THE DISTRIBUTION OF δ13 C VALUE OF C3 PLANT AND ITS RESPONSE TO CLIMATE IN ARID AND SEMIARID CENTRAL EAST ASIA
中东亚干旱半干旱区C3植物δ13 C值的分布 及其对气候的响应*

植物化石和土壤中的有机质碳同位素指标常用来反映古气候的变化,然而碳同位素这个指标在特定地区反映气候的定量关系缺乏检验。研究剖面选择自中国的秦岭(34°14′24″N,106°55′30″E)到蒙古人民共和国北部,接近贝加尔湖地区(51°35′08″N,100°45′49″E)的研究剖面线,选择了3种C3植物(Artem isia scoparia,Ajaniaachilleides和Artem isia frigida),在剖面线上沿南北方向上每隔4′到5′采取一个样点,共选取161个C3植物茎叶样品进行了1δ3C值测定。同时收集了剖面线附近气象站的降水、气温等资料,用插值方法得到每个采样点的气温、降水数据。分析表明:C3植物的1δ3C值分布范围为-30‰~-22‰,其平均值为-26.81‰,该平均值较全球C3植物1δ3C平均值偏正。通过对比C3植物1δ3C与年均温、年均降水量、生长季节的干燥度等随纬度的变化规律,发现C3植物1δ3C、年均降水量、生长季节的干燥度有非常一致的变化趋势,而C3植物1δ3C和年均温不具有一致性。通过一元回归分析也同样发现C3植物1δ3C与年均降水量呈线性负相关关系(y=-0.0077x-24.838,n=161,R2=0.4418,p=0.01),与生长季节的干燥度呈线性正相关关系(y=0.7328x-28.806,n=161,R2=0.3685,p=0.01),而与年均温度没有明显的相关关系(y=-0.0461x-26.756,n=161,R2=0.0232,p=0.01)。在本研究区C3植物1δ3C对年均降水量和生长季节的干燥度响应十分显著,而对温度的响应不明显。研究区具有明显的降水和温度的梯度分布特征,是验证植物碳同位素与气候关系的理想场所,而土壤中的有机质碳同位素与其地面上的植物碳同位素息息相关。研究也说明,在本研究区或其他气候植物组合相似的地区可以利用古土壤中的有机质碳同位素来定量或半定量地反映古气候的变化。