云南早泥盆世植物穩定碳同位素特征及其古氣候意義*

張世輝 肖 良 薛進莊 孟美岑 秦 敏 崔 瑩 王德明

1 北京大學地球與空間科學學院，史前生命與環境科學研究所，北京 100871 2 長安大學地球科學與資源學院，西部礦產資源與地質工程教育部重點實驗室，陜西西安 710054 3 科學出版社地質分社，北京 100717 4 臨沂大學地質與古生物研究所，山東臨沂 276000 5 蒙特克萊爾州立大學地球與環境研究系，美國新澤西州蒙特克萊爾 07043

1 概述

氣候變化是當今最為引人關注的環境問題之一，眾多學者通過各種途徑對它進行解釋與預測，以便為人類社會的發展提供參考依據，但人類氣象記錄的歷史不過幾百年，難以從中找出長時間尺度的規律，因此古氣候和古環境的研究逐漸受到學術界普遍關注(劉賢趙等，2014)。目前，多種地質記錄被用來分析古氣候與古環境變化，如冰芯(Petitetal.，1999；段克勤等，2012；徐陳鵬等，2019)、古土壤(Kellyetal.，1998；劉瑾等，2015)、樹木年輪(Chenetal.，2011，趙少軍等，2017)及湖泊和海洋沉積物(袁子能等，2012；鐘阿嬌等，2020)等。

植物葉片化石一直是重建古氣候的重要材料之一，前人主要利用葉片的氣孔參數(包括氣孔密度和氣孔指數)、葉相特征、植物群組合等獲取古環境信息(肖良等，2017a)。近年來，越來越多的學者將有機地球化學方法用于對現代植物的研究，其中葉片穩定碳同位素對環境變化響應的研究方法已相對比較成熟(Fosteretal.，2017)。植物δ13C值常受到內因與外因的共同影響，內因是自身的遺傳因素，外因是環境，如溫度(Wangetal.，2013)、水分(Kohn，2010)、大氣CO2濃度(Schubert and Jahren，2012，2018；Chapman，2019；Cuietal.，2020)等。目前已開展了多種植物的δ13C值與環境因子之間關系的研究，這為利用植物化石δ13C值進行古氣候和古環境研究提供了參考依據(肖良等，2017b)，但由于影響植物碳同位素組成的各環境因子之間關系錯綜復雜，兩者之間的關系也存在許多爭議(馮虎元等，2000；……