天津湿地沉积物有机碳氮及其同位素组成特征与环境意义研究.doc

天津湿地沉积物有机碳氮及其同位素组成特征与环境意义研究湿地沉积物作为湿地系统的重要组成部分,是研究气候变化的重要载体,忠实的记录着当地诸多生物和理化信息,如干湿度、盐度、气温、降水量、生物量、生物种类、污染程度等,通过对这些指标的分析,可以了解湿地的水文特征、植被情况、生态污染等状况,重建湿地环境演化的历史过程。近几十年来,随着全球气候变化引起社会各界越来越多的关注,对湿地沉积物中记录的区域水体生态环境变化状况的研究越来越多,目的以恢复古环境,预测未来环境变化趋势。天津市地处渤海之滨,九河下梢之地,有着丰富的湿地资源。作为北方的经济中心,在飞速发展的同时环境状况渐渐显露。2012年1月,滨海新区生态湿地保护与修复工程全面启动,旨在2015年实现湿地不低于22%的覆盖率。因此需要科研部门对天津湿地进行系统性研究,以提供更多的科学理论和技术支持。目前,鲜有研究指向天津淡水湿地的沉积物及其反映的环境信息。综上所述,本研究旨在深入探讨天津湿地沉积物中碳氮组成及有机碳同位素组成特征,以反演本地区的古环境及古气候变化。本研究通过对天津主要湿地大黄堡、七里海和北大港湿地进行沉积物取样,研究讨论沉积物中碳氮组成及其同位素的地球化学特征(TOC、TN、T/N、δ13C和δ15N),来示踪物质来源,探讨植被覆盖变化及沉积物变化过程,模拟恢复古环境及古气候的演化过程,为天津湿地环境的修复及保护提供理论依据。其中大黄堡湿地的沉积物有机质大多都是C3陆生植物来源,并且经历了个由偏向陆相向偏向水相的过程,其对应的气候变化经过了湿冷-洪水频发-气候恶化-转暖-暖干五个阶段。七里海沉积物的有机质以C3植物为主且陆生或大型水生维管植物占主要部分,δ13C的变化规律十分明显,大致可以分为增大-稳定-增大-稳定四个阶段,而δ15N的变化规律不明显,其对应的气候变化经历了冷湿-冷湿-转暖-暖干四个阶段。北大港C3植物为主,经历了从以陆生植物为主的输入类型到水生藻类输入为主的阶段的转变,δ13C值变化比较有规律性,而δ15N值的变化则较为复杂,其对应的气候变化经历了冷湿-气候恶化-转暖-暖干四个阶段。根据大黄堡、七里海、北大港的沉积物剖面特征所反映出的古环境变化,推测了天津市在全新世(钻孔所覆盖的时间段)的古环境变化特征。从整体趋势上来看,天津市在全新世中晚期,经历了冷湿-暖干的气候变化,在两个阶段的中间,经历了一次短暂的环境突变事件,可能与全新世中期约4000aB.P.的一次气候恶化事件相对应。