青藏高原多期次隆升的环境效应

青藏高原隆升对中国西部环境变迁起着决定性影响。通过对柴达木、吐鲁番—哈密、塔里木盆地的演化及其与青藏高原隆升的耦合研究,以柴达木盆地为时空坐标,认为高原隆升可分为三大阶段:(1)古近纪期间青藏高原隆升仅限于冈底斯山一带。当时,受行星纬向气候带控制,中国西北地区为干旱亚热带草原和热带雨林环境,大面积准平原化、泛盆地化,在构造上处于伸展-夷平的拉张环境,与现今亚洲大陆东部相似;(2)青藏高原整体的初次隆升发生在中新世早—中期(23~11·7Ma)。因青藏高原和大兴安岭的阻隔,古近纪的纬向气候带逐渐转变为中亚季候风,古黄土(22Ma)、三趾马动物群的发育,说明高原北缘当时为干旱的荒漠草原环境。同时,这次隆升引起中—晚中新世中国西部广袤地域古地形-构造面貌的变化;(3)形成现今高原面貌的末次快速隆升发生在0·9~0·8Ma。早更新世晚期,印度洋快速扩张,印度板块向中亚大陆脉冲式(A型)陆内俯冲,使得高原快速挤压隆升。这次隆升不仅使高原本身的环境骤变,出现第四纪以来最大的冰川,形成世界上最大的高寒草原,而且引起了全球气候的变化,促使北极圈冰盖的形成。同时,高原隆升使高原内部和周边出现强烈的挤压构造变形,如柴达木、河西走廊、塔里木、吐鲁番—哈密、准噶尔等诸盆地内几万米厚度中—新生界的构造变形与昆仑山、祁连山、天山、阿尔泰山的挤出式双向推覆隆升,形成了中国西北的盆-山地貌。现今,随着青藏高原的持续隆升,高寒草原开始退化,造成中国西北地区大面积的荒漠化,成为制约我国西部生态环境的重要因素。     

川西甘孜地区黄土的磁性地层学研究

川西高原位于青藏高原的东南边缘, 气候主要受印度洋季风、高原季风的影响。广泛分布于川西高原的黄土-古土壤序列是高原周缘地区连续的古气候记录类型之一, 记录了上述环流系统的演化过程及其与青藏高原阶段性演化的关系, 对探讨高原隆升的环境响应具有重要意义。对川西甘孜地区甘孜-A剖面进行了系统的磁性地层学研究。结果表明, B/M界线出现在L₇的底部, 并且在剖面下部出现了松山负向期的贾拉米洛正向极性亚带。以古地磁界限点作为时间控制点外推该剖面典型风尘沉积的底界年龄约为1.16 Ma BP。      

全新世气候变化与中国北方沙漠化

气候变化是中国北方地区荒漠化形成发展的主要控制因素。新生代以来伴随着青藏高原的隆升和内陆盆地的下降逐渐形成的气候格局造就了北方地区荒漠化土地的分布。北方西部内陆盆地以干旱气候为主要特征,中部高原是受季风系统中夏季风和冬季风的消长变化影响最为显著的地区,东部地区则以暖湿气候为主,受夏季风控制。第四系以来气候的波动则控制着沙漠化的发展或逆转。末次间冰期以来一直持续的大约以1500a为周期的气候振荡对中国北方地区的沙漠化有重要的影响或控制作用。全新世以来,北方地区约在10000aBP、8000aBP、5500aBP、4000aBP、3000aBP、1500aBP的沙漠化过程分别与北大西洋第7、5、4、3、2和1次的浮冰事件相应,沙漠化扩大过程与全球气候变化的主要事件相一致。十年尺度上气候变化的周期性振荡对沙漠化有一定的影响,至少在生态环境脆弱的敏感地带对沙漠化可以起到控制作用。年际尺度上,6.7a和3.38a气候变化周期控制着我国北方地区沙尘暴的发生。此外,北方不同地区近150a以来的人类活动对沙漠化的扩大起到了重要作用。     

Geochemical Evolution and Environmental Changes of Qinghai—Xizang Plateau Since Late Cenozoic

Long-and short-term climatic curves were preliminarily established based on the comprehensive analysis of geochemical information since the Late Cenozoic in the Qinghai Xizang(Qinghai-Tibet)Plateau.The curves show that the climate in the plateau was alternatively dry-warm and cold-wet during the period of 30-3.4 Ma when the plateau was not uplifted to an enough altitude and the monsoon was not completely formed either,In the period of 3.4-0.73 Ma.the climate fluctuated between dry-cold and wet-warm when the plateau was rapidly uplifted and the Asian monsoon was consequently formed.Since 0.73 Ma.the climate became even drier when the plateau continuously rose.In the Holocene period.the climate alternatively changed with a complex model of being cool-dry,warm-wet and cold-wet.     

青藏高原隆升气候效应的数值模拟研究进展概述

青藏高原隆升作为新生代的重大地质事件对亚洲乃至全球气候环境变化产生了深远的影响,因而高原隆升的气候环境效应一直是备受关注的重要科学问题。在过去近半个世纪中,国内外学者利用气候数值模式开展了大量高原地形气候效应的数值模拟研究,这些研究结果极大地提升了对地形抬升影响气候的物理机制以及高原隆升对古气候演化驱动作用的认识。本文简要回顾了过去有关青藏高原隆升气候效应数值模拟研究的进展,并按照高原隆升模拟研究发展的3个阶段总结了目前取得的主要研究成果。从数值模拟结果看,新生代以来青藏高原在隆升、生长和北移过程中其动力和热力作用对东亚季风的形成、南亚季风的演化、内陆干旱化的发展以及亚洲季风-干旱环境格局的变迁都具有深远的影响。青藏高原及其周边不同区域地形隆升的气候效应不同,青藏高原隆升的气候效应与大陆漂移背景下海陆分布和古地理格局的变化密切相关。南亚热带季风的建立是由大陆漂移的位置和热带辐合带季节性移动共同决定的,而东亚季风的建立则主要取决于青藏高原的隆升和北移。亚洲副热带干旱区的存在取决于大陆的位置和行星尺度副热带高压的控制,而亚洲内陆中纬度干旱区的形成则是青藏高原隆升的结果。本文最后简要梳理了高原隆升气候效应数值模拟研究目前存在的问题和未来可能的改进。     

共和盆地剖面第四纪孢粉组合特征及环境演化

青藏高原东北缘共和盆地沉积了较厚的第四系,详细地记录了共和盆地第四纪环境变化。通过对共和盆地第四系沉积序列特征和孢粉组合特征的分析,结合热释光测年,本文较详细地研究了共和盆地第四纪以来的环境变迁,并将其分为两大阶段:早期为湖相沉积阶段(中更新世晚期~0.079Ma),气候相对温和。晚期为河流和风成沉积阶段(79.2ka~至今),气候相对干旱。早期阶段又可进一步划分为三个气候期和五个气候亚期。总体上,共和盆地自早更新世以来由偏湿气候逐渐转变为干旱气候,古植被由森林植被逐渐转化为森林草原型植被。其主要原因可能是早更新世以来青藏高原强烈隆升,改变了西南季风气候格局所致。      

中国北方晚更新世以来地质环境及未来生存环境变化趋势

我国北方晚更新世以来古环境变化在总趋势上有一致性,但又有地区上的差别.青藏高原古气候变化有其特殊性,末次冰期寒冷气候开始早于其他地区;全新世暖期开始晚于其他地区1500年左右.除受全球性气候变化影响外,青藏高原的迅速上升也是影响我国北方晚更新世以来古环境的因素之一;华北平原未来生存环境变化中水资源的变化受人类活动影响很大.目前水资源开发利用程度高,预测于21世纪前半个世纪内缺水状况是严峻的,平原区缺水将大于80×108m3/a;我国北方在全新世大暖期后,气候环境的变化是在大暖期期间形成的环境基础上演变的.总的趋势是向以冷干为主的气候和向干旱化环境演化.     

中国西部晚中新世以来气候演化初探──以甘肃临夏红色盆地中Cl-含量变化为例

Cl-是封闭湖盆中反映气候变化的敏感指标。临夏盆地晚新生代地层Cl-含量变化表明,气候的长期演化呈现明显的阶段性与周期性,在约6.3Ma气候突然产生显著的由湿变干,并于5.3～4.5Ma达到极端干旱,其干旱程度是第四纪早期的33倍,低频上,气候呈现出约400万年的干湿波动,在晚中新世与早上新世,与同周期的全球热冷（凉）波动相对,而在第四纪早期,则与冷暖相对,可能反映亚洲季风系统于晚上新世才开始逐步形成,并于第四纪初建立,3.4Ma开始强烈隆升的青藏高原可能与此密切相关。     

内蒙古伊盟盐海子YaO2孔氧碳同位素记录的第四纪末次冰期及全新世气候特征

从内蒙古伊盟盐海YaO2孔氧碳同位素资料中可以看到:东亚季风气候在22 000aBP时由第四纪末次冰期气候开始转入末次间冰期气候。东亚季风带第四纪末次冰期时的气候环境是湿冷的淡化期。而末次间冰期的气候环境是热干的成盐期。其次,末次冰期以来,气候由湿冷转变为热干,5400aBP时气候达到热干的大暖期的最热点。之后又逐级降至现代暖趋冷的气候特征。东亚季风气候带的末次间冰期开始界线在22 000aBP左右。δ18O资料告诉我们内蒙古高原第四纪末次冰期曾有过冰川或冰盖地貌景现,在22000aBP以后才消融进入第四纪末次间冰期。     

末次盛冰期北美风成环境变化及其在全球气候突变事件中的意义

本文用末次冰期北美大冰盖南缘的风尘堆积记录来重建末次盛冰期的亚极地环境变化.磁化率、有机碳含量和潜育化程度的资料表明,末次盛冰期的前期(约21000～15000aB P.)植被覆盖较差,而后期(15000～10000aB.P.)植被覆盖较好,15 000aB.P.环境发生了急剧的变化,磁化率曲线显示了大约1000a的氧化-还原周期.这种大约1000a的环境变化周期很可能由低纬地区的海洋和大气的扰动所驱动,这种扰动的能量通过北美大冰盖及时地传递到北大西洋.     

Evidence of the Pan-Lake Stage in the Period of 40-28 ka B.P. on the Qinghai-Tibet Plateau

The Qinghai-Tibet plateau is one of major saline lake regions in China, where saline lakes are widespread and constitute an important object of researches on the palaeoclimatic change in the region. On the basis of comprehensive investigations of the evolution of the lake's surface and sediments on the plateau, the authors have further demonstrated the existence of a pan-lake stage (river and lake flooding stage) on the Qinghai-Tibet plateau during the period of about 40+-28 ka B.P. and analyzed the palaeoclimatic characteristics of the pan-lake period and relationships between the ancient monsoons and the uplift of the plateau since the beginning of the Quaternary.     

玉龙—哈巴雪山断块差异隆升的基本特征及其地质灾害效应

青藏高原新生代以来的持续性、阶段性隆升是地球演化过程中重要的地质和环境事件。尤其是晚新生代以来的加速隆升,使青藏高原主体及其周缘地区成为中国大陆地貌的最高一级阶梯。笔者主要从新构造运动条件下青藏高原东南缘玉龙—哈巴雪山断块这样一个典型的第四纪以来断块快速差异隆升的地区出发,通过详细研究该断块的组成以及几何学运动学特征来探讨其隆升机制,并在此基础上进一步研究该快速隆起的地质灾害效应(如地震、崩塌、滑坡和泥石流等)及其对本区地质灾害发育和发展的控制作用,进而得到地球内动力地质作用与重大地质灾害(外动力地质作用)之间存在必然的耦合关系的结论。     

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     

浅析青藏高原隆升对第四纪的气候及生态环境的影响——以冈底斯中段为例

青藏高原的隆升导致了地表自然环境的变化和与环境密切相关的沉积记录.本文重点对冈底斯中段第四系湖积阶地及剖面进行了研究,并采获了大量的孢粉和铀系等时线年龄值、ESR年龄值,通过分析冈底斯中段第四系的沉积环境,探讨了青藏高原隆升对第四纪的气候及生态环境影响:青藏高原的隆升不但使高原山区发生多期冰川作用,如且导致了黄土高原、...     

青藏高原腹地温泉地区新生代生态环境演化与高原表面隆升过程分析

采自青藏高原腹地温泉地区新生代地层中的孢粉组合资料表明:从古新世到早中新世,古植被由早期的针阔叶混交林-森林草原植被向晚期的疏林草原植被演化,古气候也由亚热带暖湿气候向温凉气候演化;从上新世到早更新世,阔叶树种明显减少,而草本植物显著增多,反映气候开始向干冷方向演化;而中更新世晚期以来,出现稀疏草原植被向荒漠草原植被的演化,最终塑造了现代以藜、蒿为主的荒漠草原植被环境。高原腹地生态环境变化揭示了青藏高原自古新世以来至少经历了3次具有生态环境意义的表面隆升事件:古新世—早渐新世沱沱河组冲积扇砾岩沉积以及孢粉组合分析表明,青藏高原在白垩纪末—古新世初已隆升至1000～1500m,高原地形可能是高原(高山)与盆地相间的地貌格局;早中新世五道梁组植被中亚热带成分的显著增高,可能与高原表面隆升诱发高原季风而导致气候湿润有关,推测高原已隆升至2000～2500m;而中更新世晚期以草本植物为主,反映高原植被已经发生了转型,高原已隆升至3000m以上。     

青藏高原东北缘黄土粒度组成及物质来源分析

对青藏高原东北缘的民和黄土进行粒度分析发现，民和黄土粒度组成与兰州、洛川和西安等地差别较大，其黄土粒度明显大于上述地区。传统地把民和黄土划分为黄土带的南部过于简单化，它忽略了因青藏高原隆升而激发产生的高原物源区作用，应将民和黄土归属于黄土与砂黄土的过渡带。青藏高原因冰川反复消融和磨蚀产生的砂尘为民和黄土提供了可观的粗物质补给。事实表明，青藏高原第四纪冰川－冰融作用所产生的大量砂粉尘，不仅是高原腹地黄土区的主要物源，也是青藏高原边缘黄土的主要物源之一。     

甘肃临夏盆地新近纪红粘土粒度组成的古环境意义①

临夏盆地十里墩剖面新近纪红粘土粒度组成特征、磁化率值分析表明:8.2Ma以来,临夏盆地经历了干旱化的逐级发展和东亚冬季风的逐渐加强过程。8.2～7.4Ma,东亚冬季风形成,干旱化已经发生,风成红粘土开始在盆地沉积;7.4～6.8Ma,亚洲冬季风逐渐加强,开始影响黄土高原地区,形成大面积的红粘土堆积,盆地为半干旱～半湿润的气候环境;6.8～6.0Ma气候与构造稳定,基本维持了前期的气候特点;5.9～5.3Ma,盆地冬季风强度略有增加,为干湿与干凉交替的气候环境;5.3～4.8Ma盆地冬季风盛行、干旱化程度强烈,气候特征为干凉;4.8～4.0Ma,夏季风开始盛行,气候变的湿润。4.0Ma后,青藏高原开始发生又一次强烈隆升。     

青藏高原高寒区生物地理学研究进展

近年来,随着DNA测序技术的发展,青藏高原及周边地区的生物地理学研究取得重大成果,从生物演化方面着手探讨了青藏高原隆升历史及其气候效应。综合近年来地质学、古生物学与生物地理学研究进展,我们发现高原及周边地区高寒生物类群的起源和分化时间以及多样性演化过程表明早在渐新世青藏高原部分地区就已经存在高寒生态系统,晚中新世以来青藏高原不同组成部分的地貌与气候格局发生重大改变,高寒生物的祖先类群不断迁入正在生长的高原或在高原上就地演化出适应高寒生境的新物种。晚上新世高寒区物种分化速率快速升高,多样性增加,可能是高原巨大山系和水系以及冰川作用造成地理隔离的结果。同时,生物地理学研究发现青藏高原及周边地区的高寒区与北半球高纬度地区存在密切联系,在第四纪冰期期间并未形成覆盖整个青藏高原的大冰盖,高原面上仍存在很多生物避难所。地质学、古生物学与生物地理学等进行的多学科交叉研究对全方位理解青藏高原隆升历史及其气候效应具有重要意义。     

第四纪中国自然环境变迁的原因机制

作者在重建晚第三纪和第四纪古气候环境的基础上,着重讨论了晚第三纪和第四纪古气候之间的显著差异以及引起中国第四纪自然环境大幅度变迁的主要原因机制。中国新生代晚期构造运动导致自然环境的巨大变迁,其中青藏高原隆起的影响尤为突出。作者认为,青藏高原隆起及其反馈作用、季风环流的加强以及全球气候变化的影响,协同成为中国第四纪气候大幅度变化的主要原因,当然也是新生代晚期以来,尤其是中更新世以来中国自然环境变迁的主要原因机制。