宁绍平原全新世火历史重建及其与气候环境、人类活动的联系

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全新世气候整体变暖,古人类活动增强,气候、植被及人类活动在多方面影响了火演化。然而,如何辨析气候环境和人类活动对火的影响是研究难点。宁绍平原具有的独特地理与历史条件,为开展植被变化对火活动-植被气候-人类活动耦合关系的研究提供了理想场所。本论文结合现代过程和环境历史重建的研究方法,对研究区的现代植被进行燃烧实验,对所得的炭屑进行提取观察、同时测定黑碳同位素组成,获取适应于该区域沉积地层的端元值。在此基础上,选取该区典型的沉积剖面跨湖桥剖面(KHQ14?15)和河姆渡剖面(HMD1401)的炭屑形态进行参数分析,并测试其总有机碳和黑碳含量及碳同位素组成,以此来探讨宁绍平原全新世火演化历史及其与气候、环境、植被和人类活动的耦合关系,得出以下结论:宁绍平原地区现代C3、C4植物燃烧后黑碳的碳同位素组成分别为-29.11‰、-13.25‰;模拟破碎沉积后炭屑形态特征仍能保留原来特征,不同草本和乔木炭屑形态及参数存在差别,草本炭屑平均长宽比4.73,乔木叶片炭屑平均长宽比为1.93。KHQ14?15钻孔的总有机碳含量及其碳同位素测量结果表明,一些时段如7700 cal a BP前后碳同位素值有较大波动,可以据此推测沉积地貌环境的改变和人类活动的影响导致了有机质输入的变化;该钻孔的黑碳及其碳同位素结果表明,末次冰期植被稀疏,火活动较弱;全新世火活动总体增强,燃烧的植被以C4草本为主,且黑碳和炭屑浓度在8650 cal a BP处有一峰值,黑碳碳同位素正偏,综合孢粉数据推断环境从潮滩沉积演变为河口沉积;7700 cal a BP,跨湖桥进入农业发展期,用火垦荒可能是造成火活动异常高的主要原因。9500 cal a BP之前的河姆渡地区,黑碳含量较低,黑碳碳同位素值略偏负,可以推断该时期植被以C3为主,气候较冷,火发生频率低;之后,火活动增强,燃烧的C4植物逐渐增多,可能是气温上升引起局部火灾;在河姆渡文化初期(7010~6500 cal a BP),火活动稍有增强,燃烧植被类型交替变化,表明河姆渡先民的农业活动可能对火活动有一定影响;晚全新世以来,由于样品分辨率问题,黑碳含量仅在3500 cal a BP处出现最大值,且对应的黑碳同位素值偏负,这可能是由于气候突然变干,发生了燃烧C3木本植物的大规模火事件。与末次冰期相比,全新世宁绍平原的火活动明显增强,但较大火事件的出现在时间上存在明显差异,这可能受局部地貌环境与人类活动的影响导致。此外,同时期两个不同剖面主要燃烧的植被类型不同。本论文的结果可为未来全球变暖和人类活动增强背景下的生态环境建设和可持续发展的决策提供基础理论依据。
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