华北平原末次冰盛期以来典型时段古环境格局

重建典型时段区域气候和植被空间格局变化,是评估未来增温背景下生态环境变化和响应过程的重要基础.文章基于AMS 14C定年技术和孢粉分析,获得了华北平原白洋淀等6个剖面末次冰盛期以来的气候-植被变化历史.结合区内已有孢粉记录,重建了华北平原末次冰盛期和全新世暖期的古环境格局.结果显示,华北平原区域植被变化受气候条件、地貌景观和人类活动等因素共同影响:末次冰盛期,华北平原气候寒冷干旱,南部山地发育针阔混交林和落叶-常绿阔叶林,北部山地生长耐寒针叶林-针阔混交林,森林面积相对较小;平原南部生长中生或湿生草甸,北部发育温带草原-荒漠草原;滨海区陆架大面积出露,生长藜科为主的盐生植物.全新世暖期,华北平原气候温暖湿润,南部山地发育落叶阔叶林或落叶-常绿阔叶混交林,伴生有喜暖亚热带属种,北部山地生长落叶阔叶林,部分喜暖湿植物常有出现,森林面积相对增加;平原腹地草本植物仍占优势,森林面积较小且难以形成地带性森林景观;受海平面上升影响,滨海区原有盐生植被向内陆收缩;此外,这一时期华北平原人类活动范围扩大、农业生产频繁,对区内自然植被产生了一定影响.文章为中国北方古气候数值模拟、区域碳循环评估和未来增温背景下区域生态环境变化预测等提供了基础数据和科学依据.     

基于孢粉的古气候参数定量重建:一种新思路及其在中国的应用实例

传统的孢粉-古气候定量重建评估主要衡量校准集对现代气候状况的模拟结果或化石样品与校准集样品的可比程度,客观上导致特定地点重建气候参数的取舍缺少明确标准.基于国际上通过随机数据开展定量重建显著性检验的新方法,充分利用中国环境梯度大、植被类型丰富、现代表土孢粉数据完善等优势,提出一种孢粉-古气候参数定量重建的新思路:首先确定控制化石孢粉组成变化最主要环境因子,随后通过限制其他环境因子来构造校准集以开展该因子的定量重建,最后完成重建结果显著性评估.将该思路应用于分别位于黄土高原东、西两侧的吕梁山公海和六盘山天池化石孢粉序列,所获得的年降水量P_(ann)定量重建不仅具有统计上的显著性(p0.001),且相互间在共同时段表现出良好、稳定的相关关系,均指示了约3300cal a BP以来的东亚夏季风降水快速下降,显示其具备降低基于孢粉的古气候参数定量重建不确定性的较大潜力.     

末次冰盛期时赤道地区的降温幅度问题

综合分析了各种古气温指标所揭示的赤道地区末次冰盛期时的气温变化情况 ,发现随着海拔升高 ,气温降幅增大 ,气温递减率变化是这一现象发生的最直接原因 .估计末次冰盛期时赤道地区的气温递减率比现今的约大 ( 0 .1± 0 .0 5 )℃ /1 0 0m .CLIMAP对于末次冰盛期时赤道洋面温度变化的估计可能偏小 .     

孢粉-气候定量重建方法体系的建立及其应用——以青藏高原东部全新世温度重建为例

长时间尺度气候变化的定量重建结果可为理解气候自然变率及其机制提供参考,并为气候模拟提供边界条件与验证.然而,由于已有定量重建方法体系并不完善,许多重建结果的可信度存在很大不确定性.本研究建立了一个基于高质量现代孢粉数据库的定量重建方法体系:包括现代孢粉数据筛选、训练集选择、主控气候因子分析、最优模型建立、评估检验和生态解释等多个步骤.将该方法体系应用于青藏高原东部若尔盖盆地的三个高分辨率孢粉记录,定量重建了研究区全新世温度变化.结果表明,全新世早期最暖月温度(MT_(wa))约为10.4℃,随后温度逐步升高,在8.5～6ka BP达到全新世最高(约11℃).经历了早、中全新世的温暖气候后,温度持续降低1.2℃,在新冰期期间达到全新世温度最低值.除全新世整体变冷趋势外, MT_(wa)还具有明显的500年周期波动,其信号强度随时间有所波动.温度的高(低)值与太阳活动的最大值(最小值)同相位变化,这表明青藏高原东部地区百年尺度气候波动很可能受到了太阳活动的影响.     

孢粉-气候对应分析重建上海西部地区8.5 ka B.P.以来的气候

利用现代和化石孢粉资料,借助于对应分析方法,进行了古气候定量重建尝试,取自中国东部区域的表土层孢粉数据被用来建立孢粉－气候转换函数,对取自上清青浦县赵巷有^14C测年的钻孔孢粉数据进行转换,重建了上海地区8．5kaB.P.以来年年温度和降雨量系列,结果表明：约8．5kaB.P.以来,本区温度和降雨量持续升高,约8．2－6．0kaB.P.期间为全新世气候适宜期,年均温和降水量值平均高于现今值0．9℃和160mm,约8．0kaB.P.达到最高值（湿度和降雨量为18．5℃和1575mm);但气候波动剧烈;约6．0－4．0kaB.P.期间为温凉干燥期,气候波动平缓,年均温度和降雨量平衡低于现今值,最低值为13．5℃和827mm(4.1kaB.P.);约4．0－2．0kaB.P.,期间温度和降水回升,但暖湿程度远不及全新世大暖期。2．0kaB.P.以来温度和降雨又呈下降趋势。8．0kaB.P.、7．6kaB.P.和27kaB.P.前后的出现高温高湿峰值,7．5kaB.P.、7．3kaB.P.和4．0kaB.P.前后出现低温低湿谷值。气候变化对本区古文化的发展可能有重要影响。     

中国末次冰盛期以来湖泊水量变化及古气候变化机制解释

中国古湖泊数据库收录的42个湖泊,提供的湖泊水量每千年变化的空间信息,可以用来系统分析中国区域末次冰盛期以来大气环流变化的状况.研究结果表明:我国西部从末次冰盛期以来直至全新世中期均为较湿润的气候状况,推测冰期内的湿润条件主要与西风带的降水以及低温低蒸发密切相关,而全新世主要为夏季风降水增加所致;全新世晚期气候趋干明显.我国东部的大部分区域在冰盛期和晚冰期较为干旱;只是在全新世有效降水状况才有大幅度的改善,全新世中期夏季风降水的效应仍然相当显著,控制的范围可达整个中国西部,同时位于现代季风气候区的中国东部,有效降水的峰值区的变化似乎存在从北往南的穿时性,南方有效降水峰值出现在晚全新世.而西南季风区湿润状况的明显改善发生在晚冰期,比东南季风区发生的早,显然这与两个季风系统的相互消长有一定的关系.我国东北区的湿润状况改善的也较早,显示了独特的季风气候机制.     

青藏高原湖泊表层沉积物GDGTs分布特征及其影响因素

过去温度变化的定量记录对于深入探讨气候变化机制非常重要,不仅有助于检验并改善气候模式模拟的准确性,也可以为全球变化背景下的气候变化幅度提供参考.青藏高原由于其特殊的地理位置影响着大气环流格局,研究青藏高原气候变化有助于理解高原对全球气候变化的响应及其与全球气候系统之间的关系.生物标志化合物代用指标在气候变化研究中的应用为定量重建高原过去温度变化提供了可能.湖泊沉积物中甘油二烷基甘油四醚类化合物(GDGTs)来源相对复杂,其分布特征受多种气候与环境因素影响.本文对青藏高原27个湖泊表层沉积物及部分湖泊流域表土样品GDGTs进行分析,探讨湖泊表层沉积物中GDGTs分布特征的影响因素,并建立其与气候要素的定量关系.结果显示:(1)绝大多数湖泊表层沉积物GDGTs以b GDGTs为主,crenarchaeol和GDGT-0含量较低;(2)高原多数湖泊表层沉积物与表土GDGTs分布没有显著差异,表明i GDGTs可能同时来源于湖泊环境和陆源输入;(3)湖泊表层沉积物i GDGTs分布主要受湖水水化学要素(p H和盐度)及近地表大气年均温的影响,对于青藏高原小型湖泊,TEX86可能反映湖水p H的变化;(4)湖泊表层沉积物b GDGTs分布主要受气候要素(温度和降水)控制;(5)利用已发表的转换方程重建高原同一地区温度差异明显,因此利用GDGTs定量重建青藏高原过去气候前必须开展GDGTs的现代过程调查.本研究基于湖泊表层沉积物b GDGTs分布,分别利用代用指标(MBT,CBT)及不同b GDGTs化合物组分丰度(fabun)与湖泊所在地的年均气温(MAAT)建立了适用于青藏高原湖泊古气候研究的转换方程,为高原古气候定量重建提供研究基础.     

中国南方内陆山地末次冰盛期植被特征及古环境意义

选取鄂西神农架大九湖、南岭山地大湖和闽北甘棠3个剖面孢粉记录,推定在末次冰期时,中国秦岭淮河以南的华南内陆山地森林植被繁茂.剖析3地古植物群中有指示生态意义的冷杉(Abiessp.)林、水青冈(Fagussp.)林和桤木(Alnussp.)林的演替过程,认为在末次冰期中后期,中国秦岭-淮河一线以南至南岭以北的山地可能有一定量的降水和有效湿度,生态环境能够满足山地森林植被地带性分布.末次冰盛期(LGM)阶段是寒冷、湿润的气候配置,与中国北方黄土高原和青藏高原的末次冰期草原和荒漠草原景观所显示的寒冷干燥气候特点完全不一样.中国南方内陆山地冷湿的气候特点除了受北半球气候驱动主导因子影响,还与所在的纬度、毗邻大洋的区位以及地形地貌等地理因素密切相关.     

末次冰盛期中国西部冰川物质平衡线高度的模拟研究

文章使用9个气候模式的数值试验数据,研究了末次冰盛期中国西部冰川物质平衡线高度(ELA),以期加深理解冰期青藏高原地表环境以及ELA变化成因.相对于工业化革命前期这一参考时段,末次冰盛期青藏高原夏季普遍降温4-8℃,年降水量平均减少25%.在降温和降水减少的共同作用下,中国西部ELA降低,不同区域之间降幅存在差异.在青藏高原地区,其南缘和西北部下降1100m,中部腹地下降650-800m,东部下降550-800m且由西南向东北逐渐变小.中国境内天山上的ELA下降不超过650m,祁连山和阿尔泰山上的下降值在500~600m.另外,水平分辨率高的气候模式能模拟出青藏髙原中部ELA下降不超过500m的低值,这与古冰川遗迹记录一致;末次冰盛期青藏高原冰川物质积累区主要发生在边缘山地,其面积扩张至现代的2-5倍,但仍未覆盖到高原中部.     

南海北部280 ka以来深海花粉记录

ODP1144孔顶部225m柱状样的孢粉资料揭示近280ka(即氧同位素8期(MIS8))以来,南海北部大陆架的演化历史.间冰期孢粉组合以松属为主,与该区现在情况相似.而冰期孢粉组合中则出现大量草本植物,如蒿属(Artemisia)、禾本科(Gramineae)、莎草科(Cyperaceae).这说明冰期时由于海退引起海平面下降使大陆架出水成陆.出露的大陆架上覆盖着以草原为主的植被.从草本植物花粉与松属花粉两者含量之比可以推断在MIS5期以前大陆架出露的面积小,而MIS4期以来冰期时大陆架大面积出露,末次冰盛期达到高峰.MIS5期前后南海北部大陆架的这种变化,可以从我国大陆新构造运动加以解释.冰期时大陆架上生长的草原植被的组成也有显著变化,MIS8期以禾本科为主,而后,蒿属比例不断增加,末次冰盛期时在草原植被中占了优势,植被的这种变化是对不断变干冷气候的响应.