土壤有机碳对区域碳平衡起着关键性的作用,量化其空间格局及动态变化是准确评估生态系统碳汇潜力的基础。然而,不同土壤有机碳估算方法和不同样本得出的结果存在非常大的差异和不确定性,尤其是地形复杂、对气候变化敏感的青藏高原地区。为定量评估不同方法估算的土壤有机碳密度空间分布格局在青藏高原地区的差异,论文以青海省为研究区,收集整理了青海省806个土壤有机碳密度采样点数据,基于气候、植被、地形和土壤等多种解释变量,采用逐步回归、反距离权重插值、普通克里格插值和随机森林模型4种不同的方法,对青海省表层(0~30 cm)土壤有机碳密度空间分布及其影响因素进行了探究。结果表明,归一化植被指数、光合有效辐射、总氮、年均温、海拔、年降水量和净初级生产力是土壤有机碳密度估算的重要变量;尽管4种方法所估算的青海省土壤有机碳密度的均值较为接近,处于5.14~5.62 kg C·m^(-2)之间,但其变化范围存在较大差异,分别为0.17~23.25、0.34~46.61、0.56~35.08和0.62~24.85 kg C·m^(-2);4种方法模拟结果的均方根误差分别为3.93、3.37、3.48和3.19 kg C·m^(-2),平均标准差分别为0.12、0.51、0.61和0.27 kg C·m^(-2),其中随机森林模型的结果较为稳定且精度较高,也更能准确反映青海省土壤有机碳的空间分布格局。比较发现,现有的土壤有机碳产品(SoilGrids250m 2.0和HWSD v1.2)在反映青海省土壤有机碳的分布方面还存在较大差异,相对而言,SoilGrids250m 2.0产品的土壤有机碳和随机森林模拟结果比较接近。
生物遗存作为反映气候变化的有效沉积记录,是重建古环境和古气候的重要指标。利用多种生物遗存在青海湖湖东沙地开展全新世气候变化研究,对理解青海湖盆地乃至青藏高原东北部地区的环境演变过程具有重要意义。本研究基于AMS~(14)C与光释光(OSL)年代结果,对湖东沙地东缘3个沉积剖面陈沟左(CGL)、三道滩(SDT)及水渠沟(SQG)中的生物遗存进行鉴定和分析,结合岩性、粒度、有机质等环境代用指标,明确了生物遗存的环境意义。在湖东沙地获得的生物遗存主要包括青海云杉(Picea crassifolia)残体、木炭及4种蜗牛化石。青海云杉残体指示湿润的气候,木炭反映总体湿润条件下相对干旱的环境;蜗牛化石的组合优势种为图克虹蛹螺相似种(Pupilla ***)和脆瓦娄蜗牛(Vallonia tenera),指示冷干的气候。在此基础上将湖东沙地全新世气候及环境变化过程划分为5个阶段:9.6 ka B.P.以前,剖面中保留少量青海云杉残体及木炭,气候转暖但存在干湿波动;9.6~8.0 ka B.P.,青海云杉残体分布较丰富,气候总体暖湿,其中,8.4~8.0 ka B.P.,木炭集中分布并出现最高值、蜗牛化石优势种繁盛、气候相对干燥;8.0~4.0 ka B.P.,青海云杉残体集中分布,木炭与蜗牛化石优势种数量保持低值,气候暖湿,为全新世适宜期;4.0~2.3 ka B.P.,剖面中基本未保留青海云杉残体,蜗牛化石优势种数量增加,气候由暖湿向冷干转变;2.3 ka B.P.以来,剖面中未见青海云杉残体及木炭,蜗牛化石优势种数量保持高值,气候较为冷干。
河北坝上地区地处东亚夏季风边缘,对气候变化响应敏感,是研究古气候环境演变的理想地区之一。本研究采用粒度端元模型分析方法对坝上地区2 m厚的典型风成砂-古土壤剖面沉积物粒度数据进行分离,同时结合粒度、磁化率和色度指标,探讨剖面沉积物各粒度端元所指示的环境意义以及坝上地区中全新世以来的环境演化过程。结果表明:1)白云湖剖面粒度组分分为3个端元,EM1代表区域暖湿气候背景下的风化成壤作用,间接指示区域的湿度状况;EM2代表区域风沙活动强度;EM3可能反映区域河流对基岩风化产物的搬运作用。2)研究区中晚全新世气候变化大致可以分为5个阶段:7.1 ka B. P.以前,风沙活动和河流搬运作用较强,气候表现为冷干特征;7.1~3.8 ka B. P.风沙活动减弱,气候温暖湿润,区域成壤作用加强;3.8~2.6 ka B. P.期间,气候波动频繁,处于暖湿-冷干过渡阶段;2.6~1.5 ka B. P.风沙活动增强;1.5 ka B. P.以来,气候由冷干向相对暖湿转变,成壤作用稍有加强。
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