福建长乐海岸沙丘记录的小冰期晚期风沙气候与海岸环境演变

对福建长乐东海海岸沙丘进行光释光测年(OSL)分析,并根据毗邻海岸沙丘的光释光年代以及环境考古年代校验,初步确定了长乐海岸带近300 a来的海岸沙丘发育的时段。在光释光年代学确定的统一时间标尺基础上,采用粒度参数作为环境代用指标,讨论分析了不同空间尺度下影响长乐海岸沙丘发育的主要因素。研究表明:1)长乐海岸沙丘砂粒度特征表现出典型风成砂的特征:以中砂为主,分选较好,近对称,中等峰态,粒级较集中;2)长乐东海海岸沙丘发育于1714年以来,长乐海岸带海岸沙丘发育可划分为3个时期,AD1800以前、AD1800—1868、AD1896年至今;3)近300 a来东海沙丘发育主要受到东亚冬季风强度的影响,冬季风较强的时期海岸风沙活动频繁,但人类活动的影响也不容忽视。     

福建漳浦海岸沙丘粒度参数记录的环境演变

我国东南沿海广泛分布的海岸沙丘是海岸带环境演变的产物。该文对福建东南漳浦古雷海岸沙丘剖面(GL)进行了年代学、粒度参数和成因判别分析,在此基础上提取了对冬季风强度变化敏感的粒级组分,同时综合历史文献气候记录和泥炭地质记录分析,初步确定了研究区近1 300年以来海岸沙丘记录的冬季风环境演变信息,大致可划分为3个阶段:680-1100AD,海岸带冬季风强度总体较弱,后期表现为增强趋势,反映风暴潮活动频繁、气候温暖的海岸环境;1100-1700AD,海岸带冬季风强度波动增强,反映风沙活动强烈、较寒冷的海岸气候环境;1700AD至今,冬季风强度波动减弱,反映海岸气候环境在波动中回暖、风暴潮活动趋于增强。     

福建长乐海岸沙丘砂释光性质及环境演变研究

海岸沙丘蕴含着丰富的过去海岸带风沙活动的信息,在精确的年代学框架基础上才能提取接近实际的海岸风沙活动序列。本研究选取福建长乐海岸3个代表性海岸沙丘剖面进行光释光测年研究,应用不同年代模型计算比较光释光测年结果,发现Weighted Mean年代模型所测得的等效剂量值相较于CAM年代模型和Mean年代模型呈现出系统性偏小的特征,Mean年代模型所测得的等效剂量值的误差偏大,因此本研究选用CAM年代模型作为年代测算的模型。海岸沙丘砂OSL年代学研究表明,在0.9 ka以来,福建长乐海岸带产生明显的风沙堆积和发育海岸沙丘事件,可能是由于中世纪以来,尤其是小冰期福建沿海处于总体寒冷的背景下,区域气候呈现较大幅度的冷暖波动变化,经历了海平面波动下降、海岸线风大沙多的环境演变过程。     

海岸沙丘近表层粒度对台风的响应

根据“麦德姆”强台风登陆前后福建平潭岛海岸前丘、爬坡沙丘、横向沙丘和海岸沙席等海岸沙丘近表层的粒度数据,分析了台风登陆前后典型海岸沙丘近表层粒径组成与粒度参数的变化,初步总结了海岸沙丘近表层粒度对台风的响应特征。整体而言,平潭岛海岸沙丘在“麦德姆”登陆前后近表层的粒度变化较小,对台风的响应变化不大且基本无等级性的差别,但海岸沙丘不同类型及不同部位的响应程度并不一致,主要是由海岸沙丘沙与海滩沙粒度的相近性及台风过程中大风的非选择性风蚀所致,同时也受到不同类型沙丘的形态和规模等的影响。     

全新世中晚期福建海岸沙丘记录的海岸环境与人类活动

选取福建长乐典型海岸沙丘进行研究,在光释光(OSL)年代学基础上,结合环境代用指标分析和地质雷达图像,探讨研究区晚全新世以来沙丘发育历史及其古环境意义。结果显示:1东山(DS)沙丘发育过程主要存在5个沉积期和3个沉积间断。主要反映了东亚季风强度变化,是东亚冬季风的区域响应结果。同时与火山活动、中国东部冬半年气温、夏季风降水具有良好对应关系;2 DS剖面保存了近6 ka以来福州盆地海平面变化信息。清晰记录了存在于闽粤台地区的大范围的高海面期,分别是5.6~2.8 ka BP、2.8~1.7 ka BP、1.7~0.8 ka BP,其中1.7~0.8ka BP阶段最为明显。3 DS沙丘发育过程与闽东北区域人类活动记录以及新石器文化序列具有良好对应关系。5.6~2.8 ka BP、2.8~1.7 ka BP阶段的人类活动主要受到自然环境影响。~1.7ka BP之后,唐代至五代是福建社会经济的复苏阶段。     

小冰期福建海岸沙丘的沉积环境

选取福建东南沿海典型海岸沙丘——东海沙丘,运用GPR（Ground Penetrating Radar）技术探测海岸沙丘内部构造,辅助天然剖面和人工探槽观测,进行系统的年代采样与OSL（Optically Stimulated Luminescence）测年,并选择物理意义明确的粒度参数作为主要环境代用指标,获得了亚热带季风区砂质海岸带典型海岸沙丘的沉积年代和沉积结构。结果表明：（1）东海沙丘是由若干灌丛沙丘组成的横向沙丘,0～6 m主要是～0.45 ka BP以来形成的海岸风成沙丘,可以划分为～0.45 ka BP和0.22～0.12 ka BP两个阶段。（2）东海沙丘沉积过程是多因素共同作用的结果,冷干的气候环境是沙丘发育的适宜条件,入境台风频率增加可能加快了风沙的沉积过程。对比历史文献资料发现,气候异常期往往与社会动荡期、重要历史事件相对应。     

中国海岸风沙沉积记录的环境变化

海岸是陆、海、气相互作用的地带。海岸风沙沉积是这一特殊动力环境的产物,是研究海岸环境演变及海平面变化的良好信息载体。中国海岸主要存在3种风沙沉积,分别为“老红砂”、沙丘岩及海岸沙丘。本文通过比较已报道的风沙堆积的物质组成、地层变化等,进一步总结了海岸风沙沉积的特征;选择已开展绝对测年的沉积剖面,利用概率密度函数分析了风沙沉积年代的分布特征,考察了中国海岸风沙活动历史,结合其他气候记录,探讨了不同地质历史时期海岸风沙堆积的关键影响因素。结果表明：“老红砂”沉积主要记录了冰期-间冰期尺度的风沙活动,在120 ka BP前后、73—55 ka BP等时期,风沙活动主要与海平面下降时陆架提供的丰富沙源和强盛的冬季风有关;而在105 ka BP、80 ka BP前后,风沙活动与高海平面时期丰富的沙源或季风气候的季节性增强有关;55 ka BP以来风沙活动强度降低更多地反映了沉积记录保存环境的变化,末次冰期海岸风沙沉积大多分布在现代海面之下,并不代表实际的海岸风沙活动减弱。相比之下,海岸沙丘沉积所记录的风沙活动主要发生在近3 000 a,可能与中国海岸冬季风的增强有关。     

海岸风沙地貌台风响应研究的现状与趋势

基于台风对海岸风沙地貌影响研究发展的简要回顾,概括了国外近期在海岸沙丘风暴响应的差异性及其机理、风暴响应沉积特征以及新技术应用等方面的主要进展,认为国内适时开展台风对海岸风沙地貌形态与沉积特征影响研究十分必要,建议以华南为研究区域,通过对台风前后不同类型海岸沙丘形态变化的高精度测量、非台风季风沙运动过程的定位观测以及沙丘沉积物的系统采样分析等,研究华南海岸风沙地貌形态和沉积变化与台风间的相互联系,探究台风对华南海岸风沙地貌的作用规律,建立华南海岸风沙地貌的台风响应模式。     

台风群后海岸爬坡沙丘形态变化特征

依据福建平潭岛海岸爬坡沙丘在2016年夏秋季台风“尼伯特”“莫兰蒂”“鲇鱼”组成的台风群登陆前后一年内8次形态高精度测量数据,探究典型海岸爬坡沙丘在台风群登陆后的年内形态变化过程及其特征。结果表明:(1)台风群造成海岸爬坡沙丘体积减少了0.13%、沙丘高度最大降低1.43 m,且不同部位高度变化存在一定差异,特别是后缘因地表植被破坏高度变化最明显。(2)台风群中单个台风作用下海岸爬坡沙丘形态变化虽明显,但未发现存在累积效应。(3)海岸爬坡沙丘形态在台风群后的近一年内以体积增加、沙丘高度增加为主,特别是爬坡沙丘前缘部位有明显的变化规律。(4)海岸爬坡沙丘形态对台风群的响应特征是台风群(强度、数量)、海岸爬坡沙丘原形态、植被盖度、海滩类型及周边环境等因素综合作用的结果,而台风群过后爬坡沙丘形态恢复变化与其形成发育因素相类似,其中海滩沙源和风况是关键性因素。     

探地雷达在福建漳浦海岸抛物线沙丘沉积构造探测中的应用

本文进行了探地雷达在福建漳浦六鳌半岛海岸抛物线沙丘沉积构造探测中的初步应用。结果表明:(1)被探测海岸沙丘的粒度、含水量等理化性质,不同的天线频率,室内数字滤波、增益调适等图像处理环节,均会对探地雷达的探测结果产生影响。(2)本次探测结果以及人工砂坑剖面表明探地雷达是探测海岸沙丘沉积构造的良好手段。(3)通过判读探地雷达图像显示的沉积构造序列组合特点,并根据最近数十年研究区海岸环境演变初步调查结果,认为所探测海岸抛物线沙丘的发育过程,经历了早期海滩脊出露海面、继而发育植被和抛物线沙丘两个阶段。     

科尔沁沙地风沙沉积物磁学特征及其古环境意义初探

选取位于科尔沁沙地东北缘的六户屯剖面风沙沉积物为研究对象,进行系统的磁学特征和粒度分析。结果表明：六户屯剖面磁性矿物含量较少,磁学性质主要受亚铁磁性磁铁矿控制,并含有少量赤铁矿和针铁矿,磁性矿物粒度较细,以稳定单畴和超顺磁颗粒为主。沉积物中磁性矿物的粒度分布受风力大小与成壤强度的影响,单畴颗粒相对含量随风力的增强而增加,随土壤发育程度的增强而减少,χARM/χlf和χARM/SIRM可以指示冬夏季风的相对强弱。六户屯剖面磁性矿物粒度主要受冬季风强度及其动力分选作用的控制,磁性矿物粒度与沉积物总体粒度呈反相关;但在某些层位,夏季风影响下的成土过程对其改造作用不容忽视。成壤过程中形成的超顺磁颗粒是磁化率增强的主要因素,单畴颗粒对土壤发育适宜期磁化率的增加贡献相对较弱。     

粒度和磁化率记录的毛乌素沙地东缘全新世气候变化

通过对毛乌素沙地东缘大柳塔剖面地层沉积物粒度及磁化率特征的分析，结合光释光测年结果，探讨了毛乌素沙地全新世气候变化。结果表明：（1）剖面沉积物粒度组成以中砂、粗砂为主，古土壤中黏粒组分含量高（3.32%），风成砂中几乎不含黏粒组分（0.01%），粒度参数的平均粒径M_z和分选系数σ也表现为古土壤高值、风成砂低值；（2）磁化率在全剖面呈有规律的变化，低频、高频磁化率在古土壤中呈高值，湖沼相、弱成壤次之，风成砂最小；低频磁化率χ_lf与黏粒（<2 μm）含量、平均粒径M_z呈显著正相关，垂向剖面上变化规律一致，指示了相似的气候环境意义；（3）毛乌素沙地在10.39 ka BP附近存在明显的3次冷干-暖湿气候波动；10.39~9.34 ka BP，气候冷干，风沙活动盛行；9.34~8.68 ka BP，冬季风衰退，夏季风增强，成壤作用强烈；8.68~8.29 ka BP，气候寒冷干燥；8.29~2.72 ka BP，气候整体温暖湿润，在6.55~3.80 ka BP达到鼎盛后转向冷干；2.72~1.34 ka BP，冬季风占主导，沙丘活化，沙漠扩张；1.34 ka BP至今，逐渐接近现代气候。毛乌素沙地的全新世气候变化是东亚冬、夏季风此消彼长作用下全球气候变化的区域响应。     

南昌市厚田沙地风沙沉积记录的末次冰期气候变化特征

位于南昌市南部的新建县广泛分布着由沙丘砂-古土壤叠覆堆积组成的沉积序列。在野外调查的基础上,选择位于新建县南部的厚田剖面进行工作,其沉积序列由3层沙丘砂和3层砂质古土壤组成,顶部与底部的光释光（OSL）年代分别为14.9 ka BP和77 ka BP,为末次冰期的产物。结果表明：（1）厚田剖面的末次冰期地层可划分为HTS4（77~57.1 ka BP）、 HTS3c（57.1~49.7 ka BP）、HTS3b（49.7~36.8 ka BP）、HTS3a（36.8~26.5 ka BP）、HTS2（26.5~14.9 ka BP）5个阶段。（2）以粒级-标准偏差法与主成分因子分析法提取敏感粒度,12.619~20 μm含量与平均粒径和黏粒含量正相关,400~563.667 μm含量与平均粒径和黏粒含量负相关,反映冬季风强度的敏感粒径为400~563.667 μm,反映夏季风强度的敏感粒径为12.619~20 μm。（3）平均粒径、黏粒含量、敏感粒度在剖面上呈现明显的峰谷交替变化,暖阶段基本同步于葫芦洞石笋记录的夏季风强盛期和65°N 7月的天文辐射总量的高峰,揭示出HTS3c、HTS3a、HTS2早期为温暖期,砂质古土壤发育;冷阶段对应于葫芦洞石笋记录的夏季风减弱期和65°N 7月的天文辐射总量的低值,揭示出HTS4、HTS3b、HTS2晚期为寒冷期,沙丘砂发育。厚田剖面末次冰期的气候变化存在万年尺度的气候波动,是太阳辐射总量和东亚季风共同影响下的结果。     

The evolution of Holocene coastal dunefields, Jutland, Denmark: A record of climate change over the past 5000 years

Coastal dunefields have developed on the west coast of Jutland in Denmark over the past 5000 years. The dunefields are situated in a temperate climate zone with frequent high energy wind events. Dunefield development was characterized by repeated periods of transgressive dune formation punctuated by periods of dune stabilization and soil formation. The chronology of dunefield evolution is based on Accelerator Mass Spectrometry (AMS) radiocarbon dating of peaty palaeosols (24 samples) and Optically Stimulated Luminescence (OSL) dating of aeolian sand deposits (19 samples). These dates indicate that the completeness of the stratigraphic record varies considerably, but that the timing of aeolian activity events was identical in the dunefields examined here. Initiation of aeolian activity occurred around 2200 BC, 800 BC, AD 100, AD 1050–1200, and between AD 1550 and 1650. Proxy-climate data from bogs in southwestern Sweden suggest that these periods of dunefield activity were initiated during wet/cool summers. Most likely these climatic situations were associated with a more frequent passage of cyclones across Denmark in the summer seasons (increased storminess) causing aeolian sand movement and dune formation. The continued removal of vegetation in Jutland between 4000 BC and AD 1850 allowed the aeolian sand, when first activated, to move more and more easily across the coastal plains; the final phase of aeolian sand movement between AD 1550–1650 and 1900 had catastrophic implications for many coastal inhabitants in the region.     

福建东部海坛岛老红砂敏感粒度组分对东亚冬季风演变的响应

本文在福建东部海坛岛青峰老红砂剖面年代学框架基础上,通过2.5 cm等间距高密度采样进行粒度分析,采用粒级-标准偏差方法提取敏感粒度组分,并证明敏感粒度组分平均粒径可作为东亚季风的强弱变化的替代指标,据此建立了约44.0 ka以来青峰剖面老红砂记录的冬季风演变序列。结果显示,约44.0 ka以来东亚冬季风经历了3个演变阶段：①44.0~25.5 ka BP东亚冬季风较弱, 呈现在波动中逐步增强趋势;②25.5~15.5 ka BP为东亚冬季风最强盛期,并呈现高频波动特点,东亚冬季风在21.8 ka BP前后达到鼎盛期;③15.5~7.1ka BP为冬季风减弱期,但在11~10 ka BP前后,冬季风突然显著增强。相邻剖面平均粒径记录的冬季风演变阶段也具有较好的重复性。对比发现,青峰剖面老红砂敏感粒度组分的气候记录与长江下游葫芦洞石笋δ18O和格陵兰GISP2冰芯δ18O记录之间有较好的吻合,尤其对新仙女木事件和4次H事件三者都有记录,但青峰剖面对D-O旋回记录信号不明显。     

汾渭盆地黄土剖面0.9 Ma前后的粒度突变及其环境意义

 通过对汾渭盆地老庄黄土剖面的古地磁、磁化率、粒度分析,认为该剖面具有1.2 Ma以来的完整风成沉积系列。该剖面最为显著的特点为其粒度组成中粗粒组分含量较高,自L9（对应年龄约为0.9 Ma）以来粒度突然变粗并且地层中共发育了11层厚度较大的埋藏古风成砂,研究区远离沙漠,黄土中的砂粒及风成砂是近源搬运造成的,其中黄河河漫滩是其砂粒的主要供给源。这一特点显示汾渭盆地在距今0.9 Ma以来气候显著变干,冰期时发生严重土地沙漠化,这可能是汾渭盆地对中更新世气候转型的响应,还可能与当时青藏高原急剧隆升而激发的亚洲内陆干旱化加剧有关。     

瓦窑沟剖面记录的早中全新世毛乌素沙地东南缘气候变化

毛乌素沙地位于中国东亚季风边缘区,对气候变化响应敏感。区域内分布着大量河湖相沉积地层,忠实记录了全新世以来气候变化状况。选取毛乌素沙地东南缘河湖相沉积地层为主的瓦窑沟剖面（WYG）,在光释光（OSL）和¹⁴C（AMS ¹⁴C）测年基础上,对粒度、色度和有机质环境代用指标进行分析,反演得出毛乌素沙地早中全新世气候经历了3个阶段：约9.8 ka BP前气候干冷,广泛沉积沙层;9.8—9.6 ka BP气候逐渐回暖,为气候干冷转为暖湿的过渡期;9.6—5.2 ka BP气候相对暖湿,发育砂质泥炭层。推测计算得出,剖面地层沉积速率沙层>过渡层>砂质泥炭层,且各地层均存在次一级旋回,曲线旋回周期砂质泥炭层（480 a）>沙层（150 a）>过渡层（130 a）,指示砂质泥炭层沉积速率最慢、形成时期气候相对稳定。研究结果与东亚季风区域古气候记录具有很好的可比性,是对东亚冬夏季风强度变化的全球性响应。     

Chronology of the Holocene loess-paleosol section and its deposition and pedogenesis on the south of Chinese Loess Plateau

Optically stimulated luminescence (OSL) dating for polymineral fine-grained loess samples, collected in Laoguantai (LGT) section on the south of the Chinese Loess Plateau, was made by application of single-aliquot regenerative-dose (SAR) protocol. A ‘Double-SAR’ procedure in which aliquots are subjected to both infrared (IR) and blue stimulations was used, and two sets of equivalent dose (De) determinations were produced and assumed to relate predominantly to feldspathic and quartz fine grain populations respectively. The OSL ages estimated from IRSL signals are smaller than those estimated from [post-IR] OSL signals due to the anomalous fading of feldspar IR signals, based on fading experiment. The young ages of the samples near ground surface may be originated from the post-depositional disturbance by the intensifying humanity’s cultivation since 3.0 ka BP in the Guanzhong Basin, south of the Chinese Loess Plateau. Based on OSL dating, as well as field observations and stratigraphic correlation, we determine the chronology of the LGT loess-paleosol sequence. In combination with climate proxy records, it is indicated that aeolian loess deposition and pedogenesis underwent polyphase changes during the Holocene, likely to have been driven by shifts in the East Asian monsoon. This suggests that aeolian loess deposition is episodic and highly variable, with contributions from non-aeolian processes such as alluvial deposition found in the area.