沉积物焦碳与烟炱在古气候研究中的不同指示意义

黑碳是大气中一种重要的影响全球变暖的物质，也是沉积物火事件的指示物。黑碳主要由焦炭（char）与烟炱(soot)两种类型构成，由于理化性质（如粒径）的差异，二者的传输方式不同。以前的沉积物黑碳研究，由于在测量方法仅测量总的黑碳（未区分焦炭和烟炱），仅使用其作为火事件指示物，而忽视了沉积物烟炱主要来源于大气沉降，可以指示大气烟炱变化历史。本课题选择卡拉库里湖和青海湖20000年来的岩芯柱为研究对象，在我们前期建立的黑碳测量方法基础上，有效区分焦炭与烟炱，通过其时间和空间对比，阐明焦炭和烟炱的不同古气候指示意义，同时结合当前大气气溶胶中烟炱浓度水平，重建烟炱气溶胶的变化历史，揭示大气烟炱与古气候变化的直接关系。本研究将提供一种研究黑碳与气候变化关系的新思路，有望建立沉积物烟炱－大气烟炱－大气辐射强迫－古气候之间的内在联系。

采用湖泊沉积物记录、黄土记录与地表土壤分布特征相结合的研究方法，查明了焦碳和烟炱的气候指示意义，取得了以下一些重要认识：1）人类活动以前的火事件主要受到气候的控制，反映出冰期-间冰期的旋回特点；2）焦碳与烟炱可能指示了不同的燃烧方式，烟炱主要是明燃的产物，而焦碳主要与焖烧有关，很难明确的说明明燃和焖烧对于全球火事件的贡献，但是当前绝大多数的火事件重建根据的是以明燃的产物如焦碳和碳屑所指示的火事件，它主要反映的是燃烧残留产物，而并不能反映燃烧形成的大气指示物，或者二氧化碳的关系；3）焦碳受局地火事件和人类活动影响，而烟炱具有区域分布的特点，这为通过沉积物进行大气烟炱重建提供了一种新的思路；4）大气烟炱可能通过吸收太阳光影响全球气候变化，并在其中起重要作用,这在我们岱海的全新世研究中获得了一定的支持；5）火事件在植被的演替过程中起到了重要作用。地表土壤的黑碳、焦碳和烟炱在区域上的分布特征进一步证实了焦碳和烟炱的含量比值可能与气候分区有明确的关系。这为我们将古气候与火事件的研究与土壤、大气气溶胶中的黑碳、焦碳、烟炱及气候分带作用有机的联合在了一起。未来有关进一步的研究需要在大气气溶胶，土壤，湖泊和黄土沉积物焦碳和烟炱的共同关系中得到更多的证明。本项目发表SCI论文7篇，核心期刊论文1篇。申请人在此期间作为主要参与者获得2012年度国家自然科学二等奖一项（排名第六）。