黄土的形成与气候旋回划分

根据黄土土壤特征的研究和黄土地层古土壤的识别和划分,结合磁化率测定,研究了黄土剖面冷干与温湿条件下发育的古土壤的分层和代表的气候旋回变化。资料表明,黄土具有土壤的结构和淀积成分,它是在相对冷干气候条件下发育的成熟的灰黄色古土壤,能够可靠地作为冷干气候的指示;250万年来的黄土地层至少可分为51层灰黄色古土壤与50层红褐色古土壤,代表了51个生物、气候、土壤旋回和亚旋回的变化。在50万年来的温湿气候阶段中,气候波动更频繁。     

萨拉乌苏河流域MGS2层段主要氧化物变化及其指示的气候波动

萨拉乌苏河流域与MIS2相同时代的MGS2地层段记录了5.5个由风成砂与河流相或湖沼相构成的沉积旋回,通过对各沉积旋回的主要氧化物分析表明：河湖相中Al2O3、TOFE、K2O、MgO、CaO、Na2O、TiO含量通常明显高于风成砂,而SiO2含量则呈现相反的变化,构成了与沉积旋回相对应的5.5个主要氧化物变化旋回。结合各主要氧化物的化学迁移特性和剖面所在区域的地貌特征进行分析,认为该剖面的主要氧化物变化旋回是气候波动的反映,一个主要氧化物含量变动旋回指示了一个干冷-暖湿旋回,也即一个冬夏季风先后演替的气候旋回。MGS2持续的时间仅为12 ka,一个冬夏季风环境的变化大致平均仅需要2 ka,一个冬季风或者夏季风环境的平均持续时间大约1 ka。显然,这是一个千年尺度的环境变化。研究还表明,MGS2气候波动与晚冰期气候变化以及相关的Heinrich事件具有良好的对应关系。可以推断,MGS2记录的千年尺度环境变化是全球环境变化在本区域的反映。     

220 ka以来萨拉乌苏河流域地层磁化率与气候变化

 萨拉乌苏河流域滴哨沟湾剖面磁化率变化结果表明:近220 ka来我国北方气候变化极不稳定,存在着不同尺度的频繁变化,特别是寒冷气候阶段变化尤为频繁,其中倒数第二次冰期存在5个气候旋回,末次冰期存在10个气候旋回。这些气候变化与深海氧同位素、极地冰芯反映的全球变化具有良好的对应关系,反映了该区气候变化与全球变化的一致性。控制本区气候变化的主要因素是全球冰量变化及太阳辐射影响的东亚季风变化。     

Google Earth卫星影像重建早白垩世气候变化

颜色旋回变化是地质剖面中最明显的变化之一,可以直观地反映地层的粗略的气候信息,如果地质剖面出露良好,也可以直接被卫星影像记录。Google Earth卫星影像是地质工作者野外工作准备过程中重要的参考资料。通过实地走访甘肃省张掖市南台子村彩色丹霞和Google Earth图像的观察,尝试提取3 040 m剖面亮度(L*)、红度(a*)、黄度(b*)颜色变化信息并与地层局部实测的碳酸盐变化对比,发现L*值与a*值基本呈反向变化。L*值一般与碳酸盐含量有关,高L*值对应高碳酸盐值,反映湿润环境,红色层对应低碳酸盐值,反映干旱环境。L*值和碳酸盐含量变化以及a*值的变化共同反映了气候的干湿交替。根据地质调查,剖面年代在1 000~1 400万年之间,大致反映了早白垩世气候变化的框架,白垩纪早期气候旋回变化明显,并非一直处于十分稳定的状态。更为详尽的年代以及具体气候变化信息有待于后续的古地磁学与旋回地层学的深入研究。     

萨拉乌苏河流域MGS4层段记录的末次冰期早冰阶气候波动

萨拉乌苏河流域米浪沟湾末次冰期早冰阶时期记录了5.5个由古沙丘砂与河流相、湖沼相构成的沉积旋回。对各沉积旋回的粒度及微量元素分析表明,河流相和湖沼相的平均粒径Mz、分选系数σ和SC/D的值明显高于古沙丘砂,河湖相中的微量元素Mn、P、Rb、Zr、V、Ni含量普遍较古沙丘砂含量高,而Ba、Co等则呈现相反的变化;这些气候代用指标的波动构成了与沉积旋回相对应的5.5个粒度及微量元素变化旋回,指示了该地末次冰期早冰阶至少经历了6次冷干和5次暖湿的气候波动,其中若干次气候回暖事件和冷干事件可与格陵兰冰芯和葫芦洞石笋等记录的D/O事件和Heinrich事件相对应。米浪沟湾剖面地层记录的千年尺度气候波动既是对东亚季风环流演变历史的体现,同时也是对全球气候变化的响应。     

MIS3晚期查格勒布鲁剖面微量元素揭示的千年尺度气候变化

通过对巴丹吉林查格勒布鲁剖面时代上属MIS3晚期的地层层位(CGS3a层段)中14种微量元素的分析发现:除Co、Ba含量呈相反变化外,P、V、Cr、Mn、Ni、Zn、Pb、Y、Zr、Nb、Cu和As含量在风成沙丘砂中基本上表现为谷值,而在不同层位沙丘砂上覆的湖相中则相对为峰,构成与沉积旋回相应的元素变化旋回。元素在沙丘砂中呈现的谷值,主要揭示了干冷气候条件下东亚冬季风的侵蚀、搬运和堆积作用;在湖相中的相对富集,则与东亚夏季风盛行时暖湿气候背景下该地所处的特殊洼地地貌位置有关。元素旋回实际上代表的是东亚冬夏季风的气候变化旋回。分析结果显示:MIS3晚期剖面所在地至少经历了5次冬夏季风交替变化的气候旋回,反映了该时期我国沙漠地区的千年尺度气候变化。     

萨拉乌苏河流域MGS1层段粒度与CaCO3记录的全新世千年尺度的气候变化

 毛乌素沙漠东南缘萨拉乌苏河流域米浪沟湾剖面MGS1层段含有11个由古沙丘砂与河湖相或古土壤构成的沉积旋回。通过对该层段粒度和CaCO3的分析,发现其河湖沼相和古土壤的平均粒径、分选系数、偏度和峰态的值明显高于古沙丘砂;CaCO3含量在古沙丘砂及其上覆的河湖相和古土壤中依次变化于0.07%~0.32%（平均值为0.16%）、0.05%~1.50%（0.27%）和0.06%~1.42%（0.64%）,并与平均粒径呈显著相关（相关系数0.8）;构成与沉积旋回波动韵律相同的11个峰谷交替的粒度和CaCO3旋回,指示了全新世气候冷、暖的变化过程和东亚冬夏季风千年尺度交替变化的气候旋回。这些旋回中的冬季风主导时期可与北大西洋8 200、5 000、4 000、2 700、1 400 a BP等寒冷事件进行对比,和中国若干地点的气候波动具有良好对应关系,可能表明全新世东亚季风在全球大气、海洋、陆地和全球冰量变化的共同作用下,表现为干冷冬季风和暖湿夏季风的相互交替的千年尺度的气候变化特征。     

中国热带珊瑚礁的第四纪气候记录

珊瑚礁剖面的氧碳同位素、地球化学、造礁珊瑚生长带等分析结果表明,珊瑚礁记录了第四纪气候波动的基本轮廓.早更新世总体趋暖,但至少有4个旋回.中更新世总体趋冷,但至少有7个旋回.晚更新世气候剧烈波动,但总体变化为两个前暖后冷的旋回.全新世为回暖-升温-降温的波动.历史时期约1 700 a来有4个前冷后暖的旋回.近200 a的气候波动表现为前百年正距平,后百年以负距平为主,但总体趋暖.     

中国第四纪冰川作用与深海氧同位素阶段的对比和厘定

随着冰期(阶)与间冰期(阶)旋回的不断细化,第四纪冰期系列与深海氧同位素阶段(MIS)对比之间所反映的问题开始逐步显现。通过中国第四纪冰期与MIS阶段对比,结合分析气候旋回与构造运动对地貌演化的控制作用,研究表明:①冰期(阶)或者间冰期(阶)发生的时段应尽可能对应于MIS的偶数或奇数阶段,有助于MIS框架下新的冰期(阶)的发现;②中更新世以来,中国第四纪冰期-间冰期旋回可能受控于100 ka轨道偏心率变化的气候大背景,昆仑冰期-倒数第二次冰期的冰川规模总体上与全球冰量变化一致。然而,末次冰期早、中期的冰川规模却与MIS所记录的全球冰量变化不尽一致,强烈显示气候与构造环境对冰川作用的影响;③目前在中国第四纪冰期划分方案中,存在着冰期系列由时间和地点双重命名的现象,建议用大理冰期、古乡冰期分别代替末次冰期和倒数第二次冰期。     

萨拉乌苏河流域MGS2层段粒度与CaCO3记录的千年尺度气候变化

测定、分析毛乌素沙漠东南缘萨拉乌苏河流域米浪沟湾剖面MGS2层段的粒度与CaCO3,发现该层段不同沉积相粒度Mz和σ呈现峰谷变化,CaCO3含量在沙丘砂及其上覆的河流相和湖沼相中依次变化于0-2.94%(平均值0.39%)、0.14%-2.68%(1.43%)和0.39%-15.57%(8.82%),并与Mz呈显著相关,构成与沉积旋回波动韵律相同的5.5个峰谷交替的粒度与CaCO3旋回。研究表明,毛乌素沙漠冬季风盛行时期沙丘砂强烈堆积,CaCO3发生迁移;夏季风盛行时期河流相和湖沼相发育,粉砂和粘土含量增加,CaCO3相对聚集。这些旋回代表东亚冬夏季风千年尺度交替变化的气候旋回。     

科尔沁沙地夏秋(6—9月)季不同类型沙丘土壤呼吸对气温变化的响应

 通过测定分析了科尔沁沙地6—9月不同生境（固定、半固定和流动沙丘）土壤呼吸速率的日动态、月际动态及其对气温变化的响应。结果表明：测定期平均土壤呼吸速率在各生境间存在显著差异,其大小为固定沙丘（2.35 μmolCO₂·m^-2·s^-1）＞半固定沙丘（1.67 μmolCO₂·m^-2·s^-1）＞流动沙丘（1.06 μmolCO₂·m^-2·s^-1）;指数模型能够较好地揭示不同生境土壤呼吸对气温变化的响应,但土壤呼吸的月际动态与气温变化不完全同步;各生境土壤在高温环境下的Q10值(土壤呼吸对温度敏感程度)普遍低于低温环境下的Q₁₀值;固定、半固定和流动沙丘基于气温月际变化的Q₁₀值分别为2.34、1.99和1.31,表明不同的植被状况和土壤性质会影响到土壤呼吸对温度变化的敏感程度。     

贵州石板桥水库沉积物的矿物磁性特征及其土壤侵蚀意义

对取自贵州省关岭县石板桥水库的岩芯做了矿物磁性测量（lχf、ARM、IRM20mT、SIRM、IRM-100mT）并计算了ARM/SIRM、HIRM、IRM-100mT/SIRM。将这些结果与同时完成的137Cs、粒度、TOC和C/N分析结果相结合,推测了过去的42年（1960²002年）中这一水库的汇水流域内的土壤侵蚀状况。在这一时期,尽管存在着若干次一级的波动,土壤侵蚀总体上呈加剧的趋势。将这些结果与收集的降水和土地利用/土地覆被变化资料数据相结合,探讨了土壤侵蚀状况发生变化的原因。土壤侵蚀的总体加剧可能是由1960年以来林地面积的减小和农田面积的增大以及1990年以来因植树而较强翻动地表物质造成的,而土壤侵蚀的次一级的波动可归结为降水的波动。     

黄土高原黄土稳定同位素与古季风研究进展

黄土高原黄土-古土壤完好地记录了过去环境信息,进入90年代以来,在利用碳、氧同位素作为气候替代指标研究古植被、降雨量、古环境温度及古季风演化方面取得了长足的进展,文章就这方面的主要研究成果作了综合分析与评述。     

西安刘家坡剖面第1第5层古土壤研究*

根据对土壤结构、CaCO₃淀积深度、化学成分和孢粉资料的分析,本文得出:西安刘家坡剖面第1层古土壤为棕壤,发育在年平均降水景800mm以上的温暖条件下,第5层古土壤为黄棕壤,发育在年平均降水量850mm以上的北亚热带条件下。     

上海自然植被的特征、分区与保护

上海地区有种子植物约134科510属919种。种子植物的分区类型共15°个,其中泛热带分布、北温带和东亚分布各占总属数的27.8%、21.6%和11.9%.地带性植被以常绿阔叶林和常绿落叶阔叶混交林为主,其中红楠群落和青冈栎群落能较好地反映中亚热带的植被和环境特征。非地带性植被以潮间带植被和水生植被为主。上海自然植被的类型和分布规律反映了本区地处中亚热带向北亚热带过渡地带的气候特征以及濒江临海的环境特点。同时其现状也表明了上海的自然植被处于不断增长的压力之下所发生的变化,因此亟需加以保护。上海的植被区划可分为隶属于北亚热带常绿落叶阔叶林地带的河口沙洲植被区,碟缘高地植被区和东北淀泖低地植被区,以及隶属于中亚热带常绿阔叶林地带的西南丘陵、低地植被区等。     

东北地区植被分布全球气候变化区域响应

根据东北地区生态气候环境和生物地理规律对Holdridge生命地带分类系统进行修正,将东北地区植被分为寒温带湿润森林、寒温带潮湿森林、温带湿润森林、暖温带湿润森林、温带半湿润森林草甸草原、温带半湿润草甸草原、温带半干旱典型草原、暖温带半湿润草甸草原和暖温带半干旱典型草原等9 个生命地带并分析了其空间分布特征。运用大气环流模式分析东北地区由于温室气体增加导致的气候变化趋势。以此为基础评价东北地区植被分布的区域响应。全球气候变暖情景下,东北地区暖温带和温带范围明显扩大,而寒温带范围缩小甚至退出东北地区,植被分布界限显著北移;同时湿润区面积减少半湿润区和半干旱区扩大,导致森林面积缩小草原面积扩大。     

锡林河流域羊草草原暗栗钙土矿质氮动态变化

通过野外采样,分析了内蒙古锡林河流域三个不同放牧强度羊草草原0～30cm表层土壤中矿质氮（NH₄⁺-N+NO₃^--N）的浓度特征,研究了它们在生长季期间的含量变化情况。结果表明:羊草草原暗栗钙土中矿质氮主要以NH₄⁺-N形式存在,矿质氮含量仅占土壤全氮的0.20%～0.92%;土壤矿质氮含量随草地放牧强度升高而降低,围封禁牧多年的羊草样地矿质氮含量高于轮牧地和自由放牧地;生长季期间0～10cm、10～20cm和20～30cm各层次土壤NH₄⁺-N和NO₃^--N含量随土壤温度、水分和植物生长吸收的变化而波动明显,不同深度土壤矿质氮的季节变化趋势基本一致,表层0～10cm土壤矿质氮含量波动幅度最大:在4月和7、8月份,NO₃^--N和NH₄⁺-N浓度分别出现峰值;NH₄⁺-N和NO₃^--N含量随采样深度增加而降低,各采样点0～30cm土壤中NH₄⁺-N含量均高于NO₃^--N。     

Analysis of vegetation seasonality in Sahelian environments using MODIS LAI,in association with land cover and rainfall

Present-day Sahelian vegetation in a highly anthropized semi-arid region is assessed from local to regional scales, through the joint analysis of MODIS LAI (1 km² and 8-day resolutions), daily rainfall, morphopedological and land cover datasets covering the period 2000–2008. The study area is located in northwest Senegal and consists of the “Niayes” and the northwestern “Peanut Basin” eco-regions, characterized by market gardening and rain-fed cultivated crops, respectively. The objectives are i) to analyse at pixel scale LAI time series and their relation to vegetation and soil types, ii) the estimation of phenological metrics (start of season SOS, end of season EOS, growing season length GSL) and their inter-annual variability, iii) to recognize the vegetation responses to rainfall trends (mean annual precipitation, MAP; frequency of rainy events, K; combination of MAP and K, called F).Pixel-scale analyses show that LAI time series 1) describe the actual phenology (agreeing with ground-truth AGHRYMET data), and thus can be used as a proxy for Sahelian vegetation dynamics, 2) are strongly dependent on soil types. Median maps of SOS and EOS suggest an increase of the GSL from Saint-Louis to Dakar, in agreement with both the North-South rainfall gradient and the intensification of agricultural practices around Dakar. Significant correlations (R: 0.64) between annual variation coefficient of LAI and MAP for both herbaceous crops and natural vegetation are highlighted; this correlation is reinforced (R: 0.7) using the rainfall distribution factors K and F. Rainfall thresholds allowing the SOS can be defined for each type of vegetation. These thresholds are estimated at 0–5 mm, 20 mm and 40 mm for natural herbs, herbaceous crops and shrublands, respectively.If previous works revealed the close link between the MAP and the SOS, our results highlight that LAI dynamics are also controlled by rainfall distribution during the Monsoon season. In this study, climatic indicators are proposed for estimating vegetation dynamics and monitoring SOS. Coupling Earth Observation data, such as MODIS LAI, with rainfall data, vegetation and soil information is found to be a reliable method for vegetation monitoring and for assessing the impact of human pressure on vegetation degradation.     

洛川地区S4间冰期植被演化与气候变化

对洛川地区S₄间冰期磁化率与孢粉资料的分析表明：高分辨率的孢粉分析,比磁化率更细致地反映出气候的小尺度变化,能够更深入地研究区域气候变化,这主要得益于植被是对温度、降水量的直接反映,而磁化率则受多种因素的影响。S₄间冰期较为温暖湿润,当时亚热带的界线比现今纬度更高,可达到黄土高原中部地区。洛川地区S₄间冰期气候可以分为5个阶段,呈现为干冷-暖湿-湿热-暖湿-干冷的变迁过程,对应的植被类型应为旱生草原-森林草原-森林-森林草原-旱生草原。     

上海城市降雨径流污染时空分布与初始冲刷效应

选取上海市中心城区典型功能区监测降雨事件,研究降雨径流污染时空变化及初始冲刷效应。研究表明,上海中心城区路面径流主要污染物为TSS和CODCr,超出国家地表水Ⅴ类标准四倍多;总磷超出Ⅴ类水质标准两倍以上,氮素营养盐也有不同程度的污染。污染物含量在不同功能区之间显示出相似的分布趋势,交通区明显高于其他区域,其次为商业区和工业区,居民区情况较为良好。降雨强度是影响初始冲刷效应的主要因素,强度较大的降雨冲刷效应较为明显;不同功能区之间,商业区初始冲刷效应较强,其次为居民区和工业区,交通区冲刷强度较弱;TSS和CODCr在商业区和工业区冲刷强度要大于氮磷污染物质;而在交通区和居民区分异特征不明显。