利用珊瑚生长率重建西沙海域罗马暖期中期海温变化

珊瑚生长率是记录海水表层温度（SST）的一个重要代用指标。本文以南海中北部西沙永兴岛罗马暖期期间发育的3个澄黄滨珊瑚（Porites lutea）为材料,测量它们的骨骼生长率,并利用珊瑚骨骼生长率与SST的关系式定量重建海温年际变化序列。结果显示：3个滨珊瑚（生长于120-59 BC、46 BC-14 AD和30 BC-28 AD期间）的平均生长率分别为0.88 cm/a（变化于0.53~1.24 cm/a之间）、0.90 cm/a（变化于0.58~1.53 cm/a之间）和1.12 cm/a（变化于0.71~1.46 cm/a之间）。据此重建同时段年平均SST,相应结果分别为26.7℃、26.8℃和27.3℃。2 kaBP前后（120-59 BC,46 BC-28 AD）西沙海域平均SST为26.9±0.4℃,低于现代（1981-2010 AD）约0.7℃。     

利用珊瑚生长率重建西沙海域罗马暖期中期海温变化

珊瑚生长率是记录海水表层温度(SST)的一个重要代用指标。本文以南海中北部西沙永兴岛罗马暖期期间发育的3个澄黄滨珊瑚(Porites lutea)为材料,测量它们的骨骼生长率,并利用珊瑚骨骼生长率与SST的关系式定量重建海温年际变化序列。结果显示:3个滨珊瑚(生长于120-59BC、46BC-14AD和30BC-28AD期间)的平均生长率分别为0.88cm/a(变化于0.53~1.24cm/a之间)、0.90cm/a(变化于0.58~1.53cm/a之间)和1.12cm/a(变化于0.71~1.46cm/a之间)。据此重建同时段年平均SST,相应结果分别为26.7℃、26.8℃和27.3℃。2kaBP前后(120-59BC,46BC-28AD)西沙海域平均SST为26.9±0.4℃,低于现代(1981-2010AD)约0.7℃。     

西天山温泉地区全新世沉积物元素地球化学记录及其古环境意义

通过对西天山温泉湿地钻孔沉积物Rb/Sr、Sr/Ca、Ti/Sr、Mg/Ca、Zr/Sr 5种特征元素比值综合分析与对比研究,识别温泉湿地全新世气候变化驱动模式。结果表明：（1）温泉湿地沉积物提供了新疆全新世气候变化的可靠记录,其全新世气候经历了暖干（10300—7700 cal a BP）-暖干向温湿过渡期（7700—7000 cal a BP）-温湿（7000—4200 cal a BP）-温干（4200—2900 cal a BP）-冷湿（2900—81 cal a BP）5个阶段变化过程。（2）与邻近区域其他替代性指标所指示的气候变化相吻合,验证了新疆地区全新世早期暖干、中晚期冷湿的气候变化模式,表明新疆地区全新世气候类似于西风模式。（3）温泉湿地沉积物化学元素比值在7700—7000 cal a BP期间指示的降温过程是8200 cal a BP全球变冷事件的响应;4200—2900 cal a BP期间指示的升温过程或许与3000—2900 cal a BP敦德冰芯反映的全新世次高温事件相关。同时,与周边区域其他替代性指标对比发现,新疆地区逐渐湿润的变化趋势可能是全新世温度...     

全球气候变暖对西沙、南沙海域珊瑚生长的潜在威胁

利用近50年来西沙、南沙海域SST及全球温度资料,分析西沙、南沙海域SST的长期变化趋势及其与全球温度变化的关系,结果得出,西沙、南沙海域年均SST的增温率分别为(0.02±0.004)℃/a(1961-2007年)和(0.016±0.002)℃/a(1950-2007年),均高于全球温度的增温率[(0.012±0.001)℃/a,1950-2007年];西沙最热月6月份SST增温率高达(0.026±0.004)℃/a(1961-2007年),南沙最热月5月份SST增温率也达(0.011±0.003)℃/a(1950-2007年);并且西沙、南沙海域SST与全球温度存在显著的正相关性,意味着它们之间复杂的关系.预计到2030年西沙6月份SST将达30.6～1.3℃,南沙5月份SST将达30.3～30.8℃;到2050年西沙6月份SST将达31.0～32.3℃,南沙5月份SST将达30.6～31.4℃.依据珊瑚白化的温度上限(31℃),推测2030后,西沙、南沙海域将很有可能频繁地发生珊瑚白化现象,这对珊瑚生长极为不利.虽然珊瑚可能会调整自身以适应全球变暖,但采取一定的人为干预措施加以保护更为重要.     

海南岛澄黄滨珊瑚共生藻对环境变化的适应性

在全球气候变暖和人类活动加剧导致珊瑚礁严重衰退的背景下,以抗逆性强的澄黄滨珊瑚（Porites lutea）为研究对象,于 2013 年 10 月―2014 年 8 月在海南岛文昌和三亚对其共生藻密度及光合效率开展了季节性调查研究。结果显示：1）澄黄滨珊瑚共生藻的密度及光合效率均存在显著的季节变化,共生藻密度在冬季最低、夏季较高,其光合效率在冬季较高,春夏季较低。2）澄黄滨珊瑚共生藻密度的空间差异远小于其季节变化的差异,但水深 1~2 m 澄黄滨珊瑚共生藻的密度普遍高于水深 4~6 m 的澄黄滨珊瑚,三亚澄黄滨珊瑚共生藻的光合效率明显高于文昌。3）进一步分析发现,在诸多环境因子中,海表温度 SST 和水体营养是驱动海南岛澄黄滨珊瑚共生藻密度及光合效率变化的主要环境因素,而光合效率的空间差异则可能是珊瑚对生存环境长期驯化的结果。由于文昌和三亚沿岸海水养殖和潜水旅游等人类活动频繁,礁区海水面临富营养化的风险,推测海南岛澄黄滨珊瑚面临 SST 上升和营养胁迫联合效应的严重威胁。     

利用珊瑚生长率重建西沙海域工业革命以来的海温变化

以南海北部西沙群岛永兴岛发育的澄黄滨珊瑚(Porites lutea)为材料,构建了珊瑚骨骼生长率温度计,并以此为基础重建了工业革命以来(1880―2007年)西沙海域SST变化序列。结果发现:1880―2007年,西沙海域SST的波动范围26.1~28.5℃,平均值为27.27℃。1880―1892年为降温期,西沙海域SST波动下降,在1892年达到近百年来的最低值(26.1℃)。1893―1935年为西沙海域SST低温平台期,SST以波动为主;1936―1957年西沙海域SST先升后降,变化呈单峰模式。1957―2003年,SST呈现快速增温趋势。2003―2007年,西沙海域SST出现"增温停滞"现象。在年代际尺度上,西沙海域SST的整体变化模式可能受气候系统准60 a周期调控。在年际尺度上,冬季风强度、火山活动以及ENSO等共同对西沙海域SST产生影响。人类活动导致的全球增暖可能在1957年之后才成为西沙海域SST增温的主要驱动因素。2003―2007年西沙海域出现的降温趋势是对全球"增温停滞"的响应,是自然强迫和人为强迫相互作用的结果,西沙海域SST这种短暂的降温趋势很可能随着自然强迫作用的减弱而重新被增温模式所代替。     

黄河源玛曲段全新世风成黄土-古土壤序列风化成壤特征以及古气候演变

通过对青藏高原东北部黄河源开展广泛细致的野外考察,选择位于玛曲段黄河左岸第二级河流阶地（T₂）之上,赋存典型风成黄土-古土壤序列的达尔琼东（DEQ-E）剖面进行系统采样。在室内对采集样品进行了磁化率、烧失量、吸湿水、粒度、土壤微形态、地球化学元素和光释光（OSL）测年等综合分析,结论表明：① 黄河源玛曲段DEQ-E剖面地层序列由上至下依次为现代草甸土层（MS）-全新世中期古土壤层（S₀）-全新世早期过渡性黄土层（L_t）-阶地漫滩相沉积层（T_2-al）;② 黄河源玛曲段DEQ-E剖面风成黄土-古土壤序列风化成壤强度呈现出全新世中期古土壤层（S₀）>全新世早期过渡性黄土层（L_t）>现代草甸土层（MS）的变化特征;③ 黄河源全新世的古气候演变可分为3个阶段：全新世早期（11000 a BP—9000 a BP）,西风势力减弱,东亚夏季风逐步增强,气温趋于变暖,降水有所增加;全新世中期（9000 a BP—3100 a BP）,东亚夏季风作用强盛,气候整体温暖湿润;全新世晚期（3100 a BP以来）,东亚夏季风衰退,西风势力有所增强,导致气候转向干冷。该研究成果有助于理解青藏高原东北缘的古气候演化机制,同时对于预测未来区域气候变化具有重要的科学意义。     

三沙市美济礁滨珊瑚记录的近百年海面温度变化

利用南沙群岛美济礁滨珊瑚Sr/Ca建立与海面温度（SST）的关系式,后报近百年南沙群岛海区高分辨率的SST序列。结果显示：美济礁近百年SST的年平均值为28.4℃,最高值为29.2℃（1998 AD）,最低值为27.6℃（1917 AD）,相差1.6℃。近百年SST呈增暖趋势,升温速率为0.025℃/10 a,但存在年代际的温度波动,其中1906―1927 AD呈降温态势,1928―1938 AD呈增温态势,1939―1957 AD呈降温态势,1958年后SST呈波动上升趋势。近百年SST呈现3.5 a、33 a周期,显示受ENSO和太平洋年代际涛动（PDO）影响。     

1960―2013 年华南沿海海洋站SST 变化及其影响因子

根据 1960―2013 年华南沿海 7 个海洋站的实测海表温度（SST）及全球平均表面温度、太平洋年代际涛动（PDO）、ENSO、南海高压、华南沿海近海面风速等资料,采用线性回归、Yamamoto 突变检验、小波分析、相关分析等方法,研究了近 54 a 华南沿海 SST 时空变化及其影响因子,结果表明：1）近 54 a 华南沿海的年平均 SST呈准同步变化和显著增暖趋势,其气候倾向率为 0.08~0.17℃/10 a,平均为 0.12℃/10 a,以冬季增暖最为显著;2）SST 变化在 1997/1998 年出现突变现象;3）SST 变化有多时空尺度的变化特征,其中最显著的变化周期是 2~4 a的年际变化;4）SST 变化深受 ENSO 事件的影响,约滞后于 MEI 指数 2~4 个月;5）影响 SST 变化趋势的主要因子有全球气候变暖、PDO、南海高压、华南沿海近海面层风速等。     

利用珊瑚的影像密度恢复南海海表温度

将南海西沙永兴岛(16°50'N, 112°20'E)西北的造礁珊瑚的岩芯,制成X射线负片.用显微光密度计在X射线负片上获得沿生长轴方向的影像密度值,时间序列为1937～1993年.根据影像密度数据,计算出珊瑚的各年生长率和钙化率的代用指标.珊瑚生长率和钙化率的代用指标都与SST呈显著正相关.根据1960～1993年的资料统计,相关系数分别是0.91和0.85,从而建立了珊瑚生长率温度计和钙化率代用指标温度计.并用这两个温度计测算到1937年,揭示出南海的SST变化既受到全球气候环境变化为主的影响,也受到半封闭海域格局的影响.     

新疆天山黄土GDGTs重建的全新世温度逐步升高及其可能意义

全新世温度变化是理解现代变暖和预测未来温度变化的重要依据,但目前根据地质记录重建的温度变化趋势与气候模拟重建的温度变化趋势存在显著矛盾。依据已经建立了可靠年代的新疆天山北麓鹿角湾全新世黄土-古土壤序列（LJW10剖面）,选取4个重要时段的黄土-古土壤样品,开展支链GDGTs（br-GDGTs）测量,采用国际上新提出的GDGTs分析方法和MBT'_5ME指标,重建了该剖面全新世以来年均温度变化的初步框架。结果发现,采用新的MBT'_5ME指标重建的表层样品的温度更接近现代气象记录的实际温度,利用国际新的GDGTs分析及计算方法重建的全新世温度自早全新世以来逐步升高,与已有气候模拟重建的全新世温度变化趋势一致。应当指出的是,本文只是使用新GDGTs分析方法和MBT'_5ME指标重建全新世温度变化的初步探讨,今后不但需要开展研究方法的进一步探讨,而且需要开展更高时间分辨率和不同区域黄土-古土壤记录的GDGTs温度重建研究。     

中国全新世气温变化特征

以中国全新世气温集成序列为资料,分析中国全新世气温变化特征,研究发现：全新世气温变化可以分为早全新世（11．5～8．8kaBP）波动升温期、中全新世（8．8～4．2kaBP）大暖期和晚全新世（4．2kaBP以来）转冷期3个阶段。8．0～6．2kaBP是暖期盛期,气温较现代高1℃多。全新世期间发生多次冷暖事件,有11．0kaBP、9．8kaBP、9．2kaBP、8．9kaBP、8．2kaBP、6．2kaBP、4．0kaBP、2．8kaBP、1．5kaBP和0．4kaBP等10次冷事件,有8次可以北大西洋相互对应;其中4．0kaBP和0．4kaBP是全新世最显著的冷事件;暖事件主要发生在8．6kaBP、4．7kaBP和3．5kaBP前后。全新世冷暖事件变化分别具有显著的1000a、700a的周期。     

珊瑚的影像密度恢复南海海表温度

将南海西沙永兴岛 ( 1 6°50′N,1 1 2°2 0′E)西北的造礁珊瑚的岩芯 ,制成 X射线负片。用显微光密度计在 X射线负片上获得沿生长轴方向的影像密度值 ,时间序列为 1 937～ 1 993年。根据影像密度数据 ,计算出珊瑚的各年生长率和钙化率的代用指标。珊瑚生长率和钙化率的代用指标都与 SST呈显著正相关。根据 1 960～ 1 993年的资料统计 ,相关系数分别是 0 .91和 0 .85,从而建立了珊瑚生长率温度计和钙化率代用指标温度计。并用这两个温度计测算到 1 937年 ,揭示出南海的 SST变化既受到全球气候环境变化为主的影响 ,也受到半封闭海域格局的影响     

南沙群岛永暑礁澙湖沉积的晚全新世风暴事件记录

位于南沙群岛永暑礁西南小澙湖的南永4井岩芯柱中含多层珊瑚枝和珊瑚砾石的堆积,反映了突发性风暴事件造成的珊瑚碎屑快速搬运和堆积。全新世晚期约4 000 aBP以来,澙湖珊瑚砾堆积记录了1 400870BC、660BC390AD、600770AD和940-1992AD 4个主要的风暴事件频发时期,并且风暴的强度呈阶段性增强。风暴事件还表现出千年和百年尺度的周期性波动,具有1 280 a、370 a、210230 a、140150 a和90 a的准周期,与全新世气候环境的周期性变化相对应,很大程度上受太阳活动周期变化的影响。     

中亚哈萨克斯坦南部VA黄土剖面过去～25 000 a来沉积地层特征

选取位于中亚哈萨克斯坦中南部的VA剖面作为研究对象,剖面厚7 m,野外采样以及实验分析间距均为5 cm。在AMS ¹⁴C测年基础上,综合野外地层考察和实验室指标（包括磁化率、碳酸盐、有机质和粒度）分析,结果表明：I：该剖面过去～25 000 ¹⁴C a BP以来地层主要可以分为五个地层单元：（1） ～26 000 ¹⁴C a BP—～22 000 ¹⁴C a BP,河流作用过的黄土层;（2） ～22 000 ¹⁴C a BP—～19 000 ¹⁴C a BP,潜育化的黄土层;（3） ～19 000 ¹⁴C a BP—～10 000 ¹⁴C aBP,弱土壤层;（4） ～10 000 ¹⁴C a BP—～5 000 ¹⁴C a BP,典型的黄土层;（5） 过去～5 000 ¹⁴C a BP以来,土壤层。II：将VA剖面与欧洲区以及东亚区黄土沉积对比发现：研究区过去～25 000 ¹⁴C a BP 以来地层沉积与欧洲黄土沉积类似,全新世地层序列与东亚区具有反相位关系：中亚区早全新世为黄土沉积,晚全新世发育土壤层,说明研究区过去25 000 ¹⁴C a以来主要受西风带和地中海气候控制,具有西风区气候特征。III：VA剖面MIS2记录到的潜育化黄土层以及弱土壤层显示研究区在MIS2时段气候相比东亚区更为湿润。     

晚冰期以来河西走廊花海古湖泊演化过程及其对气候变化的响应

通过分析河西走廊花海古湖泊沉积物中的盐类矿物组成,结合年代序列,重建了花海晚冰期以来湖泊演化过程及其对气候变化的响应。结果表明：晚冰期及新仙女木时期,花海湖泊以芒硝沉积为主,属硫酸盐型湖泊,湖水的盐度较高且周期性波动频繁;全新世早期（10.47 cal ka BP以前）,湖泊以洪泛堆积和风成沉积为主,揭示了湖泊萎缩、甚至干涸;全新世早期至全新世中期（10.47～8.87 cal ka BP）盐类矿物以碳酸盐沉积为主,为碳酸盐型湖泊,湖水淡化,湖泊水位开始逐渐回升;全新世中期（8.87～5.50 cal ka BP）盐类矿物呈现一定的波动变化,其中,8.8 cal ka BP 时期盐类矿物以硫酸盐沉积为主,湖泊由碳酸盐型转化为硫酸盐型,湖水咸化,盐度升高;随后盐类矿物以碳酸盐沉积为主,湖泊由硫酸盐型转化为碳酸盐型,湖水盐度降低、湖泊扩张;全新世中晚期（5.50 cal ka BP以来）出现沉积间断,表明中晚全新世时期湖泊逐渐萎缩。在全新世期间,花海湖泊千年尺度演化过程揭示了该区域气候干湿状况受亚洲季风和西风共同控制的影响。     

近50年涠洲岛5次珊瑚冷白化的海洋站SST指标变化趋势分析

根据涠洲岛海洋站实测海表温度(SST)历史资料和涠洲岛珊瑚礁普查历史资料,采用对比分析与相关分析方法,分析1960―2009年冬季珊瑚冷白化4种SST指标的变化特征。结果显示:(1)涠洲岛珊瑚冷白化的该站SST值为极端低海温(SSTMIN)≤13.2℃或最冷周海温(SSTMCW)≤14.0℃;(2)4种珊瑚冷白化SST指标呈准同步变化,无上升趋势,且其变化趋势与全球变暖无明显对应关系。     

古土壤记录的内蒙古沙区全新世环境变化

古土壤是发育于地质历史时期埋藏的自然土壤,是记录古环境信息的重要载体。本文基于对内蒙古沙区古土壤研究文献的梳理,通过古土壤测年数据统计,对比区内其他信息载体的研究成果,分析内蒙古沙区沙漠/沙地形成时代及全新世环境变化。结果表明:内蒙古沙区全新世环境变化可分为3个阶段:全新世早期（10～8.5 ka BP）为升温阶段,气候以干冷为主;全新世中期（8.5～2.5 ka BP）为气候适宜期,古土壤普遍发育,同时存在短期干冷波动;全新世晚期（2.5 ka BP以来）为降温期,气候逐步干冷,部分沙地气候波动频繁,形成古土壤。     

近45年涠洲岛5次珊瑚热白化的海洋站SST指标变化趋势分析

根据涠洲岛珊瑚礁普查(Reef Check)历史资料和涠洲岛海洋站实测海表温度(SST)历史资料,采用对比分析与相关分析方法,分析1966―2010年该岛珊瑚热白化的SST指标变化特征,结果显示:1)涠洲岛珊瑚热白化的最热周平均SST值为31.6℃或最热日平均SST值为32℃;2)1966―2010年涠洲岛的逐年最热月月均SST、最热日日均SST、年极端最高SST及最热周平均SST呈准同步变化,彼此间的相关系数为0.71~0.89,4种珊瑚热白化SST指标没有显著上升趋势;3)最热月月均SST和最热周平均SST的变化趋势与全球变暖在统计上存在显著相关关系。     

利用树轮图像灰度重建南天山北坡西部初夏温度序列

通过相关普查发现,最大灰度标准化年表与6—7月平均温度存在显著的负相关,最高单相关系数为-0.588,且具有明确的树木生理学意义。利用阿合牙孜（AHY）次年、乔拉克铁热克（QLK）当年、腊拉散（LLS）当年、琼库什太（QKS）次年的最大灰度标准化年表能够较好地重建南天山北坡西部6—7月平均温度序列,方差解释量达55.2%,并通过交叉检验表明重建结果是稳定可靠。南天山北坡西部地区6—7月平均温度重建序列具有如下特征：①经历了6个偏暖阶段和5个偏冷阶段,且多个阶段与全球变暖有较好的响应;②利用功率谱分析发现11 a、52 a的准周期变化,利用小波分析对周期的时频变化研究发现气温中短周期振荡随时间不断减弱,进入20世纪这种趋势更加明显,同时50~60 a的长周期变化一直存在;③发生了2次明显的突变,其中包括1916年与1935年。