【摘 要】
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野火在陆地生态系统中起着重要作用,自陆地植物出现以来,野火对各生态系统有着重要的影响。近年来,煤中丝质体广泛应用于证明泥炭地中野火的发生,被认为是野火燃烧的产物,但其成因仍然存在许多争议。本次研究采集了大兴安岭和美国阿拉斯加地区不同年代的现代野火燃烧残留物,从现代野火残留物的形貌特征、生物标志化合物、稳定碳同位素等方面展开系统地分析,从现代野火产物燃烧规律的角度出发,对比研究天然野火残留物的植物学
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野火在陆地生态系统中起着重要作用,自陆地植物出现以来,野火对各生态系统有着重要的影响。近年来,煤中丝质体广泛应用于证明泥炭地中野火的发生,被认为是野火燃烧的产物,但其成因仍然存在许多争议。本次研究采集了大兴安岭和美国阿拉斯加地区不同年代的现代野火燃烧残留物,从现代野火残留物的形貌特征、生物标志化合物、稳定碳同位素等方面展开系统地分析,从现代野火产物燃烧规律的角度出发,对比研究天然野火残留物的植物学与地球化学特征,综合分析煤中丝质体的成因。(1)同一样品的横切面上,秋材比春材更容易受热的影响而发生变化。植物在燃烧过程中,达到一定的燃烧温度,才会出现细胞壁均质化现象。(2)燃烧程度越高的样品,生物炭反射率越高。生物炭反射率取决于燃烧温度,受到生物降解作用的生物炭反射率相对更高。燃烧程度较高的样品反射率大多呈正态分布,不同燃烧程度样品的反射率出现“跳跃”的变化过程。(3)大兴安岭和阿拉斯加的植物样品有机质抽提率平均值0.04%和0.05%,有机抽提率整体较低。大兴安岭植物样品正构烷烃的碳数分布范围在C13~C30;多数样品中的主峰碳数在C16附近,呈前单峰型分布;ΣC-21/ΣC+22值介于1.68~2.96,均表明样品受到微生物降解作用的影响。大兴安岭样品可识别出萘系列、菲系列、芘和惹烯8种多环芳烃化合物,燃烧温度高的样品其芳香烃的种类和含量远远高于同组其他样品。经过长时间的风化和生物降解作用的样品,芳香烃的种类和含量也比风化程度低的样品要多。样品中的惹烯来源于燃烧成因。(4)样品的δ13C值主要受燃烧温度影响,燃烧过样品的δ13C值较低,燃烧温度越高,δ13C值越低;δ13C值可能同时受风化降解作用的影响。现代野火残留物与不同时代煤中的对比研究表明:生物炭与煤中丝质体在油浸反射光下均呈现随颜色越白亮反射率越高的特征;野火残留物中不仅缺失高分子量多环芳烃,低分子量多环芳烃的种类和含量也很少;DMP参数指示煤中燃烧产物(如丝质体)的植物来源和多环芳烃成因;生物炭中δ13C值主要受燃烧温度和降解或风化作用影响,煤中惰质组δ13C值会叠加成岩作用和煤化作用的影响。推测煤中丝质体的反射率主要形成于野火燃烧阶段,而其生物标志化合物和碳同位素组成同时受生物降解作用、成岩作用和煤化作用的影响。
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