青海湖冰后期水体环境的演化

本文根据对青海湖区各类天然水及湖底近代沉积物QH-16A岩心中介形虫壳体的稳定同位素等分析资料,讨论了青海湖现代水体稳定同位素核素的分布,导出了其初始水同位素组成;根据其介形虫壳体的δ18O、δ13C和Mg/Ca、Sr/Ca比值的研究,建立了青海湖区冰后期以来的气候波动模式;并据此阐述了青海湖自冰后期以来水体环境的演化。     

冰岩芯研究与全球变化

冰岩芯研究是古气候、古环境研究的有力手段,它将为“全球变化研究”提供多方面的气候、环境信息。在冰岩芯研究中,通过稳定同位素(δ¹⁸O或δD)、放射性¹⁰Be、微粒含量变化、冰结构变化、CO₂含量变化、CH₄含量变化、各种化学元素含量的变化等多种手段建立了两极地区倒数第二次冰期以来气候、环境及大气成分演化的大概轮廓。     

青藏高原现代湖泊沉积物碳酸盐矿物氧同位素组成特征及影响因素

选择青藏高原14个代表性现代湖泊的表层沉积物为研究对象,它们是冷湖、大苏干湖、小苏干湖、大柴旦湖、小柴旦湖、托素湖、尕海、茶卡湖、唐古拉-1、错鄂、乃日平错、纳木错、空姆错和普莫雍错,探讨这些湖泊碳酸盐矿物组成及相应氧稳定同位素组成的影响因素。XRD结果显示这些湖泊的碳酸盐矿物多以方解石为主,并含白云石。其中冷湖以白云石为主,尕海还含有一定量的文石。碳酸盐氧同位素分析结果显示总碳酸盐δ¹⁸O在-15.9‰到2.6‰范围变化,方解石δ¹⁸O变化范围为-16.2‰～3.9‰,白云石δ¹⁸O变化在-15.3‰～-5.4‰范围内。通过氧同位素与湖区环境因素的相关性分析,认为总碳酸盐δ¹⁸O受湖水δ¹⁸O组成、温度、降水量/蒸发量、盐度、海拔和纬度多种因素影响;方解石δ¹⁸O主要受湖水δ¹⁸O、温度、盐度、海拔和纬度的影响;白云石δ¹⁸O受降水量/蒸发量和盐度的影响。总碳酸盐δ¹⁸O对湖水δ¹⁸O、温度、海拔和纬度的响应是以方解石为载体而体现的;总碳酸盐δ¹⁸O对降水量/蒸发量的响应则归因于白云石δ¹⁸O对其的响应结果;另外总碳酸盐δ¹⁸O通过方解石和白云石δ¹⁸O的叠加作用响应于盐度。该研究初步建立了总碳酸盐、方解石和白云石氧同位素与环境各个指标之间的响应关系,对于揭示过去青藏高原地区环境变化有重要意义。     

南海南部晚第四纪表层海水温度的变化及其与极地冰芯古气候记录的比较

本次研究选取南海南部"太阳号"95航次17961-2柱状样(8°30.4′N,112°19.9′E,水深1795m,柱长10.3m)的175块样品进行浮游(Globigerinoides ruber)和底栖有孔虫(Cibicidoides wuellerstorfi)的氧碳稳定同位素及浮游有孔虫G.ruber壳体的Mg/Ca比值测定,再造了距今约140ka以来时间分辨率约800年的表层海水温度(SST)变化,揭示末次冰期南海南部的SST曾降温达约5℃,且存在类似Dansgaard-Oeschger(D/O)事件的千年尺度波动。将南海南部的研究结果与极地冰芯古气候记录进行对比,发现在千年时间尺度上南海南部SST的变化特征与南极冰芯的古气候变化相一致,而与格陵兰冰芯^δ18O所展示的锯齿状形态D/O事件的变化不一样,且最近的两个末次冰消期南海南部SST与代表高纬冰盖体积大小的底栖有孔虫^δ18O几乎同步变化,反映南海南部热带海区古气候变化的特殊性,为进一步研究低纬热带海区在全球古气候变化中的作用提供了新证据。     

新疆罗北洼地湖相沉积物有机碳同位素的变化序列及其古环境意义

测定了新疆罗布泊地区湖相沉积物CK-2钻孔样品的总有机碳含量（TOC）及其同位素组成、碳酸盐含量和C/N比值等环境代用指标,以及石膏矿物的质谱-铀系年龄。测试结果表明,20～9kaB.P.期间沉积物δ¹³C_org.在-23.4‰～-16.1‰之间波动且阶段性明显,与TOC呈现良好的相关关系,整体变化趋势同南极Dome C冰芯中记录的全球大气CO₂浓度一致;C/N比值表明有机碳来源主要是陆生高等植物。因此大气CO₂浓度变化是影响20～9kaB.P.期间罗布泊湖相沉积物δ¹³C_org.值变化的主导因素,周围山体上C₃/C₄植物相对生物量的变化则是另一重要因素。依据δ¹³C_org.的变化序列将此时间段湖区古环境的演化分成6个阶段:20.0～14.1kaB.P.期间受到末次盛冰期的影响,气温偏低,湖水丰沛;14.1～13.3kaB.P.是一个气候不稳定期,冷暖波动较频繁,但以暖为趋势;13.3～12.8kaB.P.期间经历了一段冷期,于12.8kaB.P.结束了末次冰期,随后气候开始转暖至11.8kaB.P.;其后气温再次变冷并维持到10kaB.P.;最后从10kaB.P.进入全新世暖期。δ¹³C_org.序列明显向偏负方向变化,表明该地区变暖的趋势相当明显。罗布泊地区日益干旱化是全球气候变化的结果,尤其是受到全球CO₂浓度的不断升高所制约。     

用树轮δ13C重建1685年以来的大气CO2浓度变化趋势

对采自浙江西天目山地区的3株柳杉树盘,交叉定年后,测定了3株树轮^δ13C的年序列,分析了3株树轮^δ13C序列中所含的共同环境变化信息。用二项式拟合法去除气候因素引起的3个^δ13C序列的高频变化,得到3个低频变化序列。分析了theLowDome冰芯记录的大气CO₂浓度与树轮^δ13C序列低频变化趋势的关系,建立了相应的转移函数,重建了天目山地区1685年以来大气CO₂浓度变化。结果表明:用3株树轮^δ13C序列重建的结果有较好的一致性,并与南极冰芯的记录及前人研究结果有很好的吻合。这一结果表明用同一地区不同树木个体的树轮^δ13C序列的低频变化序列可以重建出基本一致的大气CO₂浓度变化历史。     

北京地区末次冰消期气候环境变化记录的初步研究

对北京房山县长沟镇附近埋藏末次冰消期湖沼沉积物层序和岩性变化的观测资料，以及１４Ｃ测年、孢粉分析、磁化率、有机碳δ^１３Ｃ值和有机质含量等测定资料的综合研究表明：１)约１３０００ａＢ．Ｐ．以前本区气候相当干冷，植被稀疏；２)约１３０００～１２１００ａＢ．Ｐ．气候明显变暖，植被日趋繁茂，出现针叶－落叶阔叶林；３)约１２１００～１００００ａＢ．Ｐ．气候波动相当显著，十分不稳定，并在约１１６００～１１３００ａＢ．Ｐ．和约１０９５０～１０４８０ａＢ．Ｐ．气候明显向干冷逆转；而在这两个气候逆转之间出现相对湿润或温湿的气候。这一短期气候变化与北大西洋地区有相似之处，又有差异。     

青海湖全新世以来古环境参数的研究

作者根据青海湖水下近代沉积物岩芯中胖真星介(Ｅｕｃｙｐｒｉｓｉｎｆｌａｔａ)壳微量碳酸盐占δ_１８Ｏ、δ_１３Ｃ以及单体介壳的微量元素分析，重建了青海湖区冰后期以来的古气候环境演化序列，并在此基础上通过对全湖湖水水温、盐度、同位素以及现生胖真星介的δ_１８Ｏ和微量元素分析，定量地求取了１２０００ａＢ．Ｐ．以来各时段的古湖盐度、水位和水温变化数据。研究结果表明：古青海湖在全新世早期湖水含盐量在２０ｇ／Ｌ上下波动，进入大西洋期湖水盐度才波动下降，５Ｏ００—２５００ａＢ．Ｐ．年间湖水含盐量在５ｇ／Ｌ以下，此后湖水盐度才缓慢上升，达到今日的１４．１３４ｇ／Ｌ；全新世早期古青海湖处于浅湖环境其平均水位比现代低约８ｍ，全新世高湖面出现在６５００、５１００和３９００—３１００ａＢ．Ｐ．年间，水位比现今仅高１７—１８ｍ；全新世大暖期的时限为９３００—５３００ａＢ．Ｐ．，该时段古湖平均水温比现代高１．８℃。     

18.5kaB. P.以来东北四海龙湾玛珥湖全岩有机碳同位素记录及其古气候环境意义

结合含水量、TOC含量和TOC/TN比值变化曲线,18·5kaB·P·以来的四海龙湾玛珥湖沉积物全岩有机碳同位素组成（^δ13C_TOC）记录可划分为3个阶段:1)末次冰期晚期（18·5～14·7kaB·P·）,^δ13C_TOC值偏正,变化范围为-29·50‰～-26·18‰,平均值约为-28·10‰;2)末次冰消期（14·7～11·7kaB·P·）,^δ13C_TOC值显著偏负,变化范围为-33·92‰～-28·40‰,平均值约为-31·75‰,在^δ13C_TOC值变化曲线上表现为一个低谷,但在类似YoungerDryas的冷干事件期间（12·7～11·7kaB·P·）,^δ13C_TOC值再次显著偏正,最高可达-28·4‰;3)全新世以来（11·7kaB·P.至今）,^δ13C_TOC值变化幅度不大（-30·85‰～-27·37‰）,基本上都在平均值-29·1‰左右。研究表明,大气CO₂浓度变化是影响18·5kaB·P·以来四海龙湾玛珥湖^δ13C_TOC值变化的主导因素。     

云南程海富营养化过程的碳氧稳定同位素示踪

近500年来程海生物成因碳酸盐δ¹⁸O和δ¹³C及其有机质δ¹³C同位素记录了程海湖泊环境由贫营养到中富营养的演化过程.碳酸盐δ¹⁸O记录显示,大约1690年程海成为封闭湖泊后,当时湖泊贫营养环境并没有发生变化,但造成了湖泊水体交换周期加长,碳酸盐δ¹³C、有机质δ¹³C及其色素含量、碳酸盐含量变化指示湖泊生产力开始增高.1911～1942年碳酸盐δ¹⁸O和δ¹³C及有机质δ¹³C突然显著偏负,表明湖泊生物种群结构发生转变,湖泊初级生产力迅速增加,湖泊由贫营养向中营养转化.湖泊沉积物色素含量及碳酸盐含量变化也记录了这一湖泊环境的转换过程.约1986年以来,随着藻类养殖业及其农业耕作方式的转变,程海水环境渐渐转变成目前的中富营养化状态.     

新疆地区13000年来的气候序列初探

本文根据新疆地区全新世地层的年代标尺,黄土、湖泊和河流沉积物记录的环境变迁信息,以及古土壤和炭化层等所反映的古气候变化做了综合分析,对新疆地区13000年来的气候序列初步概括为:13000—10000aB.P.冷湿转凉干;10000—8000aB.P.,温干;8000—7000aB.P.,温湿;7000—6000aB.P.,暖干;6000—4000aB.P.,温湿;4000—3000aB.P.,温干;3000—2000a.B P.,凉湿;2000aB.P.至今,温干(1500aB.P.左右有凉湿的波动),与现代气候类似。     

台湾海峡西部海域晚第四纪地层

对台湾海峡西部海域的16个柱状岩芯进行孢粉、硅藻、有孔虫、¹⁴C和古地磁的系统分析测定,将本海域的晚第四纪地层自老到新划分为E、D、C、B、A层。研究结果证实了早武木冰期中晚期的琅岐海侵层（D层上部）、武木亚间冰期的福州海侵层（C层）和冰后期的长乐海侵层（A层）的存在,并首次发现里斯-武木间冰期的金门海侵层（E层）。研究表明,晚武木冰期吋本海域仍为浅海环境,沉积了“海峡海侵层”（B层）。     

新疆巴里坤湖十五万年来古水文演化序列

通过巴里坤湖钻孔岩芯沉积相分析、年代学测定、粒度分析、碳酸盐及其稳定同位素测定、孢粉分析等综合研究,建立了巴里坤湖沉积岩芯剖面十五万年来的时间序列、湖水位变化的古水文演化序列,分辨出十五万年来经历的高湖面阶段和低湖面阶段。低湖面阶段对应于冰期阶段,在冰期时,降水主要积累于山地,进入湖泊的水量较少,湖水位降低;高湖面阶段对应于间冰期的到来,山地冰川融化,湖水位迅速上升,但很快达到新的平衡,水位保持稳定。     

中国西部末次冰期以来冰川、环境及其变化

晚更新世以来,由于青藏高原及其周围山地的上升,中国西部的气候愈来愈干冷,冰川发育受到抑制。末次冰期最盛时,雪线比今日低300—1500m,古冰缘下限比今日低300—1400m,高山带的气温比今日低3—7℃,高原外围地区低8—10℃。青藏高原从13000aB.P.开始气候变暖,6000aB.P.高温期时冰川强烈退缩或消失,4000—3000aB.P.气候又再次变冷进入全新世新冰期和现代小冰期。目前气候又开始变暖,大部冰川又转入后退时期。     

近1500年来新疆艾比湖同位素记录的气候环境演化特征

利用介形虫壳体^δ18O,^δ13C及其沉积物有机质^δ13C同位素组成等环境代用指标,重建了西北干旱区艾比湖地区近1500年来气候环境演化特征。结果表明,气候不稳定性不但出现在时段约660～760A.D.及约1380～1500A.D.由暖干变冷湿的气候转换时期,也出现在时段约1050～1150A.D.及约1850～1940A.D.由冷湿变暖干的转换时期。尤其是由冷湿到暖干的气候转换时期,频繁而大幅度的气候变化影响湖泊水环境的稳定连续性,限制了介形虫等湖泊生物的生存,造成湖泊生态环境系统的破坏。而在百年尺度上艾比湖地区气候表现为暖干、冷湿的组合特征。约1850年开始,气候出现明显的干旱化趋势。     

美国西部Owens湖地球化学记录及其古气候意义

美国加州中部Owens湖的稳定同位素、稀酸可溶相锂元素浓度及其它地球化学指标揭示本区0.155MaB.P.～62500aB.P.间的气候变化。在0.155～0.140MaB.P.,0.122～0.114MaB.P.,91000～83000aB.P.和72000～62500aB.P.期间,气候冷湿,对应于深海氧同位素(MIS)6,5d,5b和4阶段。这些期间内湖泊开放,^δ18 O和^δ13 C无协变性,Li和有机碳浓度很低。在0.140～0.122MaB.P.,0.114MaB.P.～91000aB.P.和83000～72000aB.P.期间,气候干热,对应于MIS5e,5c和5a阶段。湖泊在这些期间内封闭,^δ18 O和^δ13 C有很好的协变性,封闭湖^δ18 O的变化代表了湖水体积的变化。来自湖中自生镁硅酸盐的锂元素浓度的变化反映了盐度和温度的变化。Owens湖的记录与DevilsHole洞穴流石记录和格陵兰冰芯记录有很好的对比,进一步证实了终结期Ⅱ在海相记录中的年龄滞后。本文讨论了冰期与间冰期之间,美国西部和中国黄土地区气候模式的差异及其互动机制。     

泥河湾盆地虎头梁湖相叠层石的生态环境分析

本文作者之一曾于1993年报道过在泥河湾盆地虎头梁剖面发现的第四纪湖相叠层石,并根据测年数据和其中所含的藻类化石,认为它是末次间冰期的温暖期中藻类生命活动的产物。近年来,作者对叠层石的生态环境做了进一步的分析。结果表明,所发现的湖相叠层石主要生活在古泥河湾湖水深0．4～46cm左右的湖滨浅水地带;在末次间冰期中气温最高的时期,温暖干燥的气候环境和盐度较大的湖泊水体,为藻类的繁衍和叠层石的形成提供了适宜的条件。通过湖相叠层石的生态环境分析,不仅有助于重建古泥河湾湖的环境,而且也有助于加深对本区末次间冰期气候的了解。     

中国西北地区晚更新世以来环境变迁模式

中国西北地区晚更新世以来环境变迁有两种模式,新疆地区服从西风带的一般规律,冰期与雨期同步,即冰川前进与气候冷湿、湖面上升的时期相当。甘肃、青海等地主要受季风影响,冰期干冷、黄土堆积盛行,内陆湖面大幅度降低。另外,在末次冰期的间冰段中气候冷湿,内陆湖面普遍升高;而在全新世的高温期则夏季风十分强大,包括新疆和藏北高原气候均以暖湿为特色。