技术领域
[0001] 本
发明涉及泥炭地沉积柱芯的采集方法，特别是涉及一种在中高纬度季节性冻融地区采集泥炭柱芯的方法。
背景技术
[0002] 泥炭地是地表经常过湿或有薄层积
水，其上生长着喜湿或
沼泽植物并有不少于30cm泥炭积累的地段(柴岫,1990)。由于其独特的形成原因和物理化学性质，泥炭地可以很好的记录过去
气候环境变化的历史，泥炭的原地自沉积模式保证了泥炭沉积序列不像湖泊序列那样容易收到干扰(Chambers and Charman,2004)，因此泥炭地沉积柱芯是研究过去植被演替、全球变化和泥炭历史沉积过程良好的地质档案。
[0003] 在大多数泥炭地中，由于地表经常过湿或有薄层积水，要想取出一个完整的泥炭柱非常困难，随之科学家们发明了一些取样设备，目前常用的设备有Russian corer和Wardenaar corer。但这些取样设备都存在着许多问题：由于表层泥炭过湿，植物根系较多，Russian corer很难完整的取出表层泥炭，还容易产生扰动，并且该
采样器的直径较小(5cm左右)难以满足实验对泥炭样品量的要求；Wardenaar corer的发明可以有效的解决Russian corer在表层泥炭采样和样品量上存在的问题(Wardenaar et al.,1986)，但伴随而来的是新的问题，Wardenaar corer过于笨重，携带不便，尤其是在泥炭沼泽这样的地区，大都远离人居，道路崎岖，只能靠人来负担，增加了采样的难度，遇到有机质含量较低的泥炭地，取样器下压困难，这就降低了Wardenaar corer的适用性；另外这些采样设备大部分情况下仅适用地表没有冻实结
冰的夏季操作，但夏季雨水充足，泥炭地中水分含量更大，在其中进行采样很容易对柱芯产生扰动和
压实现象，影响真实的泥炭层位，降低后续分析研究的准确性和可靠性。为了获取未受扰动的泥炭柱芯，特别是
生物活动最丰富的泥炭表层，需要一种新的采样方法来解决泥炭柱芯完整性问题、样品量问题以及扰动和压实问题。
发明内容
[0004] 本发明是为了解决现有方法冬季采取泥炭地沉积柱芯困难的技术问题，提供了一种冬季采取泥炭地泥炭柱芯的方法。
[0005] 冬季采取泥炭地泥炭柱芯的方法按照以下步骤进行：
[0006] 一、泥炭柱芯采集的时间定在初冬季节，泥炭表层冻结深度为5-15cm；
[0007] 二、沿着泥炭地的横断面，用探杆探测泥炭地永冻层以上泥炭厚度，选取相应深度的泥炭作为样点；
[0008] 三、刨去样点泥炭表面冻结冰层，选取一个20cm×20cm的正方形区域作为预采样区，用锯沿正方形边线垂直向下切割，直至永冻层，四条边线全部锯开后，得到一个20cm×20cm×h的泥炭柱芯；
[0009] 四、在泥炭柱芯上表面正方形相邻一边
位置挖取一个大于20cm×20cm×h的深坑，割开永冻层与泥炭柱芯之间连接的部分，然后沿着泥炭柱芯上表面正方形其余三条边线进一步分离泥炭柱芯，直至泥炭柱芯倒向深坑的方向，最后便可把泥炭柱芯取出至地表；
[0010] 五、永冻层的泥炭可用冻土取样器取出；
[0011] 六、对泥炭柱芯每隔1cm进行分层，用刀切割底层，用锯切割上层以及冻结的表层；
[0012] 七、将分好层的泥炭柱芯按顺序装入自封袋并编号，于4℃进行保存，以待分析测定。
[0013] 步骤一中所述泥炭表层冻结深度为10cm。
[0014] 步骤三中采用
铁镐刨去样点泥炭表面冻结冰层。
[0015] 步骤三中采用手板锯沿正方形边线垂直向下切割。
[0016] 步骤四中用刀割开永冻层与泥炭柱芯之间连接的部分。
[0017] 步骤四中然后沿着泥炭柱芯上表面正方形其余三条边线进一步用铁铲分离泥炭柱芯。
[0018] 本发明提供了一种中高纬度季节性冻融区泥炭柱芯的采样方法，根据季节的特点，把采样时间定在初冬季节，泥炭表层冻结约5-15cm，人
力可以破
除冰层，行动也较为方便，且不会对泥炭表层产生扰动；再者，冬季泥炭地中水分含量较少，人在上面进行采样活动，不容易压实泥炭，且取出的柱芯完整性较好；取出的泥炭柱芯处于稍微的冻结状态，有利于精细分层；利用手板锯对泥炭进行切割分离十分方便迅速，很容易隔断泥炭表层的根系；整个取样方法简单快捷，采样工具较为轻便，能够大量的节约成本，提高采样效率。
附图说明
[0019] 图1是本发明冬季采取泥炭地泥炭柱芯的方法立体结构示意图，图中1表示20cm×20cm×h的泥炭柱芯，2表示大于20cm×20cm×h的深坑。
具体实施方式
[0020] 本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
[0021] 具体实施方式一：本实施方式冬季采取泥炭地泥炭柱芯的方法按照以下步骤进行：
[0022] 一、泥炭柱芯采集的时间定在初冬季节，泥炭表层冻结深度为5-15cm；
[0023] 二、沿着泥炭地的横断面，用探杆探测泥炭地永冻层以上泥炭厚度(可通过触碰到泥炭底部反馈坚硬触感时探杆的长度判断)，根据研究目的，选取相应深度的泥炭作为样点；
[0024] 三、刨去样点泥炭表面冻结冰层，选取一个20cm×20cm的正方形区域作为预采样区，用锯沿正方形边线垂直向下切割，直至永冻层，四条边线全部锯开后，得到一个20cm×20cm×h的泥炭柱芯；
[0025] 四、在泥炭柱芯上表面正方形相邻一边位置挖取一个大于20cm×20cm×h的深坑，割开永冻层与泥炭柱芯之间连接的部分，然后沿着泥炭柱芯上表面正方形其余三条边线进一步分离泥炭柱芯，直至泥炭柱芯倒向深坑的方向，最后便可把泥炭柱芯取出至地表；
[0026] 五、永冻层的泥炭可用冻土取样器取出；
[0027] 六、对泥炭柱芯每隔1cm进行分层，底层腐化度较高，用刀切割底层，用锯切割腐化度较低上层以及冻结的表层；
[0028] 七、将分好层的泥炭柱芯按顺序装入自封袋并编号，于4℃进行保存，以待分析测定。
[0029] 具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的步骤一中所述泥炭表层冻结深度为10cm时。其它与具体实施方式一相同。
[0030] 具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是步骤三中采用铁镐刨去样点泥炭表面冻结冰层。其它与具体实施方式一或二之一相同。
[0031] 具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤三中采用手板锯沿正方形边线垂直向下切割。其它与具体实施方式一至三之一相同。
[0032] 本实施方式中所述的板锯长度根据所要采集的泥炭厚度进行选择。
[0033] 具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤四中用刀割开永冻层与泥炭柱芯之间连接的部分。其它与具体实施方式一至四之一相同。
[0034] 具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤四中然后沿着泥炭柱芯上表面正方形其余三条边线进一步用铁铲分离泥炭柱芯。其它与具体实施方式一至五之一相同。
[0035] 采用下述实验验证本发明效果：
[0036] 实验一：
[0037] 大兴安岭山地位于我国最北部，气候雨热同期，夏季温暖降水集中，冬季漫长严寒干燥。区内连续分布着
多年冻土，构成
土壤中坚实的不透水层，春季融水和夏季降水难以入渗，地表长期积水，死亡的植物残体不易分解，沼泽广泛发育，泥炭积累缓慢，厚度一般不超过1m。在该区采集泥炭柱芯，应避免泥炭被压实以及层位受到扰动，且保证泥炭柱芯的完整性和足够多的样品量。冬季采取泥炭地泥炭柱芯的方法按照以下步骤进行：
[0038] (1)泥炭泥炭柱芯采集的时间定在10月中旬，大兴安岭地区已下过一场
雪，气温-5—-20℃，泥炭表层冻结深度为10cm，避免泥炭层扰动和压实，
温度较低，泥炭柱芯容易保存完整。
[0039] (2)根据研究目标选择图强、洛古河和盘古样地进行柱芯的采集，通过触碰到泥炭底部反馈坚硬触感时探杆的长度判断永冻层以上的泥炭厚度，多点比较后，选取泥炭厚度最深处作为样点，通过判断，图强、洛古河和盘古样地泥炭厚度最深分别为46cm、42cm、53cm。
[0040] (3)用铁镐刨去样点表面冻结冰层，选取一个20cm×20cm的正方形区域作为预采样区，用50cm长的手板锯沿20cm×20cm正方形边线垂直向下切割，直至永冻层，四条边线全部锯开后，三个样地分别得到20cm×20cm×46cm、20cm×20cm×42cm、20cm×20cm×53cm的泥炭柱芯。
[0041] (4)用铁锹在泥炭柱芯20cm×20cm正方形相邻一边挖取一个20cm×20cm×50cm、20cm×20cm×50cm、20cm×20cm×60cm的深坑，用长为20cm的小刀割开永冻层与泥炭柱芯之间的连接，然后沿着正方形20cm×20cm其余三条边线进一步用铁铲分离泥炭柱芯，直至泥炭柱芯倒向深坑的方向，保证泥炭柱芯的完整性，最后把泥炭柱芯取出至地表。
[0042] (5)现场对泥炭柱芯每隔1cm进行分层，底层腐化度较高，用长为20cm的小刀辅助切割，使分层精细，腐化度较低的上层以及冻结的表层，用长为30cm的手锯切割分层。图强样地0-12cm为草根层，13-40cm为泥炭层；洛古河样地0-3cm为草根层，4—42cm为泥炭层；盘古样地0-7cm为草根层，8-24cm为藓类泥炭层，25-53cm为草本泥炭层。
[0043] (6)将分好层的泥炭样品按顺序装入自封袋并编号，带回实验室放入4℃进行保存，以待分析测定。
[0044] 实验二：
[0045] 小兴安岭泥炭地进行冬季泥炭泥炭柱芯采集。小兴安岭位于黑龙江省中北部，纬度虽然相对大兴安岭较低，但也分布有多年冻土区，泥炭地的发育形式有森林草甸沼泽化和湖泊沼泽化，有不同厚度的泥炭积累。在该区采集泥炭柱芯，同样应避免柱芯被压实以及层位受到扰动，且保证泥炭柱芯的完整性和足够多的样品量。冬季采取泥炭地泥炭柱芯的方法按照以下步骤进行：
[0046] (1)泥炭柱芯采集的时间定在10月下旬，相比大兴安岭地区的采样较晚一些，气温-2—-15℃，泥炭表层冻结约5cm，采样活动不会对泥炭层产生扰动和压实，在这种温度下，柱芯容易保存完整。
[0047] (2)通过触碰到泥炭底部反馈坚硬触感时探杆的长度判断永冻层以上的柱芯厚度，发现新青样地泥炭沉积较深，探测到100cm未发现永冻层，友好样地柱芯最大厚度80cm至永冻层。选择新青和友好样地分别100cm、80cm的柱芯进行采集。
[0048] (3)用铁镐刨去样点表面冻结冰层，选取一个20cm×20cm的正方形区域作为预采样区，保证样品量，用100cm长的手板锯沿正方形边线垂直向下切割，直至永冻层，四条边线全部锯开后，两个样地分别得到20cm×20cm×100cm、20cm×20cm×80cm的泥炭柱芯。
[0049] (4)用铁锹在泥炭柱芯相邻位置挖取一个20cm×20cm×102、20cm×20cm×85cm的深坑，用长为20cm的小刀割开永冻层与泥炭柱芯之间的连接，然后沿着20cm×20cm正方形其余三条边线进一步用铁铲分离柱芯，直至泥炭柱芯可往深坑的方向移动，保证泥炭柱芯的完整性，最后把泥炭柱芯取出至地表。
[0050] (5)现场对泥炭柱芯每隔1cm进行分层，腐殖泥层用长为20cm的小刀切割，使分层精细，腐化度较低的上层以及冻结的表层，用长为30cm的手锯切割分层。新青样地0-5cm为草根层，6-25cm为泥炭层，26-100cm为腐殖泥层；友好样地0-5cm为草根层，6—40cm为泥炭层，41-80cm为腐殖泥层。
[0051] (6)将分好层的泥炭样品按顺序装入自封袋并编号，带回实验室放入4℃进行保存，以待分析测定。
[0052] 以上所述仅为本发明的
实施例，并非因此限制本发明的
专利范围，凡是利用本发明
说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
