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为了深入理解黄土高原陆生蜗牛壳体碳酸盐稳定同位素组成的生态、气候环境意义,探讨黄土中蜗牛文石壳体同位素组成在重建黄土高原古植被、古气候环境变化中的运用,本论文对黄土高原范围典型气候带的现生蜗牛和渭南黄土剖面中蜗牛化石壳体稳定同位素组成进行了测试,重点分析现生蜗牛同位素组成与食物、生态环境和气候的关系,并将蜗牛化石同位素组成与黄土其它气候指标进行对比,得出了如下主要结论:
1.在特定环境下,蜗牛同位素组成存在个体和种属差异,但多个体蜗牛壳体同位素组成,在不同环境下的种属间存在显著的正相关,表明陆生蜗牛的同位素组成能有效记录生态和环境的变化。因此,单个蜗牛壳体同位素记录的气候信息不可靠,需要多个蜗牛壳体组成并均匀混合,且在条件允许的情况下尽可能选择同种蜗牛样品。
2.黄土高原地区不同气候环境下多种现生蜗牛壳体同位素组成与其相应躯干组织有机碳同位素组成存在密切的线性正相关,壳体相对躯干13C平均富集(14.2士0.8)‰,说明文石壳体在形成时与蜗牛呼吸代谢作用产生的CO2的碳同位素处于平衡分馏伴随瑞利和扩散动力分馏过程,蜗牛壳体δ13C值能反映蜗牛食物的碳同位素特征和潜在生态背景。
3.黄土高原地区现生蜗牛壳体文石稳定同位素组成与蜗牛活动时期的气候环境关系密切。蜗牛壳体碳、氧同位素组成与年平均降雨量和夏季降雨量关系显著,分别呈现负相关关系。这种关系反映了降水控制的蜗牛食物自然补给和干旱程度的变化。因此,蜗牛壳体同位素组成对重建黄土高原古植被、古气候环境具有积极的意义。
4.黄土剖面中蜗牛化石壳体碳酸盐同位素的分析发现,某些种属化石壳体的同位素组成与其它气候干旱指标呈显著的正相关,即δ13C/δ18O值随气候干旱程度的增加而增加,这进一步说明蜗牛壳体的同位素组成可以作为反映降水或干旱程度的标志,而且,较之其它气候指标具有更高的灵敏度和分辨率。