佛塔剖面10.84kaB.P.以来的环境变迁

新疆楼兰佛塔剖面（40°30.980′N,89°54.849′E）深度6m,以5cm间距采样,共采121个样,进行了粒度、总碳、无机碳、有机碳、氮含量分析,根据光释光年龄结果内插得出剖面时间跨度为10.84～4.69kaB.P.,剖面气候环境可划分为3个阶段: 10.84～10.13kaB.P. 为高湖面湿润时期; 10.13～7.45kaB.P.沉积间断,气候干旱;7.45～4.69kaB.P.罗布泊气候相对湿润,其间湖泊存在多次的收缩与扩张,湖面扩张是短时间快速完成的,湖面衰退是逐渐变化的。楼兰佛塔剖面顶部年龄为469kaB.P.,此区发现的石器基本为地表采集,年代不会早于4.69kaB.P.。

     

元谋断裂晚第四纪活动特征及其构造应力分析

利用冲沟、山脊等断错构造地貌的卫星遥感图像解析,结合野外构造地貌观测以及断层露头剖面的研究,详细分析了元谋断裂一平浪-江边段的晚第四纪活动特征。研究结果表明,元谋断裂一平浪-江边段在晚更新世末期-全新世以左旋走滑活动为主,兼有一定正断层分量,其晚第四纪走滑速率大致为 0.45～2.60mm/a,其中一平浪-大龙潭一带,水平滑动速率约2.00mm/a,垂直滑动速率为0.07mm/a;   木莲旧-秧田井一带,水平滑动速率接近0.53mm/a,垂直滑动速率为0.06mm/a;   乐胜古-江边一带,水平滑动速率接近1.42mm/a,垂直滑动速率为0.04mm/a。同时表明,断裂表现出至少两期明显活动的分段性特征：  较早期活动时间大致为 50.87±4.32～53.23±5.89kaB.P.,为一平浪-秧田井段的最新活动时间,且一平浪-江边整段均活动;   在秧田井-江边段,断裂最新活动时间应晚于17.92±1.52kaB.P.。2008年8月30日的攀枝花61级地震的震源机制解也显示出与元谋断裂晚第四纪左旋走滑的活动特征一致。     

LGM时期气候背景下中国区域植被变化对东亚夏季降水影响的模拟

利用CCM3/NCAR全球气候模式在21kaB.P.(2.1万年前)的末次盛冰期(LGM)气候背景下,对中国区域植被变化对夏季(6～7月)东亚季风降水的影响进行了模拟,结果表明： 在LGM时期气候背景下,植被退化会使得中国东南部夏季降水减少,其中东南沿海减少超过20mm,而在 100°E 以东的中国北方大部分地区降水增加,其中心值大于50mm,从而导致降水南少北多的现象,植被的这种影响可以从物理上得到解释。在LGM气候背景下,植被退化在暖季起着增温的作用,即通过影响地表热状况使夏季大陆增温,增强了夏季东亚大陆与其周边海域的热力差异,从而使夏季东亚地区的西南风增强,35°～45°N的北方地区对流层低层的空气辐合和对流层上升运动加强,伴随着在 30°N 以南的中国南方地区出现异常下沉运动; 同时,西南季风的加强也导致夏季在 30°～40°N 之间的华北地区低层水汽输送加大。在这些因子的共同作用下,中国北方夏季降水增多,而东南部降水减少。这些结果说明使用LGM时期中国区域不同的重建植被资料可以对东亚季风气候模拟产生一定的不确定性。因此,重建可信度高的东亚植被对于降低对气候模拟的不确定性是十分重要的。     

塔里木盆地西北缘早二叠世后碰撞花岗质岩浆活动及其构造意义

塔里木地块西北缘的阔什布拉克钾长花岗岩富碱（Na2O+K2O平均836％>8％）,富钾（K2O/Na2O=127～147）,准铝质（A/CNK=082～088）,属于高钾钙碱性系列岩浆岩。岩石的稀土含量较高（ΣREE=26390×10-6～44575×10-6）,富集Th、U、Ta、Nb、Hf和Y等高场强元素和大离子亲石元素Rb,具有强的负Eu异常（δEu=0003～0019）,富集高不相容元素（Zr＋Nb＋Ce＋Y=368×10-6～531×10-6>350×10-6),高Ga（Ga/Al×10〖CS％0,0,0,0〗〖CS〗000=417～472>26）,显示出A型花岗岩的地球化学特征。岩石Th/U比值（平均为386）、Nb/Ta比值（平均为1275）和Rb Th富集、Ti亏损指示其壳源成因。对花岗岩进行的LA ICP MS微区原位锆石 U Pb 定年结果表明,花岗岩的结晶侵位年龄为2754±28 Ma。综合西南天山与塔里木盆地早二叠世花岗质岩浆活动的特点,认为早二叠世西南天山的后碰撞岩浆活动不仅在西南天山内部引起了强烈的花岗质岩浆活动,而且对塔里木地块西北边缘的花岗质岩浆活动也有显著的影响。阔什布拉克A型花岗岩也说明西南天山地区的碰撞造山作用在2754±28 Ma之前已经趋于结束,以南天山洋盆为代表的古亚洲洋已基本结束了其演化历史。     

西藏佩枯错盆地晚更新世以来的孢粉组合特征及其古气候意义

西藏佩枯错盆地晚更新世以来河湖相沉积剖面的孢粉分析显示,该地区在晚更新世早期的127—72kaB.P.时期,气候温和湿润,植被以针阔叶混交林为主;至66—56kaB.P.时期,气候转变为温凉略干,植被转为疏林草原;在56—49kaB.P.时期,气候温凉潮湿,植被又转为针阔叶混交林为主的森林草原;而在49—46kaB.P.时期,气候温和偏干,植被转为疏林草原;在46—31kaB.P.时期,气候寒凉湿润,植被表现为温度进一步下降的疏林草原;在31—15kaB.P.时期,环境向寒冷方向发展,植被转为高寒草原;自11kaB.P.(全新世初期)开始,气候由温暖偏干转变为温凉偏湿,植被由灌丛草原转变为森林灌丛草原。这表明自晚更新世以来,该区气候环境是在逐渐变干的总趋势上,经历了多次明显的冷暖与干湿波动。     

全新世中国夏季降水量变化的两种模态

根据气候模拟的夏季降水量及古气候湿润度代用资料,指出全新世中国夏季降水量变化存在两种模态。模态1：降水量异常的中心为一个东北－西南向的带; 从东北、内蒙东部、经华北、河套到青藏高原为一正异常中心。模拟结果的EOF分析表明这种模态占模拟的全新世中国夏季降水量变化总方差的75.8%。全新世降水量变化的模拟主要考虑地球轨道要素,其中岁差起着重要作用。因此,这个模态可以称为岁差模。岁差模主要反映近万年全新世降水变化的趋势。模态2：降水量异常分布在中国东部(100°E以东)自北向南表现为负－正－负分布。负异常在内蒙中部到华北,正异常在黄河中游、淮河、到长江流域,江南部分地区又有负异常。这与模拟的大西洋热盐环流减弱所造成的中国夏季降水量异常分布一致。因此,这个模态可能与全新世的气候突变有关,称为气候突变模。覆盖中国的80个代用资料序列给出的9kaB.P.和4kaB.P.干湿分布,证明早全新世气候湿润,晚全新世气候干旱。这种变化趋势主要反映了岁差的影响。同时,4kaB.P.虽然干旱分布广泛,但是长江流域、关中地区到高原东部则有若干气候湿润的指示。这表明4kaB.P.同时受岁差及气候突变的影响。     

青海格尔木三岔河组年龄测定与昆仑古湖发育

文章主要研究和讨论青海省格尔木市昆仑河第五级阶地的三岔河组河湖相沉积,特别是其上部的一套典型的湖相沉积。根据野牛沟和纳赤台西北两剖面三岔河组沉积样品的ESR和U系法年龄测定结果,三岔河组堆积于约355～95kaB.P.间,而被称为昆仑古湖的湖相沉积大致开始于约 200～160kaB.P.（ESR）或约150kaB.P.（U系）,结束于约 150～120kaB.P.（ESR）或约95kaB.P.（U系）左右,其中深湖时期约为190kaB.P.（ESR）或约110～100kaB.P.（U系）左右。此外,纳赤台东北昆仑河第三级阶地剖面上部的湖相沉积,则是约90(ESR)/72～25kaB.P.（U系）的末次冰期期间形成,可称为纳赤台古湖。根据昆仑古湖湖相沉积地层中的沉积构造和所发现的介形类化石,讨论了湖泊的沉积环境;根据区域对比,认为三岔河组发育于约355～95kaB.P.,而其中约120～95kaB.P.的末次间冰期的早中期则是昆仑古湖的发育时期与青藏高原的羌塘东湖等古大湖发育早期的最高湖面时期,而40～30kaB.P.的MIS3的后半段只是这些大湖分解过程中的一个阶段。     

江汉平原北部汉水以东地区新石器晚期文化兴衰与环境的关系

新石器晚期江汉平原北部汉水以东地区成为长江中游的文化核心区,出现了文化高度繁荣又快速衰落的逆转,处于发展初期的区域文明走向崩溃。文章基于屈家岭剖面常量元素氧化物和TOC含量的分析结果,综合多种环境要素,探讨汉水下游地区全新世中晚期地貌、气候、水文等环境变化与文化兴衰的关系。研究认为,该地区5.4～4.6kaB.P.的气候整体暖湿,晚期暖湿程度有所降低;4.6～4.2kaB.P.气候较为稳定,温暖湿润程度有所回升; 4.2～2.7kaB.P.气候处于持续变干凉阶段; 2.7～0.5kaB.P.气候温湿程度开始回升,并略有波动,但比4.2kaB.P.前仍然偏干凉。以岗状平原为主的江汉平原北部地区优越的地理环境,整体暖湿的气候,为屈家岭文化、石家河文化的高度繁荣提供了环境基础,该时期的聚落数量和分布密度达到了长江中游新石器时期的最高峰。石家河晚期的气候变干变凉,对文化发展产生了一定影响,但不是石家河文化衰落的主要原因。该地区5～3kaB.P.的水位存在波动上升的趋势,这种变化主要受构造沉降、全新世以来海面上升和泥沙淤积的控制。江湖水位的波动上升而引起的洪患加剧,及人类活动向地势低平的江汉平原腹地扩展,这种水文过程和社会发展过程的矛盾,到石家河文化晚期尤为突出,可能是导致石家河文化走向衰落的主要原因。该地区内部或同其他地区之间的冲突可能加速了石家河文化的崩溃。     

新疆罗布泊地区32.0～9.1kaB.P.期间的孢粉记录及其古气候古环境演化

新疆罗布泊地区罗北洼地CK­2钻孔的孢粉记录揭示出： 32.0～9.1kaB.P. 植被演替明显,气候干湿波动显著; 晚冰期向全新世过渡期间,气候波动频繁且具突变性。31.98～19.26kaB.P.罗布泊地区处于末次冰期的盛冰期阶段,气候寒冷湿润,冷暖波动频繁,但幅度不大,研究区植被以草原－荒漠草原为主; 19.26～13.67kaB.P. 气候明显变为温暖干燥,植被以荒漠为主; 13.67～12.73kaB.P.气候冷湿偏干,植被以草原－荒漠草原为主; 12.73～9.14kaB.P.气候冷湿与暖干交替频繁,波动幅度较大,植被逐渐由荒漠向草原－荒漠草原过渡。其中, 16.45～15.39kaB.P.,14.27～13.67kaB.P.和 11.74～11.23kaB.P.之间的冷颤动分别相应于老仙女木、中仙女木和新仙女木事件; 15.39～14.27kaB.P.和 12.73～11.74kaB.P.之间的暖期则分别对应于欧洲博令和阿勒罗得暖期; 新仙女木事件后的气候具有突变性的特点,10.49kaB.P.前后的暖事件和9.14kaB.P.前后的冷事件,成为全新世早期气候变化的显著特征。孢粉浓度和花粉组合所反映的罗布泊地区晚冰期以来的气候演化同全球性的气候事件具有显著的可比性。     

兴凯湖沉积物有机碳和氮及其稳定同位素反映的28kaBP以来区域古气候环境变化

兴凯湖是东北亚最大的淡水湖,也是中俄界湖。我们是国内首次对兴凯湖一根长269 cm的沉积岩心进行了研究,结果显示:δ13Corg和TOC之间显示较好的负相关性,说明δ13Corg低值时期,气候温暖或湿润,δ13Corg值处于高值时期,气候冷干;C/N比值和TOC之间显示较好的正相关性,C/N比值平均值为11.4,显示兴凯湖沉积物有机质以内源浮游植物生产为主;δ15Norg高值对应于气候冷干期,此时沉积物有机质更多的来源于浮游植物,δ15Norg低值对应于暖湿期,但营养盐输入的减少也会造成δ15Norg值降低。兴凯湖沉积物有机碳和氮及其稳定同位素数据综合分析结果表明:28 480～26 160 cal.aBP,湖区气候冷干;26 160～22 880 cal.aBP,湖区气候温暖湿润;22 880～18 180 cal.aBP,流域处于末次盛冰期多年冻土环境;18 185～12 650 cal.aBP,对应于Blling/Older Dryas/Allerd气候波动暖期;90～78 cm段,对应于Younger Dryas事件;11 500～4 570 cal.aBP,进入全新世暖湿期,早期气候温干,晚期气候温湿;4 570～1 470 cal.aBP,气候冷干;1470 cal.aBP以来,又转为暖湿气候。     

末次盛冰期太平洋赤道辐合带对暖池外热带海表温度变化的敏感性

利用美国NCAR CAM3大气环流模式,分析了末次盛冰期（LGM）两个不同的热带海表温度重建方案中,北半球冬季热带中、西太平洋对流活动及大气环流对暖池外（赤道东太平洋和热带大西洋）热带SST异常的敏感性。结果表明：  1）SST异常首先引起大气环流的改变。  赤道东太平洋对流层下沉增强,而作为经向补偿,副热带东太平洋上升运动增强,其中南半球尤为明显,同时南半球热带中、西太平洋上升运动增强,加剧了该区纬向逆时针环流,说明冰期热带海气耦合过程受气候背景场（如SST）影响很大;   2）大气环流格局改变引起热带中西太平洋的大气加热、对流活动、表层风场及降雨的巨大变化。  140°E以西的婆罗洲和菲律宾区域,总的大气加热减少是由于对流与辐射加热减少所致,对应于该区风场辐散和降雨减少;   而140°E以东的南半球热带中、西太平洋,大气吸收热量增加,对流与辐射加热均增强,总降雨量也随之增加,反映该区赤道辐合带南移并增强。该项研究为探索热带太平洋在冰期/间冰期旋回中的古海洋学变化提供了新的数据支撑。此外,不同重建SST对赤道辐合带的影响比较大,因此利用重建SST进行数值模拟或者利用耦合模式研究LGM热带海气相互作用时,应该十分重视全球热带SST分布特征。     

南海全新世大暖期海表水的高酸性证据

利用正热电离质谱高精度测定了南海化石珊瑚样品的δ¹¹B 比值,定量地重建了中晚全新世以来南海海表水的pH值。结果显示南海海表水pH值并不像预先设想的那样稳定。其中古海水pH值最低为6100aB.P.前的7.91;   最高为4300aB.P.前和1200aB.P.前的8.29。南海海表水pH值从全新世大暖期开始,整体上呈缓慢增加趋势,而到现代以后明显下降。珊瑚δ¹¹B记录表明南海海表水在中晚全新世有两个高酸性的时期,一个发生在全新世大暖期,一个为现代。全新世大暖期时南海出现的高海平面、偏强的东亚夏季风和偏弱的冬季风可能是导致其海表水出现高酸性的原因。现代南海海表水pH值显著偏低,背离了中晚全新世以来南海海表水pH值逐渐增加的趋势,这很可能说明人类大量排放的CO₂确实改变了南海海表水自然变化的规律,南海在变酸。     

基于中等复杂地球系统模式的全新世 气候突变事件模拟试验*

全新世暖湿气候背景下的代表性气候突变是发生在约8.2kaB.P. 和4.2kaB.P. 的气候突然变冷变干的事件。对于气候突变事件的出现,海洋环流被普遍认为是其中的关键环节。科学家们利用不同类型的气候模式进行过个例和机理模拟试验,但还未能对气候突变机理做出合理的解释。本研究使用一个中等复杂程度的地球系统模式EMIC ( Earth-system Models Intermediate Complexity) MPM-2,模拟研究了全新世气候背景下北大西洋区域,淡水强迫机制作用对温盐环流以及全球气候的可能影响、气候系统响应和恢复时间特征以及南北半球的差异。模拟结果表明海洋对北大西洋淡水通量异常的强度响应敏感,海洋环流对热量和盐份的输送与淡水通量异常强度之间的平衡决定了温盐环流能否对淡水强迫产生不可逆转变,当淡水通量异常达到某一阈值后可能引起海洋和气候平衡态的改变。同时还发现,在气候变化过程中,两次淡水通量异常对海洋和大气系统的强迫作用是不同的,首次淡水通量异常对气候平衡态的影响要远大于其后的淡水通量异常。模拟结果还表明,北大西洋海洋的异常状况可以通过海洋、大气等各圈层相互作用传递到不同圈层和空间区域,在南北半球出现不同的响应特征。上述模拟结果对于认识全新世气候变化特征、不同突变事件之间的关系及其对现代气候的可能影响具有启发意义。     

耀县黄土记录的全新世东亚冬夏季风非同步演化

通过多指标分析了黄土高原中部地区耀县黄土剖面,重建了全新世以来该地区季风变化过程。结果显示研究区全新世冬、夏季风并非同步演化,夏季风： 10.0～9.4kaB.P.快速转强; 9.4～3.4kaB.P.为全新世强盛期,但夏季风在强盛期并不稳定,其中在 6.8～5.9kaB.P.存在一个衰退事件; 3.4kaB.P.以来夏季风快速衰退。在8.4kaB.P.之前,冬季风强盛,并逐渐减弱; 8.4～6.6kaB.P.冬季风较弱; 6.6～5.7kaB.P.存在一个冬季风突然增强; 5.7～1.7kaB.P.冬季风为全新世最弱的阶段; 1.7kaB.P.以来,冬季风强度迅速增大,具有不稳定性。耀县地区全新世冬、夏季风的演化过程不同步可能揭示了全新世冬、夏季风演化的主控因子不同。     

南海北部氧同位素3期时上部海水结构的变化*

南海北部海水物理化学性质不但受东亚季风的影响,还受到珠江陆源输入的影响。文章根据对南海北部ODP 1144站浮游有孔虫属种组合变化和氧同位素分析,以及浮游有孔虫表层海水温度转换函数的研究结果表明:南海北部MIS 3期的表层海水温度在H2~H6事件时明显降低,并在H4~H5(45.66~38.77kaB.P.) 期间,表层海水冬季温度变化频繁,且幅度较大。35~29kaB.P. ,浮游有孔虫暖水种含量减少,浮游有孔虫氧同位素值增重,同时高生产力属种Neogloboquadrina dutertrei的含量增加,说明冬季风在该阶段强化。此外,52~46kaB.P.期间,N.dutertrei含量增加,浮游有孔虫氧同位素较低,表层海水温度没有明显的变化,所以此时南海北部的高生产力可能与珠江陆源输入的增加有关,指示东亚夏季风的加强。     

南极海冰与气候

在极区,海冰的形成在海洋上部和大气下部之间构成了新的交界面,改变了大洋表面的辐射平衡和能量平衡,隔离了海洋与大气之间的热交换和水汽交换;海冰冻融过程影响着大洋温、盐流的形成和强度;海冰对南大洋和南极大陆气象、气候有重要的影响,在气候环境系统中起着重要的作用。南极海冰作用区约占南半球雪冰作用区面积的58%,约占地球表面积的3.58%。其中,一年生海冰约占南极海冰区分布面积的83%;其分布面积从夏末2月份最小时的3×106 km2左右,到9月份冬末最大时的18×106 km2左右,一年中季节变化幅度可达15×106 km2,季节变化率>500%。海冰分布区域的年际变化较大。南极海冰区是影响季节和年际全球气候环境变化的重要区域。当前,国际南极海冰与气候研究的核心问题是海冰物理过程和在海冰区的海洋—大气相互作用。结合目前承担的研究课题,对国际南极海冰与气候研究的前沿动态和相关的国际计划进行了综述。     

末次冰期以来南海北部物源及古环境变化的有机地球化学记录

文章在AMS～14C定年的基础上建立了南海北部MD05-2905钻孔（20°08.17′N,117°21.61′E）末次冰期以来有机地球化学记录的时间序列,利用其中的正构烷烃、甾醇和烯酮等有机分子标志物对南海北坡25ka以来沉积物物源、气候环境变化进行探讨。长链正构烷烃总含量和浮游植物标志物总含量表明25.0～14.5kaB.P.时段南海北部沉积物中陆源物质输入、海洋初级生产力浮游植物输入均较高,14.5～8.5kaB.P.时段迅速降低,全新世8.5kaB.P.之后稳定在较低水平。末次冰期海平面低,陆架出露面积大,陆源物质搬运至沉积地点的距离短,强盛的冬季风及其驱动的洋流有利于大量的陆源物质搬运至该沉积地点;14.5kaB.P.,对应于MWPIa时期,陆源物质输入迅速减少,海洋初级生产力的迅速降低,印证了此时海平面的快速上升。C31/C17物源参数表明陆源物质输入和海洋内生源输入在25.0～14.5kaB.P.时段和14.5～8.5kaB.P.时段分别占据了主要地位,这表明海平面变化对陆源物质输入影响可能更大;全新世8.5ka之后,陆源、海洋内生源输入交替占据主要地位,这可能与东亚季风增强有关。从有机分子标志物研究来看,海平面的变化对陆源物质输入及总海洋初级生产力可能均有重要控制作用,但海洋初级生产力中某些藻类如硅藻可能受控于不同的气候因素。C28甾醇含量指示硅藻在MWPIa和MWPIb时期大量增多,这可能是14.5～8.5kaB.P.海洋内生源输入相对较多的重要原因,同时,对11.0～8.5kaB.P.时段的碳酸钙低值事件可能有一定贡献,但其对海陆环境的响应还有待于进一步研究。     

青藏高原兹格塘错沉积物粒度组成及其环境记录的研究 *

兹格塘错是位于藏北高原腹地的一个封闭型湖泊,对其沉积物的粒度组成、粒度参数等粒度特征进行分析,揭示了湖面水位变化,水动力、风动力搬运强度等。并结合其他环境代用指标进行比较,探讨环境变化,揭示了兹格塘错区域全新世初期气候湿润、中期气候偏干、晚期干湿交替的气候变化特征。粒度参数所反映出的湖面波动与环境变化得到了其他环境代用指标较好的支持。