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山西省阳城地区54年来气候环境变化的湖泊沉积响应

2020-12-08阅读(210)

山西省阳城地区54年来气候环境变化的湖泊沉积响应

论文摘要

古气候重建研究对于理解当今全球变化和未来地球环境发展趋势有着十分重要的意义。但常用的湖泊沉积物地球化学指标的气候意义尚存在多解性和不确定性。我国华北地区的湖泊沉积物研究较少,主要原因是湖泊数量少且受人类活动影响严重,开展古气候研究存在一定困难。本文详细分析了山西阳城气象站建站以来的气象资料,主要对降水、气温、风速、日照时数四个常用气象指标的年变化、季节变化、突变情况以及极端气候事件变化情况进行了系统地分析。并结合阳城圣王坪娘娘湖湖泊沉积物有机碳含量（TOC）、氮含量（TN）、碳氮比（C/N）、有机碳同位素(δ13C)、总氮同位素(δ15N)以及Ti、Al、K、Ca、Ba、Rb、Si、Sr、Zr等XRF扫描元素结果展开对比研究,探索气象数据与沉积物地球化学指标之间潜在的联系。通过对不同指标的对比研究得到以下结论:（1）山西阳城地区1957以来气象要素年际波动显著,降水、气温、风速、日照时数四个指标的年变化和季节变化存在明显的差异。年降水量与极端降水指数之间相关性较强,极端降水指数对阳城地区的年降水量有很好的指示作用。阳城地区的气温随全球变暖上升趋势明显,以冬春季节增幅最大。（2）TOC和TN呈现了相似的变化趋势,并且在1980年之后开始快速上升,与阳城地区年均温上升以及人类活动逐渐加强相关。C/N比值指示了圣王坪娘娘湖沉积物中有机质的来源主要来自湖泊水生藻类以及各种水生植物。TOC和TN的变化趋势与生长季长度（GSL）变化趋势具有可比性。（3）δ13C值指示该湖泊以C3植物为主。δ15N值整体正偏的趋势,指示了圣王坪娘娘湖水体逐渐富营养化的趋势。δ13C指标在整个岩芯内呈现逐渐偏负的趋势,与年降水量和极端降水指数之间存在一定的联系,尤其与春夏季节降水量在许多细节上具有可比性。（4）来源于岩石及土壤风化作用产生的Ti、Al、K、Ba和Rb等元素相对丰度波动响应了阳城地区平均温差变化,特别与春季平均温差高度相似。（5）Ca/Sr、Ti/Sr、Ca/Zr、Ti/Zr四个指标之间具有很强的相关关系,与年均温、年降水量以及生长季温度的变化趋势一致。当气候相对暖湿的阶段Ca/Sr、Ti/Sr、Ca/Zr、Ti/Zr等比值相对较高,而当气候相对冷干的阶段Ca/Sr、Ti/Sr、Ca/Zr、Ti/Zr等比值相对较低。（6）Si、Sr和Zr元素的相对丰度很好地响应了风速的变化。其中年平均风速和春季平均风速对Si、Sr和Zr元素的含量影响最大。Zr还受年降水量和极端降水指数的影响。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  •   1.1 研究背景
  •   1.2 研究进展
  •     1.2.1 利用湖泊沉积物地球化学指标重建过去气候变化
  •     1.2.2 岩溶湖泊沉积物研究进展
  •     1.2.3 湖泊沉积物有机碳氮含量及其同位素值气候环境意义研究进展
  •     1.2.4 XRF元素扫描技术在湖泊沉积物中的研究进展
  •   1.3 研究意义
  •   1.4 研究内容和技术路线
  •     1.4.1 研究内容
  •     1.4.2 技术路线
  • 第二章 研究区概况与研究数据和方法
  •   2.1 采样点地理位置
  •   2.2 研究数据
  •   2.3 研究手段及研究方法
  •     2.3.1 样品采集
  •     2.3.2 样品处理
  •     2.3.3 数据处理方法
  • 第三章 山西省阳城地区气象要素演变
  •   3.1 山西省阳城地区54 年间降水指数变化特征
  •     3.1.1 降水量年变化和季节变化
  •     3.1.2 极端降水指数变化趋势
  •     3.1.3 降水指数M-K检验
  •   3.2 山西省阳城地区54 年间气温指数变化特征
  •     3.2.1 气温年变化和季节变化
  •     3.2.2 极端气温变化趋势
  •     3.2.3 气温指数M-K检验
  •   3.3 山西省阳城地区54 年间风速特征分析
  •     3.3.1 风速年变化和季节变化
  •     3.3.2 风速的突变情况
  •   3.4 山西省阳城地区54 年间日照时数特征分析
  •     3.4.1 日照时数年变化和季节变化
  •     3.4.2 日照时数突变情况
  •   3.5 小结
  • 第四章 山西省阳城地区娘娘湖湖泊沉积物反映环境变化特征
  •   4.1 湖泊沉积物有机质含量及稳定同位素指标与环境演变
  •     4.1.1 TOC、TN以及C/N变化情况
  •     4.1.2 碳同位素变化趋势
  •     4.1.3 氮同位素变化指示水体富营养化过程
  •   4.2 XRF扫描元素相对含量反映的环境变化信息
  •   4.3 小结
  • 第五章 气象要素和湖泊沉积记录之间的对比分析
  •   5.1 碳同位素变化趋势及其与气象资料的关系
  •   5.2 元素含量与阳城地区温度变化之间的相关性
  •   5.3 元素比值对阳城地区生长季温度变化的响应
  •   5.4 阳城地区风力变化与Si、Sr、Zr等元素的关系
  •   5.5 阳城地区极端气候指数GSL与有机质含量的联系
  •   5.6 小结
  • 第六章 结论与展望
  •   6.1 结论
  •   6.2 创新点
  •   6.3 展望
  • 参考文献
  • 作者简介
  • 发表论文情况
  • 参加学术会议
  • 参加研究项目
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 曹季成

    导师: 蒲阳

    关键词: 器测气象数据,湖泊沉积物,地球化学指标,岩芯扫描

    来源: 南京信息工程大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 地质学,地球物理学

    单位: 南京信息工程大学

    基金: 国家自然科学基金面上项目题为“山西阳城岩溶湖泊年分辨率类脂生物标志物气候环境意义研究”(编号:41877453)

    分类号: P343.3;P59

    DOI: 10.27248/d.cnki.gnjqc.2019.000606

    总页数: 78

    文件大小: 5947K

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