中東亞干旱半干旱區(qū)C3植物δ13C 值的分布及其對氣候的響應(yīng)

植物化石和土壤中的有機質(zhì)碳同位素指標(biāo)常用來反映古氣候的變化,然而碳同位素這個指標(biāo)在特定地區(qū)反映氣候的定量關(guān)系缺乏檢驗.研究剖面選擇自中國的秦嶺(34°14'24" N,106°55'30" E)到蒙古人民共和國北部,接近貝加爾湖地區(qū)(51°35'08" N,100°45'49" E)的研究剖面線,選擇了3種C3植物(Artemisia scoparia,Ajania achilleides和Artemisia frigida),在剖面線上沿南北方向上每隔4'到5'采取一個樣點,共選取161個C3植物莖葉樣品進行了δ13C值測定.同時收集了剖面線附近氣象站的降水、氣溫等資料,用插值方法得到每個采樣點的氣溫、降水?dāng)?shù)據(jù).分析表明:C3植物的δ13C值分布范圍為-30‰～-22‰,其平均值為-26.81‰,該平均值較全球C3植物δ13C平均值偏正.通過對比C3植物δ13C與年均溫、年均降水量、生長季節(jié)的干燥度等隨緯度的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)C3植物δ13C、年均降水量、生長季節(jié)的干燥度有非常一致的變化趨勢,而C3植物δ13C和年均溫不具有一致性.通過一元回歸分析也同樣發(fā)現(xiàn)C3植物δ13C與年均降水量呈線性負(fù)相關(guān)關(guān)系(y=-0.0077x-24.838,n=161,R2=0.4418,p=0.01),與生長季節(jié)的干燥度呈線性正相關(guān)關(guān)系(y=0.7328x-28.806,n=161,R2=0.3685,p=0.01),而與年均溫度沒有明顯的相關(guān)關(guān)系(y=-0.0461x-26.756,n=161,R2=0.0232,p=0.01).在本研究區(qū)C3植物δ13C對年均降水量和生長季節(jié)的干燥度響應(yīng)十分顯著,而對溫度的響應(yīng)不明顯.研究區(qū)具有明顯的降水和溫度的梯度分布特征,是驗證植物碳同位素與氣候關(guān)系的理想場所,而土壤中的有機質(zhì)碳同位素與其地面上的植物碳同位素息息相關(guān).研究也說明,在本研究區(qū)或其他氣候植物組合相似的地區(qū)可以利用古土壤中的有機質(zhì)碳同位素來定量或半定量地反映古氣候的變化.

作 者： 王麗霞 李心清 郭蘭蘭 Wang Lixia Lee Xinqing Guo Lanlan   作者單位： 王麗霞,Wang Lixia(遼寧省環(huán)境監(jiān)測中心站,沈陽,110031;蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院西部環(huán)境教育部重點實驗室,蘭州,730000)

李心清,Lee Xinqing(中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所,貴陽,550002)

郭蘭蘭,Guo Lanlan(蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院西部環(huán)境教育部重點實驗室,蘭州,730000;北京師范大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院,北京,100875) 

刊 名： 第四紀(jì)研究  ISTIC PKU 英文刊名： QUATERNARY SCIENCES  年，卷(期)： 2006 26(6)  分類號： P5  關(guān)鍵詞： C3植物   碳同位素   年均降水量   生長季節(jié)   干燥度   中東亞  

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