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    希腊北部两万年间气候-植被-土地利用三者间的相互作用

    发布时间: 2020-08-04  点击次数: 614次

    上一期《易科泰样芯分析技术应用案例》,我们介绍了利用高光谱成像技术、高效液相色谱结合CoreScanner XRF技术通过对沉积物样芯叶绿素a(chl-a)和脱镁叶绿素a(phe-a)等成分的分析,建立高分辨率和亚层级的模式方法及成果,本期案例将介绍利用高光谱成像技术(HSI)结合CoreScanner XRF技术通过对湖泊沉积物样芯中的叶绿素a、细菌脱镁叶绿素a以及特征代理元素Ti、Br、Zr的分析建立推断气候-植被-土地利用三者间的相互作用关系。

    希腊北部缺乏有关植被、火灾和土地使用历史的详细资料,Sylvia Gassner等人(2019)利用SPECIM SCS高光谱成像技术和ITRAX XRF CORESCANNER技术分析了希腊北部Limni Zazari湖泊沉积物(长度6米),使用先进的多代理古生态方法,以重建过去2万年间的气候变化、土壤侵蚀、植被演变和火灾历史,重点在于关注土地利用及其对侵蚀和湖泊富营养化的影响。研究结果发表于2019年《Vegetation History and Archaeobotany》(20,000 years of interactions between climate, vegetation and land use in Northern Greece)。

    科研人员使用Specim PFD-xxV10E高光谱单样芯扫描系统(68 μm/pixel, spectral resolution 2.8 nm; camera slit width 30 μm; spectral sampling 1.57 nm)对新鲜沉积物半芯进行高光谱成像(HSI)扫描,对叶绿素a、细菌脱镁叶绿素a和黏土矿物等建立相应的3个光谱指数进行分析。使用ITRAX XRF扫描仪(瑞典Cox公司)在伯尔尼大学地质科学研究所通过XRF扫描评估地球化学成分,配备了铬X射线管。0.5 cm 分辨率下对溴(Br),钛(Ti)和锆(Zr)三种元素进行了分析,因为Br通常在有机物中富集,可以代表沉积物有机碳,Ti和Zr则作为流域陆源沉积物输送的标志。(同类相关研究还见于Martin Grosjean等,Hyperspectral imaging: a novel non-destructive method for investigating sub-annual sediment structures and composition; Antonin Van Exem等,Hyperspectral core logging for fire reconstruction studies.)

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    研究结果表明,大约20000年前(公元前18050年),该地区为茂密的草原所覆盖,约在公元前12550年,森林开始扩展,公元前6250年后,出现持续的农业活动;公元前1550年后,人类活动对森林的干扰导致无林区的扩展,公元前1100年铁器时代开始后,草地面积扩展,而近500年以来这种人类活动压力加剧。进入本世纪以来,农牧活动导致原生植被的萎缩。下图为研究人员利用单样芯高光谱成像分析系统和CORESCANNER XRF样芯分析系统对湖泊沉积样芯所做的分析结果。

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    HSI高光谱技术和XRF所作的花粉汇总与选定分类单元的比较图

    易科泰生态技术公司提供全面样芯扫描成像分析技术方案:

    ü高分辨率样芯(芯体)扫描成像分析,全面反映二维密度/质地和化学成分分布

    ü岩矿样芯、海洋湖泊沉积样芯、树木年轮样芯等

    üRGB扫描成像与CT技术密度扫描成像

    ü高光谱扫描成像分析

    üXRF元素扫描分析

    ü高通量、非损伤

    ü可选配LIBS元素分析

    主要产品技术:

    ØSisuROCK多样芯高通量高光谱成像扫描分析系统

    ØCoreScanner样芯密度与元素扫描分析系统

    ØXRF Scanner 岩矿样芯元素扫描分析系统

    ØSisuSCS单样芯高光谱成像扫描分析系统

    ØSpectraScan高光谱成像扫描分析系统

    ØMultiScanner树木年轮分析系统

    ØSisuCHEMA高光谱成像分析系统