哈尔滨黄土炭屑记录的中晚更新世以来古火活动及其驱动机制

炭屑是探索古火活动和人类用火及其驱动机制的重要指标,为研究古环境和古气候的演变提供了一种新的途径。我国东北地区的炭屑研究较为薄弱,仅有的少数研究集中在全新世,缺少更长时间的沉积记录。为此,我们对哈尔滨黄土炭屑和总有机碳(TOC)进行分析,以重建中晚更新世以来松嫩平原东部的古火活动与古植被-古气候间的关系,并进一步探讨古火活动的驱动机制。结果表明,哈尔滨黄土炭屑形态揭示研究区主要以木本植物为主,炭屑粒度特征记录本地区为区域性古火事件。哈尔滨黄土-古土壤炭屑浓度曲线与TOC曲线比较吻合,古土壤炭屑浓度高,在弱古土壤层L1S1呈现出逐渐增加的趋势,表明温度的上升和生物量增多导致古火活动较为增强,揭示出古火活动主要受控于生物量。通过与Rb/Sr比值、全球CO_2S浓度以及深海氧同位素的对比,发现古火还受温度条件的限制。温度作为触发因素,对植物的生长和古火的发生起到了积极的作用,即温度影响木本植物生长,较高的温度导致更密集的蒸发,较低的温度会导致较高的有效湿度,从而对火灾的发生和植物的生长产生影响,这也指示了古火-植被-气候之间的复杂性。     

孢粉、炭屑揭示的黔西高原MIS3b期间古植被、古气候演变

将孢粉与炭屑结合应用于贵州盘县坪地晚更新世剖面,对比高分辨率的NGRIPδ18O、石笋记录分析,用以揭示黔西高原MIS3b期古植被、古气候演变。结果显示:45.16—44.44 ka BP期间,孢粉缺失,炭屑少,说明此时植被稀少,气候寒冷,可能指示H5事件。44.44—44.04 ka BP期间,以禾本科、百合科为主的草本及喜冷湿的蕨类占优势,乔、灌木稀少。炭屑浓度低,但末期出现峰值,说明气候开始由冷湿向温干过渡。44.04—42.5 ka BP期间,禾本科草类继续增加,成为草原植物的主要成分;乔木种类增加,但含量不高。炭屑浓度高,峰值频繁出现,指示气侯温干。42.5—41.29 ka BP期间,草原萎缩,森林面积扩展。针叶、常绿及落叶阔叶林迅速扩展。炭屑浓度总体偏低稳定,指示该时期气候温凉湿润。总之,MIS3b整体较冷,干湿交替出现。     

黔西高原MIS3-MIS2期炭屑记录与火灾模式研究

火灾与气候、植被存在复杂的关系,搞清东亚季风区的火灾模式及其发生机制,对预测未来气候变化及火灾防治具有重要意义。通过对黔西高原MIS3—MIS2期间的古湖相沉积物进行炭屑分析并结合AMS~(14)C测年数据研究发现:MIS3晚期以来研究区的火灾主要发生于36.3—35 cal ka BP、26.2—17.6 cal ka BP期间,中粒炭屑和大炭屑分别在35、26.2、23.6 cal ka BP记录到3次地方火。研究区炭屑记录对冷干事件响应敏感,炭屑峰值区对应Heinrich事件(H事件)、末次冰盛期(LGM)等干旱事件,低值区对应DO事件,呈现千年旋回的特征。比对东亚地区的炭屑记录发现,在大范围的东亚季风区MIS2期比MIS3末期在火的强度和频率上都要高,与欧洲模式显著不同。火的发生机制可能受气候因素的控制,同时受植被类型的影响。     

全新世以来长白山区孤山屯泥炭地炭屑记录与古火演化历史

长白山拥有亚洲目前保存较为完好的温带山地森林生态系统,由于近年来无火事件发生而积累了大量可燃物,火灾隐患逐年增加,重建古火历史找出火事件发生规律有助于现代火灾的有效防控。本文以长白山区孤山屯泥炭剖面的68个样品为研究载体,选取炭屑作为主要指标反演了长白山全新世以来的火事件演化历史;并结合前人利用孢粉、植硅体等代用指标重建的古环境、古气候特征,分析了火事件的成因机制。在11 686-10 883 cal aBP、7 336-2 624 cal aBP、2 624-1 189 cal aBP,炭屑浓度较高,古火事件发生频繁,强度较大;在10 883-7 336 cal aBP、1 189 cal aBP至今,炭屑浓度较低,古火事件发生频率较小,强度相对较弱。气候和植被对于火事件的影响贯穿了整个全新世时期,火事件多发生在寒冷干燥气候时期且以区域性火事件为主;近千年以来,人类活动与火山喷发对火事件的影响显著,局域性火事件比例逐渐增多。     

衡山表土花粉与植被和气候的关系

山地花粉传播过程受多种因素的影响,其散布规律较为复杂。厘清不同区域现代花粉的垂直散布规律与植被、气候的关系,将有助于化石花粉的正确解译与定量重建。研究选取南岳衡山典型垂直植被带,沿海拔梯度从山顶1061 m向山脚202 m,共采集了21个表土花粉样品,运用花粉分析和数值统计等方法,获得以下认识: (1)衡山现代表土花粉组合中乔灌木类型以松属、杉科、壳斗科、木犀科和蔷薇科等占优势,草本类型以禾本科、蒿属和莎草科等为主。(2)本区域松属和蒿属可能具有超代表性,杉科、蔷薇科、木犀科和盐肤木属代表性适中,壳斗科、樟科、木兰属、槭属和禾本科具有低代表性。(3)表土花粉组合在本研究区的四类植被带中有明显差异,代表性的花粉类型与周边植物组合具有较好的一致性,其中常绿阔叶树/落叶阔叶树和松属/杉科(P/T)的花粉比值在各植被带中差异显著。(4)影响衡山表土花粉分布的主要气候因子为年均温,且与P/T的相关性较强,因此P/T或可作为区域地层花粉古气候重建的参考指标。     

西藏两个小湖高分辨率的花粉记录

西藏东南部封闭湖泊高分辨率的花粉记录反映,在１６ ｋａ ＢＰ以前花粉组合以藜科（Ｃｈｅｎｏｐｏｄｉａｃｅａｅ） 和蒿属（Ａｒｔｅｍｉｓｉａ） 为主,花粉浓度很低,应为荒漠草原植被。当时气候寒冷干燥,１ 、７ 月份和年均温分别低于现在当地７ ～１０ ℃,０．５～１．５ ℃和４～６ ℃。年降水量仅２５０ ｍｍ 是现今当地年降水量的４０ ％ ;１２ ｋａ ＢＰ以后气温和降水逐渐增加,出现木本植物花粉,桦属（ Ｂｅｔｕｌａ） 和松属（ Ｐｉｎｕｓ）等,在９ ．２～５ ｋａ ＢＰ发育森林或森林草甸;８～６ ｋａ ＢＰ是研究区气候最适宜期,１、７ 月份气温均高于现在２～３ ℃,年降水量比现在当地高１００ ｍｍ 左右;５．５ ｋａ ＢＰ以后气温和降水呈非线性下降,主要发育草原植被,直至现在     

北京房山东甘池15000年以来炭屑分析及对火发生可能性的探讨

火是森林和草原生态系统的重要因子。本文通过北京房山东甘池１５０００ａＢ．Ｐ．沉积物的炭屑、孢粉及烧失量（ＬＯＩ）的分析,试图讨论北京地区１５０００ａＢ．Ｐ以来火发生的可能性,提出火与植被中某些成分的相互关系及影响火发生的一些因素,同时结合考古和历史地理资料说明人类活动引起火灾的情形和程度。     

若尔盖地区22000年以来的植被与气候

若尔盖ＲＭ孔上部６３７ｃｍ的花粉分析研究表明,在２２０００－１８０００ａＢ．Ｐ．植被以高山草甸和荒漠草原为主,气候较现在寒冷干燥;１８０００－１３０００ａＢ．Ｐ．,主要是高山、亚高山草甸,出现亚高山灌丛,气温趋于升高,但仍干燥;１３０００－１１０００ａＢ．Ｐ．,植被以亚高山禾草草甸为主;亚高山灌丛发展,可能已出现亚高山常绿针叶林,气温进一步上升,到后期已接近现在,湿度有所增加;１１０００－７０００     

近308年来大兴安岭北部森林植被气候生产潜力及其对气候变化的响应

揭示大兴安岭北部气候变化敏感区的气候生产潜力演变及其影响机理,对于维持东北地区生态系统平衡具有重要意义。基于标准树轮年表反演气象资料与研究区13个气象站观测数据组成的1707—2014年气象资料序列,利用Miami模型和小波分析等方法,分析了大兴安岭北部气候生产潜力演变及其对气候变化的响应。结果显示:1707年以来,气温、降水、蒸散和标准气候生产潜力变化均表现极显著增加趋势,标准气候生产潜力(W)变化率为1.79 kg hm~(-2)a~(-1),20世纪气候倾向率最大为10.14kg hm~(-2)a~(-1),温度气候生产潜力(WT)与降水气候生产潜力(WR)的比值21世纪最大,水热配比状态最好;4种气候生产潜力存在不同时间尺度的周期变化,但变化一致性较好,主周期均为215—219a;大兴安岭北部W呈现一致的正变化趋势,高值、次高值、低值中心分别在根河、塔河、鄂伦春偏南地区,振幅由西北向东南逐渐递减;W与年气温、降水量、蒸散量正相关显著,年平均气温每升高1℃、年降水量和蒸散量均增加10 mm,W变化率依次为453.71、74.40、219.01 kg/hm~2,且气温是影响W的主要因子;未来\"暖湿型\"气候对森林植被生长有利,而\"冷干型\"气候对森林植被生长不利,气候生产潜力增加(减少)幅度均为10.9%—21.7%。研究结果不仅可为区域尺度内研究森林植被气候生产潜力提供基础方法,而且对进一步估算森林碳汇、即将实施的碳交易及中国北部边疆生态安全研究和生态功能规划制定等具有重要参考价值。     

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。     

滇南异龙湖流域近150年森林火灾史及其驱动因素

重建森林火灾历史有助于对森林火灾发生规律及其驱动机制进行理解。滇南异龙湖37 cm湖泊岩芯沉积物的炭屑和花粉记录提供了湖泊流域过去150年森林火灾史和植被、气候背景;结合过去人口数量的变化;本研究探讨了异龙湖流域森林火灾发生规律及其控制因素。结果表明;异龙湖流域地区性森林火灾发生频率在过去150年（1886—2013 AD）呈现总体升高的趋势;在2000—2013 AD达到最高。地方性森林火灾存在1925—1970 AD和1995—2013 AD两个峰值;但引起两个阶段地方性森林火灾频发的原因不同;1925—1970 AD地方性森林火灾的高发主要是因为气候干旱;尽管抗日战争期间的大轰炸也贡献了部分燃烧质炭屑;但并不是主因;1995—2013 AD高发的地方性森林火灾则主要归因于人类活动（如农业生产）。     

Impact of a drier Early-Mid-Holocene climate upon Amazonian forests

This paper uses a palaeoecological approach to examine the impact of drier climatic conditions of the Early-Mid-Holocene (ca 8000-4000 years ago) upon Amazonia's forests and their fire regimes. Palaeovegetation (pollen data) and palaeofire (charcoal) records are synthesized from 20 sites within the present tropical forest biome, and the underlying causes of any emergent patterns or changes are explored by reference to independent palaeoclimate data and present-day patterns of precipitation, forest cover and fire activity across Amazonia. During the Early-Mid-Holocene, Andean cloud forest taxa were replaced by lowland tree taxa as the cloud base rose while lowland ecotonal areas, which are presently covered by evergreen rainforest, were instead dominated by savannahs and/or semi-deciduous dry forests. Elsewhere in the Amazon Basin there is considerable spatial and temporal variation in patterns of vegetation disturbance and fire, which probably reflects the complex heterogeneous patterns in precipitation and seasonality across the basin, and the interactions between climate change, drought- and fire susceptibility of the forests, and Palaeo-Indian land use. Our analysis shows that the forest biome in most parts of Amazonia appears to have been remarkably resilient to climatic conditions significantly drier than those of today, despite widespread evidence of forest burning. Only in ecotonal areas is there evidence of biome replacement in the Holocene. From this palaeoecological perspective, we argue against the Amazon forest 'dieback' scenario simulated for the future.     

新疆巴里坤湖8.8cal.kaBP以来植被演替的花粉记录

本文利用新疆东部巴里坤盆地内巴里坤湖的地层孢粉记录,结合14C定年,重建了该地区8.8cal.kaBP以来植被的演化历史.结果表明在8.8-8.0cal.kaBP、8.0-4.3cal.kaBP、4.3-3.8cal.kaBP、3.8-0.6cal.kaBP以及0.6cal kaBP至今,植被分别经历了荒漠、荒漠草原/草原、荒漠、荒漠草原/草原再到荒漠的演化过程.研究区中全新世以来的这种植被变化模式与亚洲中部干旱区的其它研究记录具有很好的一致性.     

Spatially explicit fire-climate history of the boreal forest-tundra (Eastern Canada) over the last 2000 years

Across the boreal forest, fire is the main disturbance factor and driver of ecosystem changes. In this study, we reconstructed a long-term, spatially explicit fire history of a forest-tundra region in northeastern Canada. We hypothesized that current occupation of similar topographic and edaphic sites by tundra and forest was the consequence of cumulative regression with time of forest cover due to compounding fire and climate disturbances. All fires were mapped and dated per 100 year intervals over the last 2,000 years using several fire dating techniques. Past fire occurrences and post-fire regeneration at the northern forest limit indicate 70% reduction of forest cover since 1800 yr BP and nearly complete cessation of forest regeneration since 900 yr BP. Regression of forest cover was particularly important between 1500s-1700s and possibly since 900 yr BP. Although fire frequency was very low over the last 100 years, each fire event was followed by drastic removal of spruce cover. Contrary to widespread belief of northward boreal forest expansion due to recent warming, lack of post-fire recovery during the last centuries, in comparison with active tree regeneration more than 1,000 years ago, indicates that the current climate does not favour such expansion.     

云南抚仙湖产类胡萝卜素酵母菌的资源调查

【目的】对分离自云南抚仙湖湖水的379株酵母菌进行产类胡萝卜素的筛选,以期获得具有开发应用价值的产类胡萝卜素酵母菌。【方法】采用酸热法提取类胡萝卜素,紫外分光光度计测定类胡萝卜素含量,SPSS软件分析产类胡萝卜素酵母的分布特征。【结果】318株酵母菌(占供试菌株的83.91%)具有产类胡萝卜素的能力,大多数菌株类胡萝卜素产量在10-300μg/g之间,最高达590.83μg/g。产类胡萝卜素酵母集中分布于红冬孢酵母属(Rhodosporidium)和红酵母属(Rhodotorula);担子菌酵母产类胡萝卜素的能力高于子囊菌酵母;筛选到9株产类胡萝卜素活性较强的菌株:双倒卵形红冬孢酵母(Rhodosporidium diobovatum)3株、沼泽生红冬孢酵母(Rhodosporidium paludigenum)2株、粘红酵母(Rhodotorula glutinis)、禾本红酵母(Rhodotorula graminis)、瑞纳锁掷孢酵母(Sporidiobolus ruineniae)及Cystofilobasidium macerans各1株。【结论】高原湖泊抚仙湖生存着大量产类胡萝卜素的酵母菌,\"红色酵母\"(Red yeasts)具有较强的产类胡萝卜素的能力,红冬孢酵母属(Rhodosporidium)和红酵母属(Rhodotorula)是抚仙湖产类胡萝卜素酵母菌的主要类群。     

Climate implications of biomass burning since the 19th century in eastern North America

Recent predictions that tropospheric aerosols have counterbalanced greenhouse warming assume aerosol emissions were low before ad 1850 and then increased dramatically with industrialization of the Northern Hemisphere and biomass burning in the Tropics. We assembled the lake sediment record of emissions across northeastern North America, where temperatures are predicted to have been substantially affected by industrial aerosols. Sediment evidence suggests a systematic shift in source and an overall decline in emissions since the 19th century. The geographical shift results from high presettlement emissions from wildfires in the Midwest that collapsed with tillage and fire suppression. Meanwhile, emissions were increasing in the North-east with European settlement. These regional changes produced a shift from the continental interior to the North-east. An overall decline results because decreases in the Midwest more than compensate for increases in the North-east. Results suggest the Central Plains as an important source of emissions in the recent past, consistent with pioneer accounts of dense smoke clouds emanating from prairie in the 19th century. Contrary to recent models that suggest increased 20th century combustion emissions could have offset warming effects of rising greenhouse gases, our data suggest that aerosols could have actually decreased over this interval. Although we cannot directly quantify aerosols from our methods, the emissions of large particles suggest assumptions of 20th century aerosol declines should be reconsidered.