大兴安岭雨养泥炭沼泽黑碳累积历史及固碳潜力

Peatlands are widely distributed in the Greater Khingan Range, Northeast China, where high frequency of forest fires has happened. This proposal focuses on the archives of ombrotrophic bogs to reconstruct the long history of black carbon accumulation: to establish chronology of peat cores through AMS C-14 dating, combined with Pb-210 dating methods; to investigate the historical change of black carbon accumulation through multi-proxies analysis, including peat accumulation rate, organic carbon, and black carbon in the peat layers; to reconstruct the activities of the local/regional fire events from the index of charcoal particles morphology; to establish the link between fire activity/black carbon accumulation and climate change, combined with the sequence of regional climate change derived from pollen; to clarify the spatial variation of black carbon accumulation through comparative analysis the peatlands within the range of 47 -53 N, 120 -126 E; Based on the above studies, to estimate carbon sequestration potential and the contribution rate of black carbon in ombrotrophic bogs of the Greater Khingan Range, by using the method of peat accumulation rate, combined with the area data derived from "The second national wetland resources survey". Black carbon buried in the peat represents an important carbon sink in carbon cycling, this research could improve our interpret for the carbon sequestration potential and pathway in the peatland ecosystem.

东北大兴安岭是我国泥炭沼泽分布较多地区，也是森林火灾高发区。本项目以剖析该区域内典型雨养泥炭沼泽黑碳累积记录为主线，通过AMS C-14和Pb-210法测年，建立年代学框架；通过对泥炭累积速率、有机碳、黑碳等指标的综合分析，研究黑碳累积的历史变化规律；通过对黑碳颗粒形貌特征指标的统计和判别分析，实现对地方性/区域性火活动事件的反演；结合以孢粉为主要指标获得的区域气候变化序列，建立火活动/黑碳累积与气候变化之间的联系；通过对47 -53 N, 120 -126 E范围内泥炭沼泽的对比分析，阐明黑碳累积的空间分异；结合"第二次全国湿地资源调查"获得的大兴安岭地区泥炭沼泽面积数据，采用泥炭累积速率法，对该区域雨养泥炭沼泽固碳潜力进行估算，并确定黑碳在其中的贡献率。黑碳在泥炭中的埋藏代表着沼泽碳循环中的一个重要碳汇，对泥炭沼泽长期黑碳累积的深入研究，能够加深对泥炭沼泽生态系统固碳潜力与途径的理解。

大兴安岭地区泥炭沼泽地处东亚夏季风边缘，也是森林火灾频发的地区。本项目通过对泥炭柱芯中黑碳含量进行研究，对比东北地区其它泥炭沼泽分布地区的黑碳含量特征，重点探讨了大兴安岭泥炭沼泽中黑碳储量和黑碳沉积历史及其环境意义。泥炭土壤中黑碳含量与森林土壤中黑碳含量接近而明显地高于其它生态系统土壤。本次研究分别利用AMS 14C和210Pb构建年代深度模型，重建了近1000年来的区域黑碳沉积历史。研究结果表明该地区黑碳沉积通量呈现每200年周期性变化，近150以来，随着人类活动的增强，黑碳的沉积通量也出现了明显的增加。黑碳沉降和储存过程主要受到周围地区火事件的强度和频率、地区经济发展程度、沉积区域地貌特征、湿地退化程度等因素的影响。自然火频发是该地区黑碳沉积通量增高的主要原因。大兴安岭地区泥炭地中黑碳储量为2.1×104 -2.4×105 Gg，近200年来大兴安岭地区湿地每年可固定的稳定性碳约为6.2×102 -7.6×103 Gg.yr-1，其中森林火事件所产生的黑碳超过50%。研究结果可以更好地了解大兴安岭地区黑碳沉积历史和固碳潜力，弥补了湿地生态系统中黑碳研究的不足，为进一步对于黑碳在其它沉积介质中沉积历史的研究提供可借鉴的研究方法和技术支持。