中全新世云南寻甸地区气候演化过程及其驱动机制初步研究

通过对云南寻甸仙人洞XR1石笋进行TIMS-U系测年、氧碳同位素、有机碳含量分析,重建了寻甸地区中全新世季风气候演化模式:(1)8.0～6.0kaB.P.为温暖湿润期;(2)6.0～5.1kaB.P.为气候突变期,气候由温湿变为冷干;(3)5.1～2.1kaB.P.为凉干期。通过石笋有机碳含量与石笋δ18O记录对比,认为石笋有机碳可以反映气候变化,但是存在滞后效应。最后,利用XR1石笋δ18O记录与北半球33°N太阳辐射量,本文初步分析了云南寻甸地区中全新世气候变化的驱动因素:寻甸地区中全新世气候的整体变化趋势受33°N太阳辐射量控制,同时受中全新世火山活动的影响。      

中晚全新世科尔沁沙地沉积物化学特征及其气候变化

科尔沁沙地位于我国沙漠-黄土边界带和北方农牧交错带,深受东亚季风的影响,对全球气候变化反应非常敏感,是研究全球气候变化的理想区域。TL剖面磁化率、粒度和地球化学元素氧化物及其比值变化分析表明:中晚全新世研究区气候极不稳定,可以大致划分为:① 6.0～4.2 ka BP,气候暖湿,夏季风逐渐增强,并占据主导,冬季风较弱,与全新世大暖期对应,但存在百年尺度的气候波动,其中:6.0～5.6 ka BP,5.5～5.4 ka BP,4.9～4.7 ka BP,4.5～4.2 ka BP气候暖湿;5.6～5.5 ka BP,5.4～4.9 ka BP,4.7～4.5 ka BP气候相对冷干。② 4.2～1.3 ka BP,气候相对暖湿,与上一阶段相比夏季风有所减弱,其间也存在次一级波动,4.2～3.63 ka BP,3.57～3.4 ka BP气候相对干冷;3.63～3.57 ka BP,3.4～1.3 ka BP,气候相对暖湿。③ 1.3～0.65 ka BP以来,气候波动频繁,后期有向暖湿发展的趋势。这些气候变化与区域和全球变化具有良好的对应关系,反映该区气候变化与全球气候变化具有高度一致性。     

青藏高原东北部共和盆地风成沉积地球化学特征及其揭示的气候变化

通过对共和盆地东部风成沉积的地球化学分析,并结合14C和OSL年代,重建了区域末次盛冰期以来气候变化过程。21 ka BP之前气候寒冷偏湿,21～15.82 ka BP为末次盛冰期(LastGlacial Maximum,LGM),气候极为寒冷干燥;15.82～9.5 ka BP气候转暖且偏干,其中14.5～13.6ka BP和11.9～9.5 ka BP气候明显冷干,分别为老仙女木时期(Oldest Dryas,OD)和新仙女木时期(Younger Dryas,YD),而15.82～14.5 ka BP和13.6～11.9 ka BP(BФlling-AllerФd暖期,B/A)相对温暖;9.5～7.2 ka BP暖湿程度明显提高,7.2～5.1 ka BP气候波动频繁,相对冷干和相对暖湿多次更替。5.1～2.7 ka BP暖湿程度基本稳定,之后气候趋于寒冷但湿度明显较大。这些气候变化过程与青藏高原大量的古气候信息记录具有良好的一致性,表明共和盆地气候变化与青藏高原气候变化的高度一致性。     

云南寻甸地区最近八千年气候环境变迁

通过对云南寻甸白石岩仙人洞1号石笋进行高精度TIM S-U系测年和氧碳稳定同位素分析,重建了寻甸地区中全新世8. 0ka 以来高分辨率古气候演化序列。石笋剖面的碳氧同位素记录揭示,云南寻甸地区自8. 0kaB. P.以来的气候演化可以分为三个气候期: (1) 8000～6000aB. P.为温暖湿润期,夏季风强盛,气温较高,降水丰沛,石笋的氧碳同位素偏负; ( 2) 6000～5200 a B. P.为季风气候衰退期,在这期间气温和降水都发生了较大变化,气候由温湿变为冷干,石笋氧碳同位素持续偏正; ( 3) 5200～2100aB. P.凉干气候期,这一时期气候基本稳定,东亚季风对气候影响较大,但气温和降水都低于第一个气候稳定期。      

青藏高原共和盆地14.5calkaBP以来粘土矿物响应的气候变化模式

对青藏高原北缘共和盆地沙珠玉河的尾闾湖达连海钻孔沉积柱(40.92 m)进行了~(14)C年代测定(10个控制点)和粘土矿物分析(按20cm/70 a间隔的分辨率)。沉积柱底部年龄为14.5 cal ka BP。根据沉积柱粘土矿物的类型、组合、比率指标综合分析,重建了共和盆地14.5 cal ka BP以来气候环境的演化历史。冰消期(14.5~10.0 cal ka BP)盆地气候总体特征表现为干冷,盆地物理风化强:早中全新世(10.0~5.0 cal ka BP)气候表现为温湿,盆地化学风化为主,气候最宜期发生在中全新世的6.0 cal ka BP前后;晚全新世(5.0~0.0 cal ka BP)气候表现为干冷,盆地物理风化盛行。末次冰消期以来,共和盆地粘土矿物记录的气候环境变化阶段与高原其它湖泊指标记录的阶段基本一致。共和盆地粘土矿物记录的气候环境兼有西风、季风模式的特征。     

内蒙古克什克腾旗浩来呼热古湖泊全新世以来的环境演变

利用位于中国北方季风尾闾区的浩来呼热古湖泊沉积物中的硅藻化石重建了全新世以来的环境演变历史。根据硅藻组合的变化,可将浩来呼热古湖泊全新世以来的环境演变过程划分为6个阶段:阶段Ⅰ(12.1～11.5cal ka BP),气候以寒冷为主;阶段Ⅱ(11.5～8.6cal ka BP),温度有所回升,但存在一定的冷暖波动;阶段Ⅲ(8.6～6.7cal ka BP),气候仍相对偏凉,且比较干燥;阶段Ⅳ(6.7～5.8cal ka BP),气候开始转温;阶段Ⅴ(5.8～2.9cal ka BP),气候温暖偏湿,为全新世气候最适宜期;阶段Ⅵ(2.9～0.2cal ka BP),气候趋于凉干,湖水也越来越浅,最终在0.2cal ka BP前后干涸消失。     

黄河源区距今13万年来古气候演化

综合分析黄河源区-青海玛多地区斗格涌盆地钻孔剖面的孢粉及易溶盐等气候代用指标,揭示了该区130ka B P以来的古气候演变规律。即:130.0-110.0ka B P寒冷干旱;110.0-82.0ka B P寒温较湿;82.0-10.4ka B P寒冷干旱;10.4ka B P至现代(即全新世)温湿冷干交替。全新世古气候又可划分为3期:早全新世升温期(10.4-7.5ka B P)(Anathermal);中全新世大暖期(7.5-3.5ka B P)(Megathermal);晚全新世降温期(3.5ka B P至今)(Katathermal)。本区古气候总的规律是:冷期长且比全球其它地方提前,暖期短且开始时期滞后。全新世以来气候波动具有千年尺度的振荡规律,晚全新世至今,气温有逐渐降低,湿度逐渐变干的趋势。      

台湾头社盆地湖沼相沉积孢粉记录的6.2~1.3 cal ka BP以来气候研究

头社盆地位于中国台湾省中部,东亚季风区的最前沿,对东亚季风的响应十分敏感,研究其中晚全新世以来古植被、重建古气候序列,探讨其气候与东亚夏季风的关系具有重要的科学意义。文章对头社盆地泥炭—湖泊沉积的AMS14C测年、体积磁化率测试的基础上,基于孢粉记录,重建晚全新世来植被变化,恢复古气候。结果表明全新世中晚期以来分六个阶段：6.2~6.0 cal ka BP,气候凉干,植被类型是亚热带常绿阔叶林;6.0~4.0 cal ka BP,气候转暖湿,植被类型为含较多热带成分的亚热带常绿阔叶林;4.0~2.2 cal ka BP,气候相对凉干,植被类型转为亚热带常绿阔叶林;2.2~1.9 cal ka BP,气候又变暖湿;1.9~1.7 cal ka BP,气候快速冷干事件,森林退化;1.7~1.3 cal ka BP,气候重转温暖湿润,植被类型为接近现代的沼泽草原。整体上6.2~2.2 cal ka BP的气候变化是由温暖湿润向温凉干燥转变的趋势,这是全新世中晚期以来的太阳辐射量减少所导致的,太阳辐射量的减少导致热带辐合南移,进而导致东亚夏季风减弱,而2.2 cal ka BP之后气候波动较大,可能是在东亚夏季风减弱的背景下,ENSO活动加强与人类活动的干扰下耦合的结果。     

我国低纬季风区晚冰期以来水文变化：南岭东部高分辨率湖沼沉积记录

南岭东部定南大湖盆地湖沼相沉积高分辨率记录揭示了16.0cal ka BP以来的水文变化过程。由于该盆地主要以降水补给为主,故其水文变化过程是该地区气候与环境变化的忠实反映。多气候代用指标揭示晚冰期以来的Oldest Dryas、Blling、Older Dryas、Allerd和Younger Dryas等短尺度气候快速变化事件。10.0～6.0cal ka BP期间,该地区降水最为丰沛,暗示了夏季风在该时期最强盛,但在约9.7～9.4cal ka BP和8.8～8.2calka BP前后出现过降水骤减事件;在6.0～3.0cal ka BP期间,研究区降水显著减少,夏季风势力明显减弱。大湖盆地全新世气候变化记录与我国低纬度区域近年来的研究记录具有很好的一致性,说明低纬地区全新世适宜期应在10.0～6.0cal ka BP期间。在全球气候变化对比上,大湖盆地降水减少时期大多对应于北大西洋深水流或温盐循环减弱时期,也对应于北大西洋浮冰砾高峰时期;早全新世(10.0～6.0cal ka BP)降水丰沛期对应于北大西洋深水流加强时期;表明北大西洋深水流变化所导致的高低纬地区热量差异与我国低纬季风区过去气候变化有某种遥相关。此外,大湖盆地晚冰期以来气候变化趋势与北半球夏季太阳辐射量变化趋势吻合。因此笔者认为东亚低纬季风区晚冰期以来气候变化机制与太阳辐射量变化、大洋温盐循环等有关。     

青藏高原东北部风成沉积微量元素揭示的全新世千年尺度气候变化*

通过对青藏高原东北部共和盆地典型古土壤—风成砂剖面的释光（OSL）年代测定和沉积物中微量元素的分析,重建了区域全新世千年尺度的气候变化过程。研究表明,除Co、Rb、Sr和Ba以外的12种微量元素所反映的气候变化规律较显著,其含量变化曲线上的峰值段对应于古土壤层而谷值段对应于风成砂层,这一现象可作为气候暖湿、冷干波动的标志;区域全新世气候变化可分为以下阶段：11.8～10.0 ka气候寒冷干燥,10.0～9.2 ka气候逐渐趋于暖湿,9.2～4.6 ka气候相对冷干,4.6～0.7 ka气候相对暖湿,0.7 ka以来气候明显寒冷干燥;区域全新世气候变化中存在8次寒冷事件,与青藏高原和北大西洋揭示的寒冷期具有明显的对应关系,表明共和盆地千年尺度的气候变化与全球气候变化具有一致性。     

德令哈盆地尕海湖DG03孔岩芯矿物组合与古环境变化

对气候敏感区德令哈盆地尕海湖DG03孔岩芯的矿物学分析表明,DG03孔岩芯的矿物主要包括石英、斜长石、微斜长石、绿泥石、伊利石、方解石、文石、白云石、石膏及石盐等。岩芯记录了尕海湖约11 ka以来（AMS 14C年龄）的古环境变化。根据矿物、碳酸盐含量及岩性的变化,整个岩芯可划分为三个部分:Ⅰ. 约11 ka～10 ka BP,晚冰期末期;Ⅱ. 10 ka～4 ka BP,全新世早中期;Ⅲ.4 ka至今,全新世晚期。矿物组合表明,自晚冰期以来,尕海湖先后经历了湖泊演化的逆向和正向演化阶段,即尕海湖先后经历了晚冰期的干冷气候,早全新世的暖干气候,中全新世的暖湿气候以及晚全新世以来的逐渐干冷的气候。岩性分析还表明,尕海湖沉积环境复杂,存在多种微相沉积。     

末次盛冰期以来青藏高原东北部共和盆地气候与环境变化研究进展

青藏高原东北部共和盆地气候与环境变化文献分析认为:末次盛冰期(14 C年龄14ka BP或16cal ka BP之前)地层沉积主要为风成砂和黄土,冰缘地貌发育,气候寒冷干燥,植被可能为干旱荒漠或荒漠草原;末次冰消期(14 C年龄14ka BP或16 cal ka BP-Younger Dryas,缩写YD事件)地层发育古土壤,湖泊水位明显上升,并显著的捕捉到冷暖事件(Blling-Allerd,缩写B/A、YD)的信息,气候趋于温暖湿润,对应植被为荒漠草原;全新世8.5ka BP(14 C年龄)之前区域温度和湿度不同程度增加,湖泊水位较高,地层发育古土壤,植被为荒漠草原或干草原;8.5～7.0ka BP(14 C年龄)风成砂出现,古土壤发育中断,气候寒冷干燥,为全新世新冰期第一期;7.0～3.0ka BP(14 C年龄)古土壤显著发育,高水位湖面出现,水热组合达到全新世最佳,植被向干草原方向演化,但期间也存在千–百年尺度的冷事件(全新世新冰期第二期);3.0ka BP(14 C年龄)以来气候向温凉(寒冷)干燥方向发展.太阳辐射等外部因素变化并触发地球系统内部各个圈层之间相互作用是区域气候、环境变化的主要驱动力.同时,对研究现状进一步剖析,阐明其存在的问题,并提出气候、环境变化研究的发展方向.     

Sub‐arctic Holocene climatic and oceanographic variability in Stjernsund,northern Norway: evidence from benthic foraminifera and stable isotopes

A high‐resolution record, covering 9.3–0.2 ka BP, from the sub‐arctic Stjernsund (70°N) was studied for benthic foraminiferal faunas and stable isotopes, revealing three informally named main phases during the Holocene. The Early‐ to Mid‐Holocene (9.3–5.0 ka BP) was characterized by the strong influence of the North Atlantic Current (NAC), which prevented the reflection of the Holocene Climatic Optimum (HCO) in the bottom‐water temperature. During the Mid‐Holocene Transition (5.0–2.5 ka BP), a turnover of benthic foraminiferal faunas occurred, Atlantic Water species decreased while Arctic‐Polar species increased, and the oxygen isotope record showed larger fluctuations. Those variations correspond to a period of global climate change, to spatially more heterogeneous benthic foraminiferal faunas in the Nordic Seas region, and to regionally diverging terrestrial temperatures. The Cool Late Holocene (2.5–0.2 ka BP) was characterized by increased abundances of Arctic‐Polar species and a steady cooling trend reflected in the oxygen isotopes. In this period, our record differs considerably from those on the SW Barents Sea shelf and locations farther south. Therefore, we argue that regional atmospheric cooling triggered the late Holocene cooling trend. Several cold episodes centred at ～8.3, ～7.8, ～6.5, ～4.9, ～3.9 and ～3.3 ka BP were identified from the benthic foraminiferal faunas and the δ¹⁸O record, which correlated with marine and atmospherically driven proxy records. This suggests that short‐term cold events may result from reduced heat advection via the NAC or from colder air temperatures.     

"8.2 ka BP冷事件"的研究现状展望

统计了全新世早期气候突变事件"8.2 ka BP冷事件", 并对其触发机制及区域气候响应做了较深入的分析. 从各种气候记录的分布情况来看, 全新世早期的这次冷事件是全球性气候事件, 并非是一种局部气候变冷事件. 全新世早期Agassiz和Ojibway阻塞湖在大约8.47 cal ka BP时突然排泄, 可能是造成8.4～8.0 cal ka BP时期北大西洋地区突然降温的主要原因;另外, 8.4～8.0 cal ka BP期间的太阳辐射量减小或太阳活动减弱, 也可能对全新世早期的这次冷事件有一定强化作用. 由于西风带南移和季风环流减弱等原因的影响, 使得这次冷事件区域气候响应有明显的不同, 欧洲的中高纬度地区、东亚地区呈现一种冷干的气候状态;北美洲三分之二的地区降水量减少、风力加强;中美洲、非洲的大部分地区和阿拉伯半岛均以干旱为主;东欧、地中海地区呈现普遍的冷湿气候环境, 亚马逊盆地、智利玻利维亚高原呈现低湿的气候状况.     

全新世事件3与古文化变迁

全新世事件3是1997年由Bond等提出的、指的是发生在4.2 ka BP左右的冷事件。此后,冰心、海洋沉积物、湖泊沉积物、石笋和泥炭等各种地质载体被广泛用于全新世事件3的研究当中。此次事件在全球范围内普遍存在,在北半球中、低纬度大部分地区以冷干的气候条件为主,而在北半球高纬度地区和南半球部分地区则以冷湿的气候条件为主。同时,这次冷干或者冷湿的气候波动对于当时世界范围内的古文化变迁产生了重要的影响,是造成非洲尼罗河流域古埃及文明、两河流域美索不达米亚古阿卡德帝国、印度河流域哈拉帕文明以及中国新石器文化的衰落的主要原因。而全新世事件3的主要成因很可能是当时太阳活动减弱,一方面导致北大西洋表层浮冰增加,表层海水温度降低,减弱了温盐循环,使海陆温差减小,季风减弱;另一方面使热带幅合带南移,在北半球中、低纬度大部分地区形成干旱降温事件。     

内蒙古安固里淖-泊江海子全新世中晚期湖泊沉积及其气候意义

与全新世海面变化相比,内陆封闭湖泊沉积在气候变化研究中更具有优势。对安固里淖和泊江海子两个湖泊的钻孔剖面进行了沉积学分析,结果表明：8400 a BP以来,研究区经历了全新世大暖期的增温阶段（8400～7300 a BP）、鼎盛阶段（7300～6200 a BP）、气候波动阶段（5500～5000 a BP）、亚稳定湿润阶段（5000～3000 a BP）和降温阶段（3000 a BP至今）,这与全国其他地区的环境演变过程基本一致;270 a BP（1680 A.D.）以来,研究区气候略向湿润方向转化;本世纪50年代以来,又向干旱化方向发展。