甘青地区末次冰消期以来植被与气候演化的孢粉记录对比分析

选用甘青地区达连海、青海湖、苏家湾、大地湾4个典型高分辨率的钻孔资料进行对比分析,阐明了该地区末次冰消期以来气候变化规律与主要气候事件,初步探讨了该地区植被纬向时空演化规律。结果显示末次冰消期大致开始于15.2~14.6 ka BP之间,冰消期期间该地区气候表现为冷暖波动频繁,气候不稳定,植被类型由东向西为草原-荒漠化草原。全新世早期阶段10.4~8.2 ka BP气候表现为温干,植被类型由东向西为疏林草原-草原。全新世中期8.2~4.3 ka BP气候温暖湿润,植被发育良好,由东向西出现森林-森林草原植被。4.3 ka BP以后该地区气候总体向凉干方向发展,3.9~3.4 ka BP期间陇中地区气候波动较显著,植被类型草原-森林草原交替出现。晚全新世后期2.3~0 ka BP气候冷干,从东到西发育草原-荒漠化草原植被。     

青藏高原中部色林错湖泊沉积物色度反映末次冰盛期以来区域古气候演化

色林错湖位于青藏高原内部，是西藏第一大咸水内陆湖。研究区剖面选自色林错第三湖泊阶地，利用常用气候替代指标色度，结合粒度、碳酸盐含量［CaCO³（%）］、矿物分析和全有机质（TOC）等进行对比分析，同时采用¹⁴C测年方法对剖面进行准确的年代划分，初步探讨了末次冰盛期以来色林错湖泊沉积物色度增强机制的差异性。研究表明： a^*、b^*与中粗粒砂、磁化率具有较好的相关性；亮度L^*与CaCO³（%）具较好相关性；因而沉积物色度变化可反应区域古气候变化。同时对湖泊沉积物矿物分析发现，影响色度变化的制色矿物主要是针铁矿，且以还原环境为主。红度a^*高值与亮度L^*低值对应气候暖湿气候环境，沉积物粒度较粗，碳酸盐含量低，有机质含量高，磁化率较高值；反之，红度a^*低值，L^*高值，粒度较细，碳酸盐含量高，有机质含量低，磁化率低值，对应干冷气候。在17.4～15.5 cal ka BP阶段，对应干冷的气候特点；在15.5～10.4 cal ka BP阶段，对应温暖湿润的气候；在10.4～5.2 cal ka BP阶段，整体属于温暖湿润的气候特点；其中，在9.7～9.4 cal ka BP和8.75～8.5 cal ka BP为两个重要的冷事件，属于干湿的气候特点；在5.2～1.2 cal ka BP阶段，反映了干冷的气候特征；在4.3～4.0 cal ka BP，3.3～3.0 cal ka BP和2.4～1.75 cal ka BP，反映了干旱温暖的气候特点；在1.2 cal ka BP以后，色林错湖湖水迅速下降。     

末次盛冰期以来青藏高原东北部共和盆地冬夏季风演化记录

对青藏高原东北部共和盆地冬其剖面的化学元素与粒度分析表明,末次盛冰期以来区域冬夏季风总体上呈现此消彼长的关系,气候出现多次冷干-暖湿旋回。15.82 ka BP之前冬季风最强,夏季风最弱,为末次盛冰期时的冷干气候,但21 ka BP之前气候可能寒冷偏湿。15.82~9.5 ka BP夏季风明显增强,冬季风衰弱,气候明显转暖,其中老仙女木时期（14.7~13.7 a BP）和新仙女木时期（12.1~9.5 ka BP）气候相对冷干,而B-A时期（13.7~12.1 ka BP）气候相对暖湿。全新世以来冬夏季风出现多次波动,9.5~7.0 ka BP夏季风相对较强,气候相对暖湿;7.0~5.1 ka BP冬夏季风强弱交替频繁,气候出现冷干-暖湿旋回;5.1~2.7 ka BP夏季风总体较强,气候温暖湿润;2.7 ka BP 之后冬季风明显增强,气候趋于冷干。此外,区域冬夏季风演变过程与极地冰芯记录的冷暖事件大体一致,可以认为共和盆地气候变化是全球气候变化的区域响应。     

共和盆地末次冰消期以来的植被和环境演变

在青藏高原共和盆地中的内陆湖泊--达连海获取40.92 m长的湖泊岩芯(DLH钻孔),选用植物残体作为测年材料,利用AMS14C测年技术建立可靠的地层年代序列,对岩芯进行孢粉分析,重建该地末次冰消期以来的古植被和古环境。末次冰消期以来达连海周围山地在14.8～12.9Cal ka BP和9.4～3.9 Cal ka BP时段曾发育森林,气候较湿润,达连海附近盆地发育的荒漠草原盖度增加或演化为草原;在15.8～14.8 Cal ka BP、12.9～9.4 Cal ka BP 和3.9～1.4 Cal ka BP 时段该地气候比较干旱,依据干旱的程度周围山地森林退化或消失,盆地内发育盖度较低的荒漠草原或草原化荒漠。1.4 Cal ka BP以来湿度有所增加,发育草原植被类型。依据植被的演替历史推断该地气候的变化历程是15.8～14.8 Cal ka BP 干旱,14.8～12.9 Cal ka BP 湿润,12.9～9.4 Cal ka BP干旱,9.4～3.9 Cal ka BP湿润,3.9～1.4 Cal ka BP干旱,1.4～0 Cal ka BP湿润。达连海的孢粉记录与附近青海湖的孢粉结果对比,发现两地植被发育基本一致。末次冰消期Bølling-Allerød 时期,山地森林发育;新仙女木事件发生时森林萎缩;全新世中期两地针叶林发育达到鼎盛,之后逐渐减少至消失。早全新世达连海森林扩张的时间滞后于青海湖,主要与两地森林树种的不同和植被演替的时间差异有关。该区森林发育的全盛时期在中全新世,这与石笋记录到的亚洲季风强盛时期在早全新世不相一致,可能与植被复杂的响应机制有关。     

青海湖东岸末次冰期冰盛期和早全新世沙漠范围重建

基于野外沉积物调查、已报道的风成沉积物年代和重建的湖泊水位波动曲线,初步绘制了末次冰期冰盛期和全新世早期青海湖东岸的沙漠范围。初步认为,末次冰期冰盛期时青海湖大幅度萎缩,湖底沉积物暴露并遭受风蚀,在偏西风的搬运下,近岸粗颗粒砂堆积在日月山西侧和倒淌河河谷,形成流动沙丘,细颗粒沉积物被向东搬运沉积至河湟谷地和黄土高原。倒淌河源头的沙丘最晚是在末次冰期盛冰期(23~16ka BP)沙漠扩张时形成并残留至今的;青海湖东部日月山西侧山麓地带和倒淌河河谷中、晚全新世黄土、古土壤下部普遍沉积的风成砂是末次冰期冰盛期和全新世早期(11~9 ka BP)青海湖东岸地区大范围沙化的证据。     

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。     

会宁剖面黄土粒度记录的MIS3阶段气候变化研究

深海氧同位素第三阶段（MIS3）是末次冰期中的一段特殊时期,通过对会宁黄土剖面粒度变化特征的研究分析恢复重建了会宁MIS3阶段古气候。会宁剖面记录了较明显的5次降温事件——Heinrich事件（H2：23.22～23.51 ka,H3：30.52～31.19 ka,H4：38.3～39.93 ka,H5：43.67～44.82 ka,H6：63.54～64.41 ka）,其中的MIS3阶段根据粒度特征分为3 a（46.36～55.48 ka）较为温湿,3b（30.04～46.36 ka）干冷,3c（24.47～30.04 ka）温湿三个阶段,具明显的D-O旋回。     

江西沟1号风成剖面地球化学元素特征及古环境意义

通过对江西沟风成沉积剖面的地球化学分析,并结合OSL年代、粒度和磁化率数据,探讨了末次冰消期以来青海湖南岸气候的演变。剖面常量元素氧化物含量呈SiO_2Al_2O_3CaOFe_2O_3MgOK_2ONa_2O变化特征,常量元素氧化物及化学元素综合参数与地层有较好的对应性。不同的环境指标对气候变化的敏感性不同,总体上看,地球化学元素的敏感性高,全新世以来粒度和磁化率的变幅较小,即使在全新世大暖期,其值变化都很小。地球化学元素记录所反映的气候变化过程如下。Ⅰ.末次冰消期~12 ka BP,13.2 ka BP前总体上呈相对温暖状态,可能受B/A暖期的影响,13.2~12 ka BP气候不断向干冷方向发展,寒冷程度不断加剧并在12 ka BP达到最强,可能反映出12 ka BP左右的新仙女木事件;Ⅱ.12~9 ka BP,气候呈波动回升状态,暖湿程度呈增加趋势,表现出温凉的气候变化特征;Ⅲ.9~4.5 ka BP,气候温暖湿润,与全新世大暖期相对应,该阶段水热组合达到最佳,但存在阶段性的变化;Ⅳ.4.5~2 ka BP,气候总体向冷干方向转变,3 ka BP前变化幅度较小,气候较温暖湿润,3~2 ka BP气候凉偏干。     

青海湖湖东沙地沉积记录的全新世以来风沙活动变化

青海湖湖东沙地典型剖面的AMS¹⁴C测年数据表明该剖面记录了当地约10 ka BP的风沙活动及环境变化。对沉积物的粒度组成特征、粒度参数、粒度环境敏感指标等分析,并结合沉积物磁化率和青海湖盆地相关研究中风成砂、黄土和弱发育古土壤、古土壤的OSL、AMS¹⁴C年代数据等,进行全新世以来的风沙活动及气候环境变化讨论。结果表明：（1）粗颗粒敏感组分（138~156μm）可以用来指示风沙活动的强弱,细颗粒敏感组分（2~5 μm）可以用来指示成壤作用。（2）10~9ka青海湖盆地气候状况较全新世之前略有好转,暖湿程度增加,部分区域开始发育古土壤,但总体上古土壤、弱发育古土壤、黄土、风成砂共存;9~4.2 ka青海湖盆地水热组合条件较好,风沙活动弱,大部分沙丘固定成壤,但9~8 ka和4.2 ka左右风沙活动较为频繁的特征可能指示了8.2 ka和4ka冷事件;4.2 ka之后特别是2 ka之后风沙活动显著增强,气候朝干冷化发展。     

云南千湖山第四纪冰川发育特点与环境变化

千湖山(4249 m) 是横断山脉中段保存确切第四纪冰川遗迹的山地,受西南季风影响强烈。对于研究青藏高原边缘山地冰川发育与气候和构造之间的耦合关系具有十分重要的科学意义。在千湖山海拔3500 m以上保存着古冰川侵蚀与堆积地貌,冰川发育依托海拔4000~4200 m的夷平面及其支谷地形。冰川形态类型为小型的冰帽以及由冰帽边缘溢流进入山谷的山谷冰川。应用相对地貌法,光释光(OSL) 年代测试,本文确定千湖山地区的冰进系列:末次冰盛期(LGM,22.2±1.9 ka BP)、末次冰期中期(MIS3b,37.3±3.7 ka BP、45.6±4.3 ka BP45.6±4.3 ka BP)、末次冰期早期(MIS4)。千湖山冰川前进规模是MIS3b 阶段大于末次冰盛期,主要原因是末次冰期中期(MIS3b) 时本区气候相对湿润,而在末次冰盛期(MIS2) 时气候条件比较干燥。在总体相似的气候背景下,与横断山其它存在多期次冰川作用的山地相比,千湖山只发育末次冰期的冰川作用,其差异性说明该地区冰川发育主要受山体构造抬升控制。     

青海湖湖东风成剖面化学元素特征及其环境指示意义

通过对青海湖湖东沙地风成沉积剖面化学元素特征的分析,结合光释光测年结果,并和已有研究进行对比,探讨了青海湖区12.5 ka BP以来的气候环境变化过程,将其划分为5个阶段：12.5 ka BP前气候寒冷干燥,青海湖应处于冰川消退的寒冷期,风沙活动强烈;12.5~11.9 ka BP气候向暖湿转变,其中12.2~11.9 ka BP发生一次寒冷事件,对应于新仙女木事件;11.9~8.0 ka BP气候冷暖波动频繁,期间出现了3次寒冷事件;8.0~2.6 ka BP是一个持续时间较长的温暖湿润期;2.6 ka BP至今,气候以干冷为主,与现代气候相近。     

青海湖湖东沙地河湖-风成沉积记录的中晚全新世以来环境变化

青海湖盆地因其独特的地理位置和气候环境,对气候变化响应敏感,是研究环境变化重要的场所。本研究在青海湖湖东沙地获取两个剖面,采用AMS¹⁴C测年,结合岩性、粒径组分和常量元素氧化物及其比值等多指标分析方法,重建了湖东沙地8.4 ka BP以来的环境演变过程。结果表明：除少量沉积物处于中等化学风化阶段外,大部分沉积物处于物理风化和初级化学风化阶段,说明自8.4 ka BP以来研究区气候环境总体上相对寒冷干燥。在千年尺度上,研究区不同时间段的气候环境存在较大的差异。8.4—4.2 ka BP气候相对温暖湿润;其中,8.4—6.2 ka BP河湖相和风成相沉积互层,表明存在明显的百年尺度气候波动;6.2—4.2 ka BP化学风化和淋溶作用较强,表明季风降水较多,径流较强,发育了较为稳定的湖泊沉积环境。4.2 ka BP以来湖泊消失,化学风化和淋溶作用减弱,沉积物从砾石转变为砂质黄土,显示气候较为冷干且波动较大。对比分析表明,中晚全新世以来青海湖湖东沙地的气候变化特征与东亚季风边缘区其他区域基本一致,并主导了区域沉积环境的演变过程。     

粒度特征揭示的中全新世以来毛乌素沙地演化过程

通过对毛乌素沙地现代固定沙丘、半固定沙丘、半流动沙丘和流动沙丘的粒度特征分析，发现研究区沙地变化敏感粒度是>245 μm的沉积物粒度组分，尝试性地将其用于地质时期沙地演化研究。结合区域典型风成砂-古土壤剖面的沉积相特征，探讨了中晚全新世以来毛乌素沙地的时间演化过程及其特征。结果表明：中全新世以来毛乌素沙地存在多次活化扩张和固定萎缩事件，除7.5 ka BP前为流动沙地占优势以外，其余阶段多在半流动沙地、半固定沙地和固定沙地之间频繁转换，即使在全新世适宜期古土壤大规模发育期间仍存在局地短时间的沙地活化事件。     

青海湖滨土地沙漠化驱动机制

在自然因素和不合理人为活动的影响下,青海湖流域及其周边地区正面临土地沙漠化、湿地萎缩、草场退化、水土流失等严重的生态环境问题。本文分析了青海湖滨土地沙漠化现状及其驱动因素。结果表明:青海湖滨广泛分布的古风沙沉积物是现代沙漠化的沙物质来源,现代流动沙丘的粒度特征与古风成沙丘粒度极为相似,两者的继承与改造关系极为明显。草皮层及其下的粉沙土层是古沙丘的保护层。保护层的机械破坏,使下伏松散的古风沙沉积物暴露,是形成沙漠化的关键一步。随后在风蚀、雨水冲刷及其他因素的共同作用下,松散的古风沙沉积物被侵蚀,引起草皮层坍塌,导致古沙丘活化,风沙活动加剧,形成风沙沉积。流水侵蚀和地层沉陷是导致草皮层机械破坏的主要因素。青海湖水位下降,河流沉积,风沙入湖,都可使沙地面积增加,但仅限于湖边局部地方。     

青海湖西岸风成沙丘特征及成因

沙漠化是青海湖周围生态环境恶化中一个非常突出的问题,尤其湖西岸沙丘是近十多年来才形成的风沙堆积,并逐年扩大,已成为青海湖区第二大风沙堆积区。通过对青海湖西岸沙丘的分布、形态、物源及粒度特征的分析,对其形成进行了研究,并对布哈河三角洲的形成发育与沙漠化之间的关系进行了初步探讨。认为河流的自然摆动和截直造成了该三角洲东北缘的停止发育,加之气候的持续干旱和严重的鼠害,是导致研究区土地沙化、沙漠面积不断扩大的一个主要因素。     

遥感与GIS支持下近30 a来青海湖环湖区土地沙漠化动态变化研究

 青海湖环湖区是青藏高原土地沙漠化最为严重的区域之一。基于RS和GIS技术,选取1976、1987、1995年和2006年4期遥感影像,利用ERDAS的图像和信息处理功能对环湖区1.43万km2的土地进行专题信息提取,采用室内解译和野外检验修正的方法重建了环湖区近30 a来的沙漠化土地时空动态变化和分异格局,并在此基础上预测了未来20 a沙漠化土地的发展趋势。研究结果表明,近30 a来本区沙漠化在时间上表现为快速增加-缓慢上升-快速增加的持续扩展过程;在空间上由少成片分布或多零星分布向以4大沙区为主、滨湖沙堤为连线的环湖带状分异格局演变。受气候变化、人类活动和人工治理的综合影响,未来20 a该区沙漠化面积在前15 a呈增长趋势,后增长缓慢并出现逆转。     

青海南山风成沉积光释光年代学研究

青海湖地区的黄土是独立于湖相沉积的重要古气候记录。对青海南山夏拉水库和橡皮山黄土剖面进行了沉积学、地貌学和光释光年代学的研究,重建了全新世以来青海湖地区的环境变化。结果表明,1)青海南山地区至少在10.4 ka之前由河流沉积转换为风成堆积,指示气候转型期;2)10.4~5.0 ka间以黄土堆积为主,偶尔夹杂风成砂,指示气候整体比较温暖适宜,有个别的降温事件;3)3.4~1.0 ka古土壤发育为主,指示气温—降水组合较好,气候最适宜;4)0.6 ka以来发育现代土壤。研究数据基本与青藏高原东北缘的古气候/环境变化记录相一致,但在时间上存在一定的相位差,可能与海拔较高,区域对气候反应滞后有关。     

末次盛冰期以来库布齐沙漠环境变化

中国北方季风边缘区沙漠/沙地如何响应气候变化及其反馈研究对于理解干旱半干旱地区现代地表过程及其未来环境演变趋势有重要的科学意义。库布齐沙漠作为中国北方季风边缘区中东部唯一的以流动、半流动为主的沙漠,现代地表景观与周围沙地（如毛乌素沙地、浑善达克沙地、科尔沁沙地等）明显不同。晚第四纪以来库布齐沙漠与季风边缘区中东部沙地环境演化过程到底是否一致,其湿润期究竟发生于何时,尚存颇多争议。区域风成沉积和湖泊沉积记录研究得出的结论明显不同,存在中晚全新世和早中全新世湿度最优期的分歧。对库布齐沙漠风成沉积年代-岩性的概率密度分布（Probability Density Function,PDF）进行处理,与周边沙地风成沉积和湖泊沉积古环境记录进行了对比分析。结果表明：末次盛冰期以来库布齐沙漠与季风边缘区中东部沙地环境演化过程总体一致,27.6—10 ka和晚全新世（2—0 ka）,风沙堆积强烈,气候相对干旱;早全新世（10—6 ka）古土壤渐次发育,沙丘逐渐被固定,湿度增加,环境状况有所改善;中全新世（6—2 ka）古土壤广泛发育,沙丘经历固定成壤,气候最为湿润。区域环境演变过程受控于低纬太阳辐射和高纬冰量变化的双重制约。     

Paleoclimatic evolution indicated by major geochemical elements from aeolian sediments on the east of Qinghai Lake

As the largest inland lake of China, along with its unique landscape and geographical location, Qinghai Lake has got much attention of the scientists for a long time. The precursors have done substantive researches by using the lake sediment, which deepen our understanding of the climate changes in this region. Although sand dunes and loess sediment are widely distributed around the lake, so far the researches on geochemical elements from aeolian sediment have been less reported. In this paper, we selected a typical aeolian profile on the east of Qinghai Lake. Based on systematic sampling and analysis of seven major geochemical elements, combined with OSL dating and previous researches, this paper discusses climate changes in the Qinghai Lake area since 12.5 ka B.P.. Our conclusions are: (1) Before 12.5 ka B.P., the climate in this region was dry, cold, and accompanied by strong wind-sand activities. (2) During 12.5–11.9 ka B.P., the climate became warm and wet. However, there was an abrupt climate cooling event during 12.2–11.9 ka B.P., which likely corresponded to the Younger Dryas event. (3) During 11.9–8.0 ka B.P., the climate fluctuated greatly and frequently from warm to cold, and three cooling events occurred. (4) During 8.0–2.6 ka B.P., the climate was warm and humid. (5) Since 2.6 ka B.P., similar to the modern climate, the climate was mainly dry and cold.