆地处于相对干的沉积环境；在非泥炭层，TOC含量低，钻孔中多含粗砂或粉砂，中碳链的C21或C23正构烷烃占优势，揭示有机质主要来源于水生植物或苔藓植物，表明相对较湿的沉积环境。钻孔中正构烷烃C23／C27比值与前人提出的C23／C29和P等参数呈同向变化，可以作为区域干一湿变化的代用指标。结合地层的年代序列，利用正构烷烃重建了区域距今1400年以来的植被演化和气候变化历史。结果显示，福建仙山地区气候存在3次相对湿润和4次相对较干的时段。在钻孔358—280cm（约公元600—910年），气候相对较干，在280～40cm（约公元910～1640年），降水较多，气候湿润，但中间存在两次变干的阶段；在40-0cm（约公元1640年至今），降水相对较少，气候转干。TOC含量和正构烷烃C23／C27序列与南方旱涝频率序列、石笋和硅藻记录对比显示，研究区在中世纪暖期气候相对较干，而小冰期则相对湿润，揭示出仙山泥炭沉积记录的气候信息具有区域一致性，为认识季风在短时间尺度的变化特征提供了依据。

湖相沉积物酸溶与酸不溶组分常量元素的地球化学行为及其环境意义

湖泊沉积物元素地球化学是探讨湖泊沉积环境的有效代用指标之一。通过青藏高原北缘柴达木盆地湖相沉积剖面沉积物中酸溶组分(AS)和酸不溶组分(AI)常量元素(K,Ca,Na,Mg,Ti,Fe,Mn和Al)的测试,分析了不同组分中常量元素的分布特征及其元素含量与矿物组成的关系。结果显示:剖面中常量元素的组成与沉积物矿物成分密切相关,酸溶组分与酸不溶组分中元素含量差别较大,揭示出不同组分对湖泊沉积环境的响应模式存在差异。其中,沉积物酸不溶组分中的Al、Fe等元素与石英矿物相对含量变化呈负相关,而与粘土矿物相对含量呈正相关,揭示出酸不溶组分元素变化与湖泊流域物质组成或风化强度等信息有关。沉积物酸溶组分常量元素含量相对较低,Na和Ca等活泼元素在酸溶组分中相对富集,与碳酸盐含量有较好的相关性,主要形成于湖泊自生作用。通过与常规代用指标沉积物粒度和87Sr/86Sr对比分析,贝壳堤剖面酸溶组分Mg/Ca比值部分继承了源区的信号,不能直接响应于湖泊盐度的变化。利用去趋势方法,去趋势后酸溶组分Mg/Ca比值与中值粒径及锶同位素比值呈现较好的正相关性,响应于传统的盐度模式解释,揭示了Mg/Ca比值指示湖泊环境变化的可靠性,综合分析不同组分的地球化学元素信息在提取和解译沉积物元素地球化学的环境代用指标方面具有重要意义。

青藏高原西部昂拉仁错古湖岸钙华沉积的地球化学特征及环境意义

通过对青藏高原西部昂拉仁错湖古湖岸阶地钙华常量地球化学元素的分析,探讨了钙华沉积的常量元素特征及其古环境意义。结果显示:钙华中CaO含量达34.75%~58.48%,是其主要组分;此外还含有少量的MgO,K_2O和Na_2O等,其含量低于3%,是湖泊自生作用形成的矿物。与湖泊古水位对比显示,元素Mg的含量及Mg/Ca比值等对湖泊水位的响应没有明显规律性;在古湖面高度约4777±5m之上,K_2O和Na_2O的含量低并且稳定,在古湖面4777±5m之下,K_2O和Na_2O的含量随湖泊水位下降逐渐增加。结合现代湖泊钙华的沉积特征,结果显示K_2O和Na_2O的含量随湖泊盐度增加而增加,表明钙华中K_2O和Na_2O含量与湖泊水位可能呈反相关关系,是潜在的重建湖泊水位或盐度的代用指标。同时发现,在湖泊相对淡化阶段,湖水中的元素K和Na处于富集阶段,钙华中K_2O和Na_2O含量低且稳定;而当湖泊进入咸水阶段,湖水中的K^+和Na^+离子接近饱和,钙华中的元素K和Na逐渐富集,因此钙华中K_2O和Na_2O含量增加是湖泊进入咸水阶段的重要特征。基于这些事实,推断当该湖泊水位降至4777±5m左右时,湖水的性质开始向钠-氯型转化,是昂拉仁错湖泊演化过程中的一个重要转折点。

元素分析仪-同位素质谱测定全氮含量的方法研究

利用实验室常用的标准样品(IAEA N-1和IAEA N-2,全氮含量为21.21%),建立了质谱接收信号与样品全氮含量的函数关系.通过硝酸钾、亚硝酸钠和尿素分析纯样品的分析,证实此函数适合不同形态氮样品全氮含量的计算.与凯氏蒸馏法的对比显示,对于植物和沉积物样品两种方法的测试结果不存在明显系统偏差,其数据可以相互比对.利用EA-MS分析全氮含量的方法,将有利于节约费用,尤其有利于珍贵的少量样品氮同位素与含量的同时测定.

神农架泥炭记录的MIS3阶段环境变化及千年尺度气候波动

地处典型东亚季风区的神农架大九湖盆地有华中地区面积最大、海拔最高的亚高山泥炭沼泽湿地。对盆地中心部位钻孔DJH-2中821～430cm泥炭沉积进行花粉浓缩物AMSC测年,经校正发现其沉积时段为59.8～26.1kaB.P,与MIS 3阶段相对应。研究显示,在MIS 3阶段研究区气候环境适宜植被的生长和有机质的保存,基于α-纤维素δ^(13)C重建的大气湿度显示平均为72%的湿度值总体略高于全新世晚期,且MIS 3早期(60～49kaB.P.)和晚期(38.5～26.1 kaB.P.)较高,大气湿度平均为75%和72%,中期(49.0～38.5kaB.P.)略低,平均69%,温度则由早期到晚期呈现逐渐降低趋势。高分辨率的泥炭记录显示千年尺度的气候变化呈现5个波动旋回,期间出现的4次冷干事件与H冷事件一一对应,并且存在多次暖(温)湿事件对应于D-O暖事件。此段沼泽沉积是大九湖对这一时期东亚夏季风强度明显增强的直接响应,与全球众多记录对比揭示出MIS 3阶段神农架泥炭记录在岁差尺度东亚夏季风环流强度主要受太阳辐射控制,其功率谱分析显示存在的多个显著周期为千年尺度上东亚夏季风强度主要受太阳输出量控制的观点提供了有力支持。

器测和树轮资料对厄尔尼诺-南方涛动指数的响应特征

厄尔尼诺-南方涛动是影响全球年际（1～10年）气候变化最显著的海气因子，是现代气候和古气候的热点研究对象。目前有多个指数能够刻画厄尔尼诺-南方涛动特征与演化，树轮资料是重建其过去千年以来演化历史所使用的最为广泛的代用资料，然而系统对这些指数与器测温度、降水和树轮资料在不同时间尺度上关联的研究尚未开展。本文研究了东亚和北美的器测与树轮资料对6种厄尔尼诺-南方涛动指数的响应差异，发现器测和树轮资料对描述多气候变量耦合变化的多变量厄尔尼诺-南方涛动指数（MEI）的响应均最高。厄尔尼诺-南方涛动Modoki指数（EMI）与器测资料的相关偏低，但是该指数与树轮资料的相关偏高，这可能是由于该指数和树轮所关联的多个气候因子的协同变化相似。不同厄尔尼诺-南方涛动指数与东南亚和印度次大陆以及加拿大中西部的温度相关显著，在年际尺度上更明显；这些指数与中亚和美国西北部的降水的相关最显著，但在年际尺度上的相关提升不明显。厄尔尼诺-南方涛动指数除了与上述区域的树轮资料显著相关以外，该指数还与部分湿润地区（如喜马拉雅南麓）的树轮资料显著相关，这可能是这些湿热地区的树轮往往受到多个气候因子共同影响，而这些气候因子的协同变化与厄尔尼诺-南方涛动指数的关联显著。研究指出，进行厄尔尼诺一南方涛动指数重建时，不仅要考虑指数与树轮之间的关系，还需要详细建立树轮、区域气候因子和厄尔尼诺-南方涛动这三者之间的关联。