北美东部威斯康星中、晚期古环境与气候变化的甲虫化石证据

北美Laurentide冰盖于末次冰期的大部分时间在北美东北部一直存在，冰盖的活动对北美东部冰期时的环境和气候有很大的影响。甲虫分析表明，北美东部中纬度地区在威斯康星中、晚期的气候以寒冷为主，中间分别在42000aB.P.,34000aB.P.和28000aB.P.出现3次明显的气候变暖。此区威斯康星中期气候冷暖波动的幅度和出现的时间可以与同期的格陵兰冰芯记录及北大西洋Heinrich事件对比。     

末次盛冰期百年尺度气候变化的南京石笋记录

据年层计数和TIMSU系测年结果,建立了南京汤山葫芦洞YT石笋年际精度时间标尺(18000～14000aB.P.)。除石笋顶部5mm层段外,高分辨率的^δ18O、灰度和年层厚度3种指标在百年尺度上具有相当一致的对应关系,表明这3种指标对气候因素变化响应比较敏感。综合石笋^δ18O和本区古植被资料,估计末次盛冰期和波令暖期年均温分别达7℃和15℃。石笋揭示的末次盛冰期气候可进一步划分为4个阶段:1)18150～16900aB.P.,年均温和洞穴湿度逐步下降;2)16900～16100aB.P.,年均温和洞穴湿度相对稳定,可进一步划分为3个暖峰和两个冷谷;3)16100～15600aB.P.,年均温快速下降,按氧同位素平衡方程计算,其冷谷可能接近于0℃,但洞穴湿度比前期下降幅度并不大;4)15600～14750aB.P.,年均温和洞穴湿度比较稳定。这种气候演化的阶段性和突变性与北大西洋地区气候记录可以对比,反映极地与东亚季风气候受共同的驱动机制支配。从石笋4种指标(^δ18O、^δ13C、灰度和年层厚度)的功率谱图中识别出不同尺度的太阳活动周期成分,其中80aGleissberg周期特别显著,表明末次盛冰期边界条件下太阳活动仍是短尺度气候变化的主要驱动力。     

黄土高原马兰黄土记录的MIS 3温湿气候

对位于关中盆地的大荔地区甜水沟和垣雷两个剖面末次冰期盐和有机质碳同位素组成、磁化率和频率磁化率进行了系统研究,初步讨论了MIS3后期(即MIS3a)的"高温大降水事件"对黄土高原南部气候和植被的影响.在40～30kaB.P.的MIS3a时期,大荔地区气候总体表现为湿润、温暖,植被覆盖程度高,植被中C4植物的相对含量增加,土壤发育较好.中国大陆黄土-古土壤序列在MIS3的磁化率较之末次冰期的其他时段均有所增加,但不同地区的增幅各不相同.     

过去典型增温期黄土高原东西部C3/C4植物组成变化特征

过去典型增温时段的自然植被演化规律是未来增温情形下植被变化趋势的重要参照.黄土高原全新世中期(4 ～8kaB.P.)和末次间冰期(80 ～110kaB.P.)温度分别比现高约1.2℃和2～5℃,是揭示过去不同增温幅度下植被演化的理想时段.通过对黄土高原东西部黄土-古土壤序列有机碳同位素(δ13Corg.)对比研究表明:在全新世中期黄土高原东西部有机碳同位素变化一致,相对末次盛冰期表现为正偏2.2‰～2.9‰,指示C4植物丰度增加.而在末次间冰期黄土高原东、西部不同地貌单元有机碳同位素结果产生空间分异,相对末次盛冰期西部梁峁区表现为负偏约0.8‰,指示C4植物丰度减少,而东部塬区则表现为正偏0.9‰ ～4.0‰,指示C4植物丰度增加.由于上述典型时段大气CO2浓度相近且温度升高,末次间冰期与全新世中期黄土高原C4植物丰度变化的差异可能与降水增加的季节性变化有关.上述结果表明,在过去典型增温期不同增温幅度下黄土高原东、西部不同地貌单元植被演化呈现明显不同.     

青藏高原中、东部全新世以来多年冻土 演化及寒区环境变化*

古冻土存在的依据和判别标志主要是古冻土遗迹(深埋藏多年冻土层、古冻土上限、融化夹层、厚层地下冰)和古冰缘现象(古冻胀丘、古融冻褶皱、砂楔、土楔、冰楔假型、风成沙丘、黄土层、厚层泥炭和腐殖质层等)。文章结合大量的测年数据,利用古代和现代冻土以及冰缘现象的时空分布差异综合分析对比,将全新世以来青藏高原多年冻土演化过程和环境变化划分为6个较明显的时段:早全新世的气候剧变期(10800aB.P.至8500~7000aB.P.)、中全新世大暖期(8500~7000aB.P.至4000~3000aB.P.)、晚全新世寒冷期(4000~3000aB.P.至1000aB.P.)、晚全新世温暖期(1000aB.P.至500aB.P.)、全新世末小冰期(500aB.P.至100aB.P.)及近代升温期(100aB.P.至今);同时,概述了各时段高原冻土的发育条件、分布范围及总面积,和当时高原上的古气候、古地理环境。     

若尔盖风成砂-古土壤序列的古气候与古环境记录研究

通过对若尔盖盆地中部辖曼地区风成砂-古土壤沉积序列的粒度分析、孢粉鉴定、磁化率测定以及AMS 14C年代测定,探讨了该地区末次冰消期以来古气候与古环境的演化过程。研究结果表明,若尔盖地区的土地沙化现象至少在距今16 ka余年的末次冰消期就已经出现。地层结构、粒度、磁化率皆指示该区古气候在末次冰消期以来经历了多次冷暖交替变化,沙地也经历了多次的固定与活化过程,其中16130~6460 aB.P.、3445 aB.P.前后以及700 aB.P.前后气候较为温暖湿润,在8170~6460 aB.P.期间有一次极暖事件。自11.3 kaB.P.开始,古土壤中的喜暖型乔木花粉含量明显降低,草本植物、尤其是狐尾藻属和莎草科等沼泽植物孢粉含量明显增多,指示该区古环境发生明显变化,开始发育沼泽泥炭。      

近2600年来内蒙古居延海湖泊沉积物的色素含量及环境意义

通过分析东居延海S₁探坑剖面色素含量,结合碳酸盐、介形类化石、腐殖酸、磁化率及化学元素等多环境指标分析结果,探讨该区近 2 6 0 0年来环境气候波动特点。研究区气候变化大致经历几个阶段:温暖湿润(2 6 5 0～ 2 5 6 0aB.P.)→湖泊菱缩,气候偏干暖 (2 5 6 0～ 2 36 0aB.P.)→暖湿气候背景下湖泊的扩张 (2 36 0～2 1 2 0aB.P.)→冷湿向冷干转换,湖泊由大湖开始菱缩 (2 1 2 0～ 1 6 0 0aB.P.)→气候暖湿,湖泊再次扩张,(1 6 0 0～ 6 5 0aB.P.)→湖泊由扩张到菱缩,气候由冷湿向暖干变化 (6 5 0aB.P.-至今 )。同时尝试把色素与其它指标的结合作为指示湖泊古初始生产力的有效性,以及识别沉积记录有关人类活动的可能性。     

末次冰消期晚期青藏高原东北部气候变化

我国最大的内陆封闭湖泊青海湖的沉积岩芯为研究末次冰期/全新世过渡期间青藏高原东北部的环境变化和季风降水演变提供了连续高分辨率环境档案。对两孔岩芯的多学科研究结果表明:大约14000～11600aB.P.期间气候干冷,湖泊的自生碳酸盐和有机质生产率远低于全新世;季节性入湖径流量在11600aB.P.突然增大;从10700aB.P.起,夏季蒸发量突然增大,干旱化作用导致碳酸盐滩湖环境;区域降水量在10000aB.P.的增大结束了滩湖环境,标志了早全新世温暖较湿气候的开始。全新世早期的青海湖水深比现在要浅20m左右,表明那时的有效湿度显然比现在要低很多。14000～10000aB.P.期间青海湖水深不超过6m,说明在末次冰消期的这一时段中,青藏高原东北部没有形成大规模冰融水。在10700～10000aB.P.期间突发的干旱事件与西欧的新仙女木事件(YoungerDryas)年代相当,但没有气候变冷的证据。青藏高原东北部末次冰消期的气候变化表现了明显的阶段性特征和有效湿度的突然改变。区域季风降水量和夏季温度的变化决定了该过渡期的这种变化格局     

柴达木盆地尕海湖区冰消期晚期以来的气候环境演变

通过对柴达木盆地东部尕海湖沉积物碳酸盐含量、自生碳酸盐碳氧同位素等指标的综合分析,建立了尕海湖地区自冰消期晚期以来的气候环境演变特征。结果表明,冰消期(12710～11360aB.P.)气候环境变化较大;进入全新世(自11360aB.P.开始)后,早全新世(11360～8370aB.P.)气候波动明显,整体较为干旱,温度有所回升;中全新世(8370～3200aB.P.),早期为湿润气候环境,是全新世气候环境最稳定的阶段,晚期气候环境仍较湿润,但环境条件变差;在晚全新世(3200aB.P.以来),早期湖泊水体仍然较淡,但气候环境明显趋向干旱,后期气候变得干旱,气候环境存在波动变化。约1500aB.P.存在一次湿润事件。     

太白山高山带2000多年以来气候变化与林线的响应

本文通过太白山东佛爷池高山湖泊沉积物粒度、总有机碳(TOC)、磁化率、孢粉和植物残体分析结果,结合现代高山林线的植被格局分析,探讨了太白山2300年来的气候变化过程以及高山林线对气候变化的响应机制,结果表明:太白山2000多年以来的气候变化过程划分为以下几个时期:2250～1800aB.P.,1370～650aB.P.以及200aB.P.以后的暖湿期;1800～1530aB.P.的冷湿期;1530～1370aB.P.的暖干期以及650～200aB.P.的冷干期.温度变化过程与历史文献资料得出的平原地区的变化过程基本一致.     

Decou pled Summer and Winter Monsoon in Northeast Tibet and Northwest Loess Plateau During the Last Interglaciation

DECOUPLED SUMMER AND WINTER MONSOON IN NORTHEAST TIBET AND NORTHWEST LOESS PLATEAU DURING THE LAST INTERGLACIATIONtheNationalKeyProjectforBasicResearchonTibetPlateau (G19980 4 80 0 )andtheNationalNaturalSci encesFoundationofChina (No.4 990     

西宁黄土石英颗粒表面结构与黄土物质来源探讨

利用电子扫描电镜分析了西宁黄土地层中的石英颗粒表面形态和机械结构特征,发现近1.2Ma以来西宁黄土石英颗粒形态以尖棱角-棱角为主,颗粒表面具有典型的剪切断口或大贝壳状断口或平行擦痕,且比例较高;有些颗粒表面还具有V形坑、水下磨光面,这类颗粒以次圆状为主,这些信息指示出,西宁黄土物质不是主要来源于沙漠环境,而是来源于青藏高原第四纪冰川和冰缘作用区.     

近13万年来黄土高原干湿气候的时空变迁

第四纪时期，黄土高原粉尘物质的搬运、沉积及其后的成土过程受控于干湿气候的变化。对黄土高原这一特定地区而言，风成沉积序列在地域上的差异主要与东亚地区的季风环流在时间和空间上的变化有关。本文的研究揭示出，近１３万年里，最为显著的成壤期有６期，与这６个成壤期对应的时段也应当是夏季风环流加强、气候温湿的时期；在空间上，全新世适宜期及末次间冰期中与深海氧同位素阶段５ａ，５ｃ，５ｅ对应的时期，夏季风足可以深入到毛乌素沙漠腹地，并具有占优势的环境效应。在阶段３的早、晚期及５ｂ时期夏季风虽然也能深入沙漠－黄土边界带，但其环境效应在黄土高原北部及毛乌素沙漠南缘已不再显著。在阶段２、阶段４及阶段３的中期夏季风已不能深入沙漠－黄土边界带。     

Typical Geochemical Elements in Loess Deposit in the Northeastern Tibetan Plateau and Its Paleoclimatic Implication

Widespread and thick loess deposit in the northeastern Tibetan Plateau records paleoclimatic changes over the Quaternary period. In this study, we investigate a loess section located in a high terrace of the Huangshui River in the Xining Basin, and collect samples at 20-cm intervals by digging a well of 16-m depth （including paleosol S1 and SO and several loess interlayers over the last glacial-interglacial cycle and the Holocene）. Concentration of some active elements （Sr and Ca） and inert elements （Rb, Zr, Ti） in these loess samples are measured. The results show that ratios of those elements （oxide）, such as Rb/Sr, Ti/Sr, and Zr/CaO ratios, would indicate sensitively paleoclimatic changes, especially the history of precipitation over the last glacial-interglacial and the Holocene. Moreover, the curves of Rb/Sr, Ti/Sr, and Zr/CaO ratios had almost the same variable trends from the bottom to the top and also closely correlated with values of magnetic susceptibility and the global marine δ^18O record. But compared with the curves of magnetic susceptibility, the changes of ratios of these elements （oxide） are clearer and easy to understand. Therefore, the ratios of these typical chemical elements in the loess deposit may be used as an excellent index to investigate the history of paleoclimate, particularly precipitation changes in the northeastern Tibetan Plateau.     

川西高原甘孜黄土地层学

本文初步研究了甘孜黄土地层，实测了甘孜县城西南郊新市区和满地两剖面，它们分别厚２３．７ｍ和２６．０ｍ。根据岩性、磁性地层特征、磁化率、ＣａＣＯ３质量分数测定和热释光测年结果，甘孜黄土可划分为冰后期Ｓ０复合古土壤，末次冰期Ｌ１复合黄土和末次间冰期Ｓ１复合古土壤等３个地层单位。布莱克反向极性亚时记录于底部Ｓ１ＬＬ１黄土中。甘孜黄土沉积始于晚更新世早期，大约为１２０ｋａＢＰ。甘孜黄土的磁化率变化反映了最近１２０ｋａ来的高原季风演化和气候环境变迁，６个磁化率高值段指示了６个夏季风环流增强的时段，６个磁化率低值段则     

新生代晚期青藏高原强烈隆起及其对周边环境的影响

青藏高原主夷平面形成的上限年龄为3.6MaB.P.,临夏盆地新生代湖相沉积同时结束,青藏运动开始,分为A(3.6MaB.P.),B(2.6MaB.P.)和C(1.7MaB.P.)3幕,A幕现代亚洲季风形成,B幕黄土开始堆积,C幕黄河出现;昆黄运动(1.2～0.6MaB.P.)使黄河干流切入青藏高原,大面积山地进入冰冻圈,可能导致中更新世之气候转型;共和运动造成黄河切穿龙羊峡,青海湖孤立,高原达到现代高度.中国三大自然区是高原隆升驱动大气环流改变而导致的中国最高层次的景观分异.本文讨论了8MaB.P.的有限高度隆升及亚洲干旱化的问题,亚洲夏季风22MaB.P.已经开始,是高原隆升及其它因素共同作用的结果,为亚洲古季风阶段.3.6MaB.P.才是现代亚洲季风真正开始的时期,可能北半球进入冰期也与此有密切关系.     

最后4个冰期旋回中国黄土记录的东亚冬季风变化

开展高分辨率的黄土记录研究, 是揭示过去气候变迁和变率的主要途径.选择黄土高原中部的灵台和赵家川剖面, 对L5以上的黄土-古土壤序列进行了石英颗粒的提取和粒度分析.结果表明, 石英粗颗粒(> 43μm) 体积分数变化揭示了最后4个冰期旋回东亚冬季风存有的快速变化特征, 并同深海氧同位素记录具有良好的对应关系; 然而, 在每一个冰期时段, 石英粗颗粒体积分数的变化幅度和频率存有较大差异, 可能意味着对应的冰期下垫面状况和气候系统内部的非线性响应机制并不相同.值得注意的是由石英粗颗粒体积分数反映的东亚冬季风变化, 在某些时段不仅同磁化率记录的夏季风变化不协调, 而且同深海氧同位素记录存有明显差异.深入研究这种由不同代用指标反映的古气候变化间的差异, 对理解黄土记录的全球性意义显得尤为重要.      

用古土壤有机质碳同位素探讨青藏高原东南缘的隆升幅度

本文首先对玉龙山东麓不同海拔高度现代表土样品有机碳同位素组成进行研究,探讨土壤碳同位素组成与海拔高度的关系,然后对0.5～0.7MaB.P.以来3期古土壤样品的有机碳同位素组成进行了测定.结果表明,现代表土的有机碳同位素组成与海拔高度之间存在良好的相关性,应是植被随海拔高度变化的反映;不同年龄的古土壤虽然目前均出露于地表,但其深部碳同位素组成存在显著差异,表明古土壤有机质中仍可能包含了过去植被的信息.根据上述结果对青藏高原0.5～0.7MaB.P.以来的隆升幅度进行尝试性估算,得到的隆升幅度约为800m.这个结果与我们过去根据古土壤的估算是基本一致的.     

Late Quaternary aeolian dust input variability on the Chinese Loess Plateau: inferences from unmixing of loess grain-size records

The grain-size distributions (GSDs) of loess–paleosol sequences may provide valuable information on provenance, transport and paleoclimate variability, and consequently, a wide range of methods to extract genetic information from loess GSDs has been proposed. Here it is shown that a genetically meaningful decomposition of a series of Late Quaternary loess grain-size records extending across the Chinese Loess Plateau can be accomplished with the end-member modelling algorithm (EMMA). The unmixing results in conjunction with loess accumulation rate estimates reveal that two contrasting dust supply patterns were active over the Loess Plateau during the last glacial–interglacial cycle: (i) a background sedimentation pattern that was dominant during interglacial periods, especially over the central and southern parts of the Loess Plateau, is reflected by the constant flux of the fine-grained loess component, (ii) an episodic, highly variable dust input pattern, that was dominant during glacial periods throughout the Loess Plateau and noticeable during interglacial periods mainly over the northern Loess Plateau and almost disappearing over the southern Loess Plateau, is reflected in the admixture of two coarse-grained loess components. A genetic interpretation and the paleoclimatic significance of the mixing model are provided by comparison of the modelled end members with modern dust samples in terms of their GSD and flux rates.     

Heinrich事件和末次冰期气候的不稳定性

对北大西洋深海沉积物的研究表明：末次冰期北大西洋沉积物记录中有多次洋面温度降低、有孔虫含量减少、盐度降低和粗颗粒的碳酸盐碎屑快速堆积的现象，这些时间跨度上千年或几百年的气候快速波动被称为Heinrich事件^{［１－４］}，很难用古气候的米兰科维奇理论来解释。最近对末次冰期中国马兰黄土堆积的调查发现，在末次冰期之中东亚冬季风也有多次加强，它与北大西洋沉积物中的Heinrich事件对应很好，暗示着东亚季风的变迁更直接受控于北半球冰量的变化，而不是过去人们认为的东亚古季风气候变化与地球轨道变化引起太阳辐射变化直接相关。