冲绳海槽200ka的孢粉记录及冰期-间冰期旋回古环境重建

本文对冲绳海槽中部MD982194钻孔29.78m近200kaBP的岩芯进行了孢粉研究.结果表明,孢粉组合主要表现为裸子植物与草本植物花粉之间的交替.带气囊类的松属、铁杉在间冰期的1,3,5和7氧同位素期显著增高,而草本则在冰期阶段占优,两者的含量变化显示出对冰期-间冰期环境变化的敏感响应.本钻孔发现莎草科花粉在冰期阶段含量大幅度增加,伴随蒿属、禾本科、菊科、藜科和淡水藻类的显著升高.它们与轨道尺度的海平面变化呈现十分吻合的负相关关系.草本花粉总量的周期性变化可以作为该区域海平面变化的替代性指标.末次盛冰期的海平面下降导致陆地与冲绳海槽的距离大幅缩小,源于长江的物质随河流进入大陆架后因流速急剧降低发生沉降,导致上游物质难以被远距离搬运到海槽.因此,冰期阶段冲绳海槽的孢粉物质可能主体来自于大陆架前缘的地表植被,而间冰期带气囊类花粉的比例增大与海岸距离较远和风力搬运物质的比例增加有关.钻孔的孢粉组分更替与气候变化也有显著的对应关系,反映出氧同位素7,5和1期木本含量高,并与东亚夏季风增强和降雨量增大有关.其中MIS5.3,MIS5.1和MIS3.3段的松属花粉峰值可能与轨道和亚轨道周期的地表太阳辐射和季风增强有密切联系.研究认为,盛冰期的东海陆架平原的气温和降雨量都有较明显的下降,但低海面时期裸露的大陆架平原可能并非由半干旱的地带性草原所覆盖,而是以疏林草地及密布的隐域性植被(河流补给淡水湖沼和湿地)组成.海平面变化引起的海岸距离伸缩和源区气候变化对陆源物质通量和孢粉组分更替起到联合制约的作用,而冲绳海槽冰期-间冰期尺度的海岸线距离变化在孢粉信号中的表现要明显强于陆源区域的气候变化.     

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.     

末次冰消期以来巽他陆架高分辨率的孢粉记录

根据南海南部巽他陆坡上的柱状剖面SONNE 18287的高分辨率的孢粉记录, 重建16500 a以来该地区植被和气候的变化历史. 研究结果发现冰消期的16.5~13.9 ka BP期间, 植被是以低山雨林和低地雨林为主, 蕨类的低含量及大量的低山雨林成分, 反映了较为凉湿的气候. 在13.9~10.2 ka BP期间, 热带低地雨林含量和蕨类植物含量的迅速增长说明了气温升高, 而花粉沉积速率的降低反映海平面逐渐上升, 研究点与植被源地的距离加大. 全新世(10.2 ka BP以来), 花粉沉积速率进一步降低, 仅约为冰消期的1/10, 说明巽他陆架已完全被淹没, 孢粉主要来自周围岛屿植被. 10.2~7 ka BP期间的早全新世, 低含量的蕨类孢子反映了气温降低; 到中全新世(7~3.6 ka BP)蕨类孢子含量突然升高, 反映了一个相对暖期.     

黄土高原中部450ka以来植被演化的有机碳同位素与分子化石记录

黄土高原地质历史时期不同时间尺度上的植被演化规律与气候环境影响因素,以及植被替代性指标的解译等问题还值得进一步研究.本工作拟通过对灵台黄土剖面450ka以来黄土-古土壤样品总有机碳同位素(δ~(13)CTOC)和正构烷烃含量组合参数如C31/C27进行综合对比研究,从而为明晰这些问题提供一些新的讨论和证据.结果表明,450ka以来黄土高原中部C_3、C_4植物混生,以C_3植物为主;按生活型则草本、木本混生,以草本植物为主.在黄土高原气候较温暖湿润的MIS9(S3时期),MIS5(S1时期)阶段,可能出现过C_3木本植物的短暂增多,但总体上不存在大面积的森林.在阶段性变化上,黄土高原130ka以来草本植物总体增多,可能与区域性气候干旱化有关.在轨道尺度上,全新世较末次冰期,MIS11(S4时期)较MIS12(L5时期)C_3草本植物减少;在其他几个冰期旋回,间冰期较相应冰期C_3草本植物增多.植被替代性指标与建群种蒿属孢粉量的变化吻合较好,其变化可能与冰期旋回上水热配置有关.MIS1(S0时期)与MIS11(S4时期)气候相似,但全新世时期松属乔木的大量增多,暗示了人类活动和生态因子火活动的影响.     

南海最近3个冰期旋回中的天然火与气候 ——ODP1144孔深海沉积中的炭屑记录

通过南海北部陆坡ODP1144孔(20°3′N,117°25′E,水深2037m)沉积柱状样的炭屑数量统计,结合有关花粉资料讨论了南海北部大陆及大陆架上最近3个冰期旋回中天然火的历史及其与气候的关系.依据1144孔炭屑、花粉研究结果,可以将0～225m的地层划分为8个带(C1～C8带),分别与深海氧同位素1～8期相对应,其中C2～4带为末次冰期,C6,C8带分别为倒数第二次和第三次冰期.研究表明,1144孔深海沉积物冰期时(MIS2,4,6,8期)炭屑沉积率均很高,说明冰期时大陆和大陆架上天然火发生的强度很高,反映当时气候较为干旱.尽管MIS6期和8期细粒炭屑沉积率较高,表明大陆上天然火强度较大,当时气候较为干燥;但粗、中粒炭屑沉积率却相对较低,可能与MIS5期以前大陆架出露范围较小,导致中、粗粒炭屑的源区较小有关.间冰期时(MIS1,5,7期)炭屑沉积率相对较低,一方面是由于大陆架被海水淹没,炭屑来源较少;另一方面,也说明天然火的强度有大幅度下降,气候由干旱转为湿润.尽管MIS3期细粒炭屑沉积率有所降低,但中粗粒炭屑沉积率与4期相当,表明当时大陆架上天然火强度依然很大,气候较为干燥.     

末次盛冰期以来江西大湖孢粉植被与环境演变

根据江西定南大湖深346 cm泥炭剖面, 16个¹⁴C年龄和76个孢粉样, 重建中国华南南岭山地末次盛冰期以来的植被与气候历史: 大约18330~15630 cal a BP, 景观是落叶阔叶林, 气候温凉偏湿; 15630~11600 cal a BP, 孢粉植被是有常绿阔叶树的落叶阔叶林, 气候温和湿润; 11600~6000 cal a BP, 孢粉植被演替为栲/石栎为建群种的常绿阔叶林, 气候温暖湿润; 而6000 cal a BP以来植被中森林面积减少, 气候温暖偏干, 蕨类植物和草本植物增加, 可能有人类活动的影响. 从孢粉序列中识别到的系列凉干事件, 大致可与北大西洋H1及全新世千年尺度事件对应, 说明低纬地区与高纬地区气候变化密切相关. 与中国高纬地区的季风气候事件对比, 大湖地区气候事件温度、湿度的变幅远低于中国北方内陆地区. 季风气候地域差异性较大.     

华北平原东部地区晚更新世以来的孢粉序列与气候分期

本文应用图象识别方法,对华北平原东部地区(宝坻—濮阳)的五口井和一个剖面的孢粉资料进行了研究,将本区晚更新世晚期一全新世地层划分为五个孢粉组合带,七个孢粉组合亚带,共建九个孢粉植物群演化阶段。在此基础上根据植物生态特征,探讨了两万年以来的气候演变,确立了九个气候期,并发现全新世以来气候变化具有八次明显的降温及七次升温过程,存在着二千五百年及千年左右的波动周期     

西宁地区第四纪晚期孢粉组合及古环境

西宁地区位于黄土高原与青藏高原的接壤处,是环境和气候变迁的敏感地带。本文对西宁市北川河河谷地区黄土沉积的钻孔剖面进行了孢粉分析,获得了比较丰富的孢粉数据,结果呈现出以松、桦、蒿及藜等木本及草本植物花粉为主的孢粉组合。据各类植物花粉量在该剖面垂向上的明显变化,由下而上可划分为5个孢粉带。研究表明,该剖面的孢粉分析数据及资料不仅记录了75kaB.P以来大量的古地理及古环境的变迁,也揭示了西宁地区晚更新世以来古植被及古气候的演替及变化,其演变分别经历了5个阶段:第一阶段为森林型针叶林,反应了温爽轻湿的气候;第二阶段为针叶林,为温凉轻润的气候;第三阶段为针叶林夹稀树草原,属温和湿润夹温凉轻湿的气候;第四阶段为森林草原,反应了温凉轻爽的气候;第五阶段为针叶林,反应了温和湿润的气候。     

北方环境敏感带岱海湖泊沉积所记录的全新世中期环境特征

对中国北方环境敏感带封闭湖泊岱海获得的高质量沉积物岩芯, 进行了年代学、以及有机质含量(TOC, TN)、碳酸盐含量(CaCO3)和孢粉等代用气候环境指标的测试与分析. 结果表明: 全新世以来岱海沉积物中TOC, TN等有机质含量的变化与孢粉百分含量、孢粉通量的变化相当吻合, 并在约6.7~3.5 ka BP(日历年约7.6~3.6 ka BP)期间达到全新世以来的高值; 6.7 ka BP以来, 沉积物中碳酸盐含量与有机质含量的变化也具有很好的相关性, 也在6.7~3.5 ka BP期间达到峰值; 而在早全新世及中全新世早期9.0~6.7 ka BP(日历年龄约10~7.6 ka BP)期间, 相对较低的有机质含量、孢粉通量却对应较高的碳酸盐含量. 上述关系揭示: 在6.7~3.5 ka BP期间, 岱海流域生产力、有效降水条件均得到很大增强, 进而有可能在水动力条件增强的情况下, 携带较多的流域有机质、花粉以及碳酸盐类物质入湖, 并造成有机质和碳酸盐的同时富集. 而9.0~6.7 ka BP期间, 较低的有机质含量、孢粉通量以及高碳酸盐含量恰恰说明在流域有效降水减少、植被相对匮乏的背景下, 湖泊自身可能的高蒸发率. 二者具有不同的气候环境背景. 基于上述认识, 认为中全新世6.7~3.5 ka BP期间极可能是岱海流域降水充沛、植被丰盛的气候适宜期, 而不是通常认为的中全新世早期或早全新世.     

辽西义县组砖城子层孢粉组合时代及古气候记录

在辽西义县鹰窝山地区义县组砖城子层采样,通过对孢粉化石的处理、鉴定和分析,确认该孢粉化石组合为Cicatricosisporites-Protoconiferus组合(无突肋纹孢-原始松柏粉组合),组合当中以裸子植物花粉,尤其是松柏类双气囊花粉占绝对优势,蕨类植物孢子较少,有少量疑似被子植物花粉.孢粉组合时代为早白垩世凡兰吟晚期或欧特里夫期-巴列姆期.应用孢粉植被的概念,依据孢粉谱和孢粉类群的古生态特征,首次对辽西地区义县组砖城子层的植被类型、气候带类型、干湿度类型分别进行了定量划分,并得出演化趋势,结果显示,在辽西义县组砖城子层沉积时期,总体气候温暖湿润,植被类型多样,有针叶林、落叶阔叶林、常绿阔叶林、草丛、灌木等;局部气温变化趋势是从温暖向更温暖、气候从半湿润向湿润方向演化,植被类型始终以针叶林为主,落叶阔叶林、常绿阔叶林、草丛、灌木和一些旱生植物的共存说明可能有垂直分带现象,且气候变化有季节性.值得注意的是,从植被类型的垂直分带现象和气候温暖湿润来综合推断,辽西义县组沉积时期地貌反差可能很大.     

不同时间尺度青海湖沉积物总有机碳对气候变化的敏感性

湖泊沉积物总有机碳（TOC）含量通常作为表征流域和湖泊生产力的指标,在亚洲季风区也常常被当作夏季风的代用指标,被广泛应用于气候与环境变化研究.本文梳理了过去千年、全新世以及冰期-间冰期时间尺度上青海湖沉积物TOC的变化特征,并探讨了其指示气候变化的敏感性与有效性.结果表明,过去千年青海湖沉积物TOC含量与区域暖季温度和降水表现出较为一致的周期性波动.通过对比全新世区域夏季温度、基于孢粉的降水定量重建结果,以及湖泊水位、风沙活动反映的湿度状况等,发现不能简单地将青海湖沉积物TOC含量或沉积通量作为夏季风强度或者季风降水强度的代用指标.青海湖沉积物TOC含量在冰期和间冰期表现出巨大的差异,指示了冰期-间冰期时间尺度上较大的温度与降水变幅.因此,不同地域条件及不同时间尺度下,湖泊沉积物TOC对气候变化的敏感性不同,将湖泊沉积物TOC含量作为亚洲夏季风的代用指标需要特别谨慎,特别是在高寒气候区.     

南海北部末次冰期以来深水沉积物组成及其堆积速率的时空变化特征

通过对南海北部深水断面上MD12-3428(水深903m)、MD12-3433(水深2125m)和MD12-3434(水深2995m)三个岩芯的沉积物成分及其堆积速率分析,研究末次冰期以来南海深水沉积物组成和堆积速率的时空变化特征及其控制因素.研究结果显示,南海北部末次冰期以来的深水沉积物主要由陆源碎屑(59~89%)和碳酸盐(6~38%)组成,并含有少量蛋白石(1.6~9.4%)和有机质(0.7~1.9%).陆源碎屑和碳酸盐的堆积速率分别达到2.4~21.8和0.4~6.5g cm~(–2) ka~(–1)范围,比蛋白石和有机质堆积速率高出1~2个数量级.在末次冰期以来的时间序列变化上,沉积物各成分含量及其堆积速率都具有冰期-间冰期的旋回变化,陆源碎屑、蛋白石和有机质的含量及其堆积速率在氧同位素2期显著增加,而碳酸盐的含量及其堆积速率则呈反向变化或增幅不明显,表明南海深水碳酸盐含量在低海平面时期受到陆源碎屑稀释的影响.在从陆坡向深海盆的空间变化上,陆源碎屑的含量在同时期随水深的增加而增加,但其堆积速率锐减;碳酸盐含量及其堆积速率则随水深的增加而递减;而有机质和蛋白石的含量及其堆积速率随水深增加呈现复杂的变化特征.本文研究认为,南海北部末次冰期以来深水沉积物的组成及其堆积速率受到海平面变化的强烈控制,季风降雨引起的陆源物质供给、海洋初级生产力、以及陆源碎屑和海洋生源物质的相互稀释作用,共同影响了南海深水沉积物的堆积过程.     

青藏高原东部RM孔140ka以来湖泊碳酸盐同位素记录的古气候特征

通过若尔盖盆地RM孔湖泊化学沉积碳酸盐氧、碳同位素代用指标,重建了该区近140ka以来的古气候演化历史,其中末次冰期气候至少存在有7次暖波动及5次冷事件,其波动特征可与冰芯及深海记录相比较;而末次间冰期内部的次级波动与格陵兰冰芯GRIP氧同位素记录相一致,早期的Eemian暖期也存在两次冷波动.研究结果揭示了末次间冰期和冰期气候的不稳定性.色素和碳酸盐含量指标也具有与氧同位素记录相似的结果.     

固城湖晚全新世以来的孢粉组合及环境变迁

本文依据固城湖GD钻孔系统的孢粉分析资料,将井深6.3m岩心所做的孢粉图式,结合~(14)C测年,从下面上分为8个孢粉组合带,进而论述了4000年来该区的植被发展和气候的4次冷暖交替的变化。4次冷期约为3.0—2.5KaB.P.2.0—1.5KaB.P.、1.0—0.8KaB.P.和0.4Ka以来。此外,还根据沉积物中的硅藻分析、有机质δ~(13)C值、有机碳含量及历史记载等资料,侧重讨论了气候及人类活动对湖泊环境演变的影响。     

中国新疆南部地区表土孢粉与现代植被

应用现代孢粉与其植被相关性的研究可以提高利用化石孢粉资料进行古环境重建的精度.本研究在对新疆天山以南和昆仑山以北(34°00′～43°00′N, 74°00′～94°00′E,海拔888～4530m)广大地区进行植被样方调查的基础上,共采集188个表土样品进行孢粉分析,从而对新疆南部地区表土孢粉与植被间关系进行研究,结果表明:沿海拔(3530～1124m)天山南坡地区的表土孢粉组合带从高至低依次分为山地草原带、山地荒漠草原带和山地荒漠带,其组合均以蒿属、藜科和麻黄属花粉为主;沿海拔(4530～1287m)东帕米尔高原地区的表土孢粉组合可划分为高寒草原带、山地荒漠草原带和山地荒漠带,是以蒿属、藜科和菊科花粉为主;然而,塔里木盆地南部地区(海拔3548～888m)仅有山地荒漠草原带和山地荒漠带,其孢粉组合则是以藜科和蒿属花粉为主.应用ArcGIS展示孢粉样点的地理分布,结合R值计算以及相关分析,结果表明云杉属和松属花粉因受到风、河流或冰川搬运沉积的影响,多为外来花粉,具超代表性.麻黄属和白刺属花粉主要分布在山地荒漠和山地荒漠草原植被带;藜科和蒿属花粉广泛分布于新疆南部地区,它们均属于超代表...     

南海第四纪的生源蛋白石记录: 与东亚季风、全球冰量和轨道驱动的联系

据南海中部1993~1996年颗粒通量的研究表明, 蛋白石通量可以用来指示初级生产力的变化, 这一结果为追溯南海第四纪冰期旋回中表层生产力的变化与东亚季风的演化关系提供了依据. 通过南海ODP184航次等6个站位生源蛋白石含量及其堆积速率的研究发现, 北部站位蛋白石含量及其堆积速率自470~900 ka以来明显增加, 并且冰期升高, 间冰期降低; 而南部站位自420~450 ka以来明显增加, 并且间冰期升高, 冰期降低. 这种晚第四纪冰期旋回中蛋白石含量及其堆积速率的变化反映了南、北部表层生产力呈现“跷跷板”式的变化, 即冰期冬季风加强, 北部表层生产力增加, 南部表层生产力降低; 间冰期夏季风加强, 南部表层生产力增加, 北部表层生产力降低. 北部ODP1144站和南部ODP1143站第四纪以来蛋白石含量与全球冰量(δ ¹⁸O)和轨道参数(ETP)的时间序列交叉频谱分析和以前的研究结果显示, 东亚冬季风和夏季风的变化可能有不同的驱动机制. 在轨道时间尺度上, 全球冰量的变化可能是东亚冬季风强度和时间变化的主要控制因素, 而岁差和斜率相关的北半球夏季太阳辐射量的变化可能是东亚夏季风强度和时间变化的主要控制因素.     

古里雅冰芯中末次间冰期以来气候变化记录研究

通过对古里雅309m冰芯上部268m的研究,重建了末次间冰期以来的气候环境变化.根据对古里雅冰芯 δ~(18)O的研究,可以清楚地划分出阶段1(冰后期)、2(末次冰期冰盛期)、3(末次冰期间冰阶)、4(末次冰期早冰阶)和5(末次间冰期).阶段5又可分出a,b,c,d,e 5个亚阶段.古里雅冰芯δ~(18)O记录明确地显示了青藏高原温度变化和太阳辐射的密切关系.研究表明,太阳辐射是驱动青藏高原气候变化的主要因子.古里雅冰芯记录与北极格陵兰冰芯和南极Vostok冰芯的对比研究表明,这些相距遥远、不同地区冰芯所记录的大的冷暖事件变化是一致的.但不同地区气候变化幅度是不一致的.青藏高原地区变化幅度大于北极地区和南极地区.     

南海现代花粉传播动力与途径在南北海域的差异

根据南海海底表层沉积物中所含孢子花粉数量分布格局阐明孢粉的来源.传播动力及途径,并发现南北海域存在的巨大差异.北部海域以飞翔能力强的松属花粉及飘浮能力强的蕨类孢子占优势.花粉数量的最高浓度出现在台湾海峡及巴士海峡入口处,向西南方向递减,分布格局与冬季的东北风及由它所驱动的洋流方向一致,可见冬季风及洋流为花粉传播的主要动力 花粉源区可能相当广阔,不仅包括北部海域毗临的大陆及岛屿,可能还包括东部沿海地区.另一类个体小,密度大的花粉类型,如栎属及大多数热带亚热带植物花粉,它们的数量由沿岸向深海逐渐下降,表明河流及沿岸流可能为花粉传播的主要动力.南部海域几乎所有花粉类型均由沿岸向深海递减,说明河流及沿岸流为花粉传播主要动力.花粉主要来源于南部岛屿,如加里曼丹.     

黄土高原中部落叶栎林花粉组合对植被盖度的定量指示意义

基于黄土高原中部黄陵地区34个样点地表苔藓样品的孢粉分析和相应植被调查数据,阐述了落叶阔叶林顶级群落花粉组合特征及其对植被类型和物种组成的指示意义.结果显示:落叶阔叶林顶级群落花粉组合以栎属(42%)、桦属(16%)和松属(12%)等木本类型为主,不同群落间花粉组合差异较小.单个样点花粉组合与0～100m范围内植被组成存在一定差异,但与0～1000m较大空间范围内绝对植被盖度较为相近,表明表土花粉指示较大区域植被的综合信息,而不指示样点周围的植被组成.栎属、桦属和松属花粉含量与植被盖度相近;海棠(蔷薇科)和槭属等落叶阔叶属种花粉含量较低,但其对应的区域植被较高;因此,解释地层花粉组合时应考虑低代表性花粉类型蕴含的植被信息.根据获得的主要属种花粉-植被数量关系,尝试重建了黄土高原东北部公海湖区中全新世(距今7300～5000年)时期的区域植被组成,该时段湖区应发育以栎属为建群种的落叶阔叶林顶级群落.     

青藏高原中部纳木错流域孢粉多样性的时空变化及其对高寒植被恢复的启示

孢粉多样性可为植物多样性和植被变化历史的研究提供诸多线索.目前青藏高原地区尚未有现代孢粉多样性和过去植物多样性变化的研究.基于青藏高原中部纳木错流域的37个表土和63个湖泊表层沉积物孢粉组合,利用Shannon-Wiener指数(H)和孢粉丰富度指数(E(T_(600)))定量构建了该地区现代孢粉多样性的空间分布格局.结果显示,不同植被类型孢粉多样性指数的差异反映了流域内植物多样性的空间变化.东南部高寒草原区域的孢粉多样性较高,在高寒草甸和沼泽草甸植被区域则较低.湖泊表层沉积物孢粉组合主要来自于流域内高寒草原植被和山地垂直植被带.因而纳木错沉积物记录的孢粉多样性可以有效的反映过去植物多样性的变化.通过纳木错NMLC-1孔化石孢粉组合,重建出过去8400年以来当地植物多样性经历了逐渐上升的长期变化,并发生过多期快速变化事件.这主要受控于气候持续变冷驱动下山地垂直植被带的向下迁移.青藏高原中部与纳木错流域面临着气候变暖与植被退化等环境问题的挑战,该地区高寒植被恢复工作应重视山地垂直植被带和地带性高寒草原植被,并从植物多样性的长期变化历史中寻找参照.