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研究揭示冰芯中左旋葡聚糖记录对生物质燃烧变化的特征指示意义
2019-01-29

  亚热带亚洲地区是全球人口最集中的区域,同时又是北半球森林火灾和草原火灾等生物质燃烧最典型的区域,生物质燃烧及产生的烟尘是这一地区重要的环境和社会问题。青藏高原获取的冰芯记录能够为亚热带亚洲乃至整个北半球中低纬度地区的气候环境演变提供高分辨率的科学证据。因此,利用青藏高原的冰芯记录开展高分辨率生物质燃烧变化历史的研究不仅仅具有重要科学意义,更兼具有重要社会和经济价值。然而,在青藏高原地区的冰芯记录中迄今没有找到合适的指标用于开展生物质燃烧变化历史的研究。

  uedbet体育|uedbet官网|UEDBET赫塔菲官网/青藏高原卓越创新中心姚檀栋院士研究团队近期发表的一项工作为解决这一问题提供了重要科学依据。该团队的研究人员游超致力于利用青藏高原冰川雪冰记录证据开展生物质燃烧变化的研究。在前期的研究工作中发现,青藏高原藏东南地区的冰川雪冰层中的左旋葡聚糖含量变化和印度半岛北部地区生物质燃烧季节变化具有相似的变化规律(You et al., 2016, JGR)。在此基础上,游超及其合作者结合近期的冰芯记录和卫星遥感资料,发现了在高原腹地获取的藏色岗日冰芯中的左旋葡聚糖含量变化能够指示青藏高原上风向印度半岛北部和中亚干旱区的火灾变化(You et al., 2018, JGR)。为了进一步明确该冰芯中左旋葡聚糖记录的环境指示意义,游超做了进一步深入挖掘:一方面,左旋葡聚糖含量的背景值变化能够指示年际尺度的生物质燃烧变化趋势,藏色岗日冰芯中的左旋葡聚糖含量背景值变化能够很好的反映印度半岛北部及喜马拉雅山沿线地区近期森林火灾的增强;另一方面,藏色岗日冰芯中的左旋葡聚糖含量极值的变化揭示了青藏高原上风向地区近期强火灾事件发生频率增加的事实。譬如,在该冰芯1.70米深度获取的样品中检测到了左旋葡聚糖含量的极值,通过与同时期卫星数据及风场资料的对比,研究人员认为这一极值很可能能够指示2008年8月发生在中亚巴尔喀什湖沿岸地区的几次强火灾事件。

  这一研究成果为确定冰芯中左旋葡聚糖记录对生物质燃烧变化的特征指示意义提供了科学依据,为利用青藏高原冰芯记录资料研究亚热带亚洲地区的生物质燃烧变化历史提供了参考范例。该研究近期以题为“Environmental significance of levoglucosan records in a central Tibetan ice core”发表在中国科学院和国家自然科学基金委员会联合主办的综合性学术刊物Science Bulletin上。该研究工作得到了中国科学院和国家自然科学基金委员会项目的资助。

  文章链接:

  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095927318305851

图1. 藏色岗日冰芯中左旋葡聚糖含量的变化(黑线为左旋葡聚糖含量随冰芯深度变化的原始记录,红线为左旋葡聚糖含量的年际变化记录)

图2. 藏色岗日冰芯中左旋葡聚糖含量背景值(红线)指示的1990-2012生物质燃烧增强趋势和左旋葡聚糖含量极值(灰色和深灰色柱)揭示的近期强火灾事件发生频率增加

 
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