基于不同时间尺度的地质灾害对 气候变化响应研究

地质灾害对气候变化响应关系是近年来研究的热点和焦点,文章以不同时间尺度的地质灾害为研究对象,开展了不同时间尺度下地质灾害诱发因素与气候变化响应关系研究,认为气候变化及气候变化过程中的温暖湿润期与强降水期往往是地质灾害的高群发期。主要取得了如下认识：万年与千年尺度上,黄河上游地区的5个滑坡集中发育期分别对应于黄土高原马兰黄土中的两层弱发育古土壤层L1 4和L1 2、末次冰期晚期/全新世过渡期、全新世适宜期和现代;百年尺度上,全国地质灾害的高发期响应于中世纪暖期和19世纪晚期的季风强盛期;十年尺度上,全国地质灾害的群发期响应于年均降水量;年际尺度上,地质灾害发生数量与年累计极端降水量有很好的响应关系,反映了气候变化对地质灾害发生的制约关系。月份尺度上,我国崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害的发生时间主要集中在每年的雨季,地质灾害的高发时段与各地的雨季具有较好的一致性。     

黄河上游拉干峡—寺沟峡段特大型滑坡 及其成因研究

黄河上游拉干峡—寺沟峡段共发育特大型滑坡116处,群尖盆地无论是数量还是强度上都占到了绝对优势,这与其所处的特殊构造部位和昆黄运动时期各大断裂带运动性质的转变直接相关;高原掀斜式隆升过程导致各大支流水系特大型滑坡西岸多发于东岸。研究区特大型滑坡有明显的4个群发期,各期都有其不同的触发因素,50 ka和30 ka属构造和气候的耦合成因,10 ka为构造触发, 5 ka 为降雨所致。     

黄河上游拉干峡——寺沟峡段特大型滑坡及其成因研究

黄河上游拉干峡—寺沟峡段共发育特大型滑坡116处,群尖盆地无论是数量还是强度上都占到了绝对优势,这与其所处的特殊构造部位和昆黄运动时期各大断裂带运动性质的转变直接相关;高原掀斜式隆升过程导致各大支流水系特大型滑坡西岸多发于东岸。研究区特大型滑坡有明显的4个群发期,各期都有其不同的触发因素,50 ka和30 ka属构造和气候的耦合成因,10 ka为构造触发,5 ka为降雨所致。     

沙漠/黄土过渡带杨桥畔全新世地层微量元素特征及其所揭示的古气候变化

通过对沙漠-黄土过渡带杨桥畔全新世地层中20种微量元素的地球化学特征分析,结合年代学资料,探讨了该地区13.0ka B.P.以来的气候环境变化过程。研究表明,微量元素地层分布规律明显,化学成分具有很高地一致性,Cr、Cs、Co、Cu、Mn与I可作为衡量东亚夏季风强度的古气候替代性指标。根据主要微量元素演替所揭示的古气候变化特征,将该地区气候变化可划分为5个阶段:13.0~11.7ka B.P.气候干燥寒冷;11.7~10.0ka B.P.气候略温偏干;10.0~6.4ka B.P.气候温暖湿润;6.4~1.60ka B.P.偏冷干气候恶化期;1.6ka B.P.以来气候继续朝冷干方向发展,并且冷暖干湿交替频繁。通过与黄土、石笋等记录变化对比,发现杨桥畔地区全新世气候演化过程与全球气候环境的变化基本一致。     

黄河上游龙羊峡至积石峡段巨型滑坡OSL测年

通过对青藏高原东部黄河上游龙羊峡—积石峡段10个特大型古滑坡的地质结构、地层岩性的分析,结合各滑坡特征,在特定部位进行采样,归纳整理出滑坡光释光（OSL）测年样品的5种采样方法。选取11个样品应用OSL测年方法,得到各滑坡的年龄数据,分析各样品的可靠性,并探讨其构造时间、气候变化与滑坡群发性之间的关系。研究表明,由于样品来源广泛,实验方法高效准确,OSL方法可成功地应用于滑坡年龄测定,为滑坡研究提供可靠的地质依据。研究区特大型群发性滑坡和初步划分为4期分别为130~110ka、50~30ka、12~9ka和5~3ka,并解释了各期滑坡群发的主要触发因素。     

钻探揭示的青藏高原东北部黄土地层与第四纪气候变化

青藏高原地表侵蚀强烈,不利于保存连续的第四纪松散沉积物,难以获得良好的高原环境变化记录.在青藏高原东北部的西宁-互助地区,堆积着厚层黄土,是认识高原第四纪环境演化和气候变化重要的信息载体.但是,由于次生黄土披覆较厚,露头剖面不完整,长久以来,对这套风成沉积没有进行过全面细致的研究.根据钻探岩芯揭示的土壤地层、磁性地层以及磁化率变化,初步认为青藏高原东北部厚层黄土堆积底界的年代大约为2.0Ma.黄土-古土壤序列可以与黄土高原中部的标准黄土地层对比,但青藏高原黄土有着更为复杂的沉积和侵蚀过程.在具有较好年代学控制的基础上,可以重建第四纪气候变化的某些细节.在冰期-间冰期时间尺度,青藏高原第四纪气候变化与中国北方气候变化对应,但是,在早更新世青藏高原古气候变化有幅度大和频率高的特点.根据与标准黄土堆积的时间序列对比,在距今129～71ka, 254～188ka, 334～279ka, 428～385ka, 576～471ka, 670～658ka, 748～706ka, 788～760ka, 883～853ka, 1000～967ka, 和1120～1061ka等时间段,青藏高原东北部古气候相对温暖湿润;其间厚层的黄土/砂层堆积,即71～12ka, 188～130ka, 380～334ka, 471～428ka, 658～576ka, 853～788ka, 1273～1265ka 和1727～1640ka等时间段则反映了寒冷干燥的气候,可能与冰川发育对应.对高原黄土堆积的环境替代性指标的深入研究,不仅可以揭示古气候变化过程,而且可能为研究青藏高原冰川变化提供有价值的线索.     

郧县前坊村剖面黄土-古土壤序列风化成壤及古气候研究

秦岭作为我国南方和北方地理、气候、自然环境的天然分界线,并当作是黄土高原的南屏障。汉江上游谷地地区位于秦岭南侧,属于北亚热带气候区域,受季风气候活动影响强烈。为了探讨该地区在亚热带气候背景下,风成黄土成壤改造对气候变化的响应机制,通过对汉江上游谷地前坊村（QFC）剖面磁化率、烧失量、粒度、Rb/Sr等理化性质进行研究。结果表明:①末次冰期以来沙尘暴很有可能越过秦岭在其南侧堆积,黄土-古土壤剖面地层序列从上到下依次为:MS-L₀-S₀-Lt-L₁-AD;这些沉积物完整记录了一级阶地上晚更新世气候变化信息,地层单元受到各个时期不同程度成壤强度的改造。②前坊村剖面中,理化性质在不同地层单元有显著差异。例如磁化率、烧失量、Rb/Sr指标平均含量的高值出现在古土壤层中,低值出现在黄土层;而Zr/Rb含量变化正好相反;这些理化性质表明,在古土壤发育期,水热条件进入最适宜期,沉积物的风化成壤作用显著;在黄土堆积期,气候寒冷干燥,主要以粉尘堆积为主,沉积物的风化成壤作用较弱。③秦岭南侧北亚热带汉江上游前坊村一级阶地剖面化学风化强度变化揭示了黄土-古土壤环境气候变化的规律:末次冰期以来（大约18.0～11.5 ka B.P.）,气候干冷,沙尘暴频繁出现,沉积物以黄土堆积为主,成壤作用微弱,形成马兰黄土（L₁）;全新世早期（约11.5～8.5 ka B.P.）,气候由干冷向暖湿方向转变,但主要以干冷为主,形成过渡层（Lt）;在全新世大暖期（8.5～3.1 ka B.P.）,气候条件达到最优阶段,水热配合较好,生物活动活跃,成壤作用十分显著,发育了古土壤S₀;到了全新世晚期以来（3.1 ka B.P.）气候又由暖湿向干冷方向转变,成壤作用明显减弱,沙尘暴出现较为频繁,形成了以黄土堆积为主的全新世黄土（L₀）。现代表土层（MS）是在（1.5 ka B.P.）以来气候转暖,加之人类长期农业耕作扰动,在全新世黄土L₀顶部叠加而形成的。     

千百年尺度气候快速变化及其数值模拟研究进展

千百年尺度全球气候快速变化是古气候研究中的一个重要内容。研究发现，末次冰期和全新世都存在着千年、百年尺度的快速气候变化，其变化幅度可以达到典型的地质变化或天文因子所造成的冰期/间冰期的气候振荡幅度，同时这些古气候事件具有全球性。对冰期和全新世气候变化的数值模拟揭示了气候系统对地球轨道参数变化的响应以及海洋、植被、冰盖、温室气体等反馈因子的重要性,其中大洋温盐环流对北大西洋淡水注入的敏感性与末次冰期和全新世气候快速变化密切相联。利用中等复杂程度的气候模式（EMIC）CLIMBER 2模拟了末次冰期典型时段（60~20 ka BP）D/O和Heinrich事件以及东亚气候的响应过程。模拟研究揭示了全新世青藏高原冰雪环境对亚洲—非洲季风气候的显著影响。今后的古气候模拟研究将在改进模式分辨率、结合古气候代用资料确定更加符合历史时期边界条件以进一步改善气候模式的基础上,更加注重气候突变机制的研究以及加强全球变化背景下的区域气候的长期变化研究。     

距今220 ka以来大同盆地沉积物磁化率反映的气候变化

大同盆地地处我国季风影响的北部边缘, 第四纪以来盆地内发育厚层的河湖相地层, 其上覆盖马兰黄土或全新世沉积, 蕴含着丰富的气候环境变迁信息, 是研究气候环境变化的理想场所. 在对盆地内地层考察的基础上, 对晚近地质时期河湖相与风成相互层沉积剖面的磁化率、粒度变化进行了分析. 结果表明: 220 ka BP以来大同盆地气候变化经历了中更新世(220~199 ka BP)暖湿期、中更新世(199~138 ka BP)干冷期、末次间冰期(138~71 ka BP)暖湿期、末次冰期(71~11 ka BP)干冷期、全新世(11 ka BP至今)频繁的干冷暖湿波动变化过程, 每个阶段仍有次一级的气候波动. 大同盆地这种气候变化与深海氧同位素以及我国北方萨拉乌苏河地区、岱海等地揭示的气候变化有很好的对应, 反映出本区气候变化是对全球冰期-间冰期气候波动的响应.     

全新世黄土记录的古气候演化及磁化率和粒度参数灵敏性探讨

黄土是公认的三大古气候记录载体之一,全新世黄土由于位于顶层极易受到人类活动的影响,故研究程度不高.最近在甘肃会宁白草塬发现一个沉积连续、分辨率高、且保存完整的全新世黄土剖面,该剖面忠实地记录了全新世古气候演化,能够很好地与三宝洞和葫芦洞石笋氧同位素记录全新世古气候进行对比:二者共同记录了约12.5 ～11.5ka之间的Younger Dryas冷干事件;约10.5 ～5.2ka全新世适宜期,但是适宜期中气候变化具有不稳定性;5.2ka至今,气候较全新世适宜期慢慢变干变冷,二者相互印证了东亚季风区全新世古气候演化的一般过程;而驱动二者演化主要因素是太阳辐射量的变化.位于黄土高原西北边缘的会宁白草塬剖面中的磁化率和粒度两参数相比较:粒度较磁化率波动更频繁,记录古气候变化更灵敏.     

中更新世早中期以来黄河上游与三峡库区滑坡形成机理与气候变化关系研究

气候变化对滑坡的影响关系研究是近年来滑坡灾害研究的热点问题之一。本研究以我国中更新世早中期以来黄河上游和三峡库区的滑坡为研究对象,分析了其发育期与气候变化的对应关系以及气候演变对滑坡发育的作用机理。研究认为: 1）大型古滑坡在时空分布上具有明显的多期性和时段性,大区域滑坡的广泛发育与全球古环境变化的暖湿间冰期之间呈现良好的对应关系。2）黄河上游龙羊峡-刘家峡段干流区内共发育有3期滑坡,其中早期滑坡多披覆于黄河Ⅲ～Ⅳ级阶地,光释光年龄显示其发生于MIS3时期;  晚期滑坡多披覆于黄河Ⅱ级阶地,发育于MIS1时期;  现代滑坡披覆于黄河Ⅰ级阶地,多为早期滑坡前缘因人类工程活动诱发的次级滑坡。3）三峡库区中更新世早中期以来主要发育了3期古滑坡,并以深海氧同位素的MIS5和MIS3为最多,尤其是中更新世晚期以来,滑坡数量明显增加,延续时间明显增长。     

Landslide Developmental Characteristics and Response to Climate Change since the Last Glacial in the Upper Reaches of the Yellow River,NE Tibetan Plateau

The upper reaches of the Yellow River in northeastern Tibetan Plateau are geohazards areas. The evolution of the Yellow River, chronology of some landslides, and spatiotemporal distribution characteristics of super large scale and giant landslides within the region are summarized using paleoclimate evidence, and the relationship between the intensive landslide period and climatic changes since the Last Glacial period is analyzed. It is concluded that(1) Super large scale and giant landslides are distributed widely within the region, particularly in the Qunke-Jianzha basin.(2) The chronological sequence of landslides is established by dating the slip zones of landslides and analyzing the relations between landslides and their overlying or underlying loess formations. Five landslide development periods are determined: 53–49 ka BP, 33–24 ka BP, 10–8 ka BP, 5–3.5 ka BP, and the present.(3) These correspond closely to warm and wet periods during the last 100,000 years, i.e., two weak paleosol development stages of Malan loess deposited during the last Glacial period in the Chinese loess Plateau, L1-4 and L1-2 that belong to the marine oxygen isotope stage 3, the last deglacial period, the Holocene Optimum, and the modern global warming period.(4) Landslide triggers may be closely linked to warm and wet periods related to rapid climatic transitions.     

黔桂地区最近16万年高分辨率石笋记录的气候事件

全球变化研究是当今地球科学最前沿的课题。要了解地球系统长期演变的动力过程 ,预测未来气候变化 ,就必须首先研究和重建最后 2次冰期高分辨率的气候变化历史。本项研究选择中国南方广西、贵州地区几个大型石笋 ,在沉积学研究的基础上 ,采用碳氧稳定同位素、α谱U系法、TIMSU系 (2 3 0 Th/2 3 4U)法等方法提取高分辨率的气候记录。本区 16万年来石笋气候记录可以与海洋记录的16阶段进行对比。末次冰期的起始点及终止点通过石笋记录分别确定为 (130 1± 1 0 )kaB P 及(11 2± 0 1)kaB P ,其准确性大大高于目前其它记录。所揭示的Heinrich型气候波动事件 ,其时限分别为 :H114～ 15kaB P ,H2 2 1～ 2 3kaB P ,H32 5～ 2 7kaB P ,H44 1～ 42kaB P ,另外在 35～ 37kaB P 也存在振幅很大的冷事件 ,与北大西洋沉积及格陵兰冰芯记录可以逐一对比。长周期的气候旋回以及短期的突变事件 ,在时限上所谓存在几千年以上滞后或超前 ,可能是测试方法和测试对象的不同带来的差错 (包括测试误差 ) ;具有全球意义的一些气候突变事件 ,在发生的时间上可能都具有同时性。这种短期突变事件发生的动力机制问题 ,可能也是目前人类尚未识别出来的天文因素的驱动所致。     

沙尘暴形成史初步研究——中国沙漠几个典型地质学记录的实证

以位于沙漠黄土边界带的榆林、阿羌和米浪沟湾地层剖面为典型例证 ,讨论了 110 0kaBP以来中国沙漠沙尘暴的形成、发展和演化过程。提出在过去的 110 0ka中该区总共记录了 4 2个沙尘暴时期 ,并与 4 1个间沙尘暴时期构成比较连续且交替进行的一系列沉积演化历史。其中 ,最强烈的沙暴期发生时间大致在 6 2 0kaBP和 6 80kaBP前后 ,最温暖的间沙尘暴期出现在 5 90～ 5 0 0kaBP和15 0～ 70kaBP。研究认为 ,110 0kaBP以来因沙尘暴期与间沙尘暴期交替出现而形成的沉积旋回 ,是自那时以来在冰期、间冰期气候波动影响下冬夏古代季风相互对峙、交替演化形成气候旋回的结果     

青藏高原东北缘循化-官亭地区2.6万年以来气候变化研究

根据粉尘搬运的动力学原理,利用温湿度组合、风力强度变化和粉尘源区收扩演变特点,分析了青藏高原东北缘循化-官亭地区黄土的粒度、磁化率特征及其反映2.6万年以来的气候波动、区域环境变化以及冬夏季风关系等,划分了主要气候演化阶段,取得了以下重要认识:1)山脉阻挡是造成循化-官亭盆地黄土剖面记录气候波动差异的主要影响因素,拉脊山东南段是亚洲冬季风和高原冬季风系统的重要分割线;2)循化盆地和官亭盆地约26kaB.P.气候变化主要分为2个阶段,每个阶段又可分为若干个亚阶段;3)青藏高原东北缘官亭-循化地区全新世适宜期时间可能为6.0~3.7kaB.P.,官亭盆地和循化盆地黄土粒度磁化率明显差异的原因可能主要受风场的控制。     

青藏高原东北部贵德盆地上新世沉积环境分析及其意义

青海贵德盆地发育巨厚的新生代地层,在青藏高原北部具有很好的代表性,其中含较丰富的重要哺乳动物化石,对确定盆地及周边相似地层的年代、高原隆升过程具有重要的科学意义.结合哺乳动物采用典型剖面精确古地磁测年为基础的时间框架,通过盆地沉积层序、沉积相和沉积演化以及其对构造和气候变化响应的研究表明:6.5～约1.8MaB.P.期间盆地沉积环境变化经历了8个阶段的演化,反映在此期间青藏高原北部经历了＞5.4MaB.P.、3.6MaB.P.、2.6MaB.P.和1.8MaB.P.4次明显的构造挤压隆升运动,其中约1.8MaB.P.的构造运动可能使黄河向上游溯源侵蚀,同时切穿积石峡、李家峡和松巴峡而到达贵德盆地.研究时段内气候以干旱为主,但在6.2～4MaB.P.和2.1～1.85MaB.P.的两个时期气候明显湿润.     

延川县滑坡灾害发育特征和分布规律研究

延川县滑坡灾害以中小型黄土滑坡为主,滑坡外形具有明显的圈椅状。滑坡沿河流两侧呈条带状分布,灾害多形成于降雨集中的6~9月份。     

陕西泾阳南塬黄土滑坡灾害与引水灌溉的关系

陕西泾阳南塬塬边黄土滑坡频繁发生，造成的经济损失和人员伤亡极为惨重。本文讨论了区内黄土滑坡灾害形成的地貌地形及地质环境特征，着重分析了人类不合理的引用地表水灌溉，改变了地下水文条件，从而降低了土体的抗剪强度，导致黄土滑坡形成的过程和机制。通过研究认为，合理进行灌溉，控制地下水位是改善塬边地质环境和防治滑坡灾害的关键措施。     

云南宣威4.6万年以来洞穴石笋古气候变化记录

石笋是高分辨地记录古气候环境变化的主要信息载体之一。本文通过对宣威下水龙洞 1号石笋进行α能谱铀系测年及碳、氧同位素分析,获得了距今 46.1ka至 2.75ka高分辨率的古气候演变信息。其年龄与δ18O值的记录在纵向上的变化具有明显的韵律性特征,可与深海岩芯V2 8～ 2 3 8同位素记录所揭示的第 3阶段、2阶段和 1阶段进行对比。反映 46.1ka以来宣威地区的气候波动与全球的气候变化具有明显的一致性。但是,区内是气候变化的敏感区,是东亚季风与印度洋季风交互作用的特殊区域,存在有明显的地区性气候变化特征,在整个末次冰期时段 (4 6.1～8.1ka)气候总体偏温暖,10.2 5ka为新仙女木冷事件的最冷终止点。在全新世大暖期时段的 7.1～ 3.7ka间显示气候温暖湿润,而在 3.7～ 2.75ka间伴随太阳辐射和印度洋西南季风强度的减弱,气候有明显的降温趋势。此外,石笋的碳、氧同位素显示的气候冷暖变化是,主沉积旋回以万年级、千年级和百年级为周期性变化;亚旋回以千年级和百年级为周期性变化。