5 ka BP以来阿尔金山北缘冲洪积扇沉积环境变化和戈壁动力过程初步研究

中国西北干旱区有大面积的戈壁地貌,但对其形成过程的研究不多。阿尔金山北缘的沉积物记录着临近戈壁地貌的发育过程。选择甘肃敦煌南湖绿洲附近的山水沟剖面作为研究对象,在独立的光释光测年基础上,通过对比分析粒度特征、磁化率和有机碳同位素值变化,探讨5 ka BP以来阿尔金山北缘戈壁沉积动力过程及其环境控制因素。结果表明：戈壁发育进程具有波动性,戈壁沉积动力在百（千）年时间尺度上受到环境因素制约,在2.67～3.57 ka BP和1.65～1.95 ka BP干热气候条件下,沉积物搬运动力较弱,戈壁发育受限;在4.27～4.84 ka BP时期水量较大,戈壁发育范围较广,属于扩张阶段。这一结果初步揭示了戈壁地貌演化与气候环境变化的联系。     

南洛河流域洛南盆地表土孢粉与植被的关系

选取南洛河上游洛南盆地10 种植被类型下40 处样点表土苔藓开展孢粉与植被关系的研究.结果表明,表土中孢粉组成能很好地反映植被类型.森林表土中乔木植物花粉含量平均值大于40%,且有较高含量的中华卷柏孢子;疏林草原、灌丛群落中乔木植物花粉平均含量分别为13.2%和16.6%,灌木植物花粉相对草丛群落含量较高;草丛群落和农田中乔木花粉平均含量均<10%,草本植物花粉>80%,灌木植物花粉<1%.洛南盆地表土孢粉总浓度平均为1.42×10⁵粒/g,与植被覆盖度关系较弱,而与植被类型有一定联系,能辅助植被类型的辨识.聚类分析和PCA分析都能较好区分森林和非森林植被,前者能较好地区分松林和混交林,后者能较好地区分农田和灌、草丛植被,且比聚类分析更加稳定.松属、栎属等乔木花粉具有较强的扩散能力,能指示区域植被,松属没有表现出很强的超代表性,栎属具有低代表性;蒿属花粉与植被覆盖度间的相关关系较差,具有明显的超代表性,其大量出现与人类的干扰有一定的联系,禾本科花粉具有很好的植被指示性和低代表性,藜科花粉的高含量主要指示了高强度的人类活动;中华卷柏孢子在地层中的大量出现具有指示森林或松林环境的意义.     

洛南黄土有机碳同位素组成及其与洛川、西峰黄土对比

以往黄土-古土壤碳同位素的研究主要集中在东亚季风控制的干旱-半干旱黄土高原中北部地区,而对于秦岭南部暖温带季风性半湿润气候区黄土-古土壤序列有机碳同位素的研究鲜有报道。对比两种气候条件下的黄土有机质碳同位素组成可更广泛和深入地认识黄土碳同位素所指示的生态环境变化。为此,本研究选取了位于秦岭南麓的洛南上白川、刘湾两剖面,剖面厚度分别为74m和10m,以20cm间距采集上白川剖面38个样品,刘湾剖面51个样品。采用高温灼烧氧化法对全部样品有机质碳同位素组成进行测定,并将结果与黄土高原中部洛川和西峰剖面有机质碳同位素进行了对比。结果表明：  上白川剖面有机碳同位素( δ¹³C_org.)的变化范围为-24.43‰～-21.30‰,刘湾剖面的变化范围为-24.70‰～-20.52‰,洛川剖面的变化范围为-23.37‰～-18.72‰, 西峰剖面的变化范围为-23.68‰～-19.47‰。末次间冰期位于半湿润地区的上白川和刘湾剖面有机碳同位素峰值较半干旱地区洛川、西峰剖面偏负1‰～2‰,即上白川和刘湾剖面有机碳同位素峰值分别较洛川剖面的峰值偏负1.8‰和1.9‰,较西峰剖面的峰值偏负1.3‰和1.4‰。因此,该区的植被覆盖应是以C₃植物为主的C₃和C₄混合草原植被类型;   从整体上来看,洛南剖面古土壤层碳同位素较相邻黄土层的碳同位素偏正,因此,古土壤形成时期C₄植被相对比例增加。末次间冰期洛南上白川和刘湾剖面有机碳同位素峰值较洛川、西峰剖面的峰值偏负1‰多,表明受东亚季风控制的半干旱-半湿润的黄土区,暖季节降水对C₄/C₃植被相对比例增加的趋势和幅度均具有明显的影响,主要表现在暖季节降水的增加有利于C₄植被相对比例的增高,同时降水的季节性分布和/或降水量的增多影响土壤有机碳同位素所记录的C₄植被相对比例及其增加幅度。     

采用华山松树轮宽度重建秦岭东缘近百年冬半年温度

建立了秦岭东缘高海拔华山松树轮宽度年表,年表的可靠时段是从1911年到2005年(子样本强度大于0.8),基于此年表重建了秦岭东缘过去百年来冬半年(上年12月到当年4月)温度变化,重建方程的方差解释量为51%。重建序列有3个温暖时段： 1938～1944年,1958～1967年和 1998～2005年; 两个冷时段： 1945～1957年和 1968～1976年。自1968年以来,温度开始上升,但温度变化幅度未表现出明显异常。秦岭东缘和华北、华中及华东邻近,本文重建的温度序列与这3个区域的温度变化在低温、高温时段对应一致,而且相关显著,都表现出自1970s以来的升温趋势。表明在秦岭东缘采用高海拔华山松重建冬半年温度具有很大的潜力。     

下蜀黄土底界的年代及其对区域气候变干的指示

下蜀黄土是中国南方地区典型的第四纪风尘堆积,是低纬季风区气候变化的重要地质记录.但是,下蜀黄土的沉积年代问题一直未能得到有效解决.明确其起始堆积的年代对于深入理解晚第四纪亚洲大陆干旱化进程、东亚季风演化和亚热带区域环境变迁具有重要意义.本文针对这一科学问题对下蜀黄土进行了系统的年代学研究.磁性地层学结果表明,江苏的仪征青山剖面和镇江大港钻孔岩芯下蜀黄土地层中均存在松山/布容(M/B)古地磁极性倒转记录(这也是首次在下蜀黄土中发现古地磁M/B界线),确认最早的下蜀黄土堆积要早于中更新世,为探讨下蜀黄土底界的年代问题提供了重要的古地磁约束.以此为基础,结合剖面上部的光释光(OSL)测年结果,推算出下蜀黄土的底部年龄约为0.9Ma,这是迄今所获得的下蜀黄土最老年龄,与安徽宣城红土堆积底部年龄大致相当.下蜀黄土的开始堆积指示了亚洲大陆干旱区域在晚第四纪的进一步扩张,它是江淮亚热带地区气候显著变干和冬季风增强的直接证据.我们认为,这可能主要受到全球变冷和北半球高纬冰量增加的驱动,是中国南方地区对全球降温"0.9Ma事件"的区域响应.     

河湟谷地藏族和其他主要民族分布的地理环境特征及其生产方式差异

青藏高原的人群因其对低温、缺氧环境独特的适应性,获得了科学家的广泛关注.但是,相关研究忽视了青藏高原低海拔地区人类的生存环境研究.文章通过地理环境信息提取和方差分析,统计了河湟谷地197个乡镇的藏族和其他主要民族族群的生存环境差异,并探究其与各民族生产方式的关系.统计结果显示,河湟谷地藏族族群生存环境的年均温相对较高.河湟谷地相对温暖的地理环境使得该地区的藏族族群能够从事种植小麦和大麦、饲养牛羊等的生活方式,这与青海省其他高海拔地区藏族族群的生产方式明显不同.同时,由于河湟谷地藏族族群生存的地理环境特征与其他半农半牧族群(回族族群和撒拉族族群)类似,致使其从事类似的生产方式.河湟谷地的农业族群(汉族、土族)选择相对凉爽、湿润的环境促进了农业生产的顺利开展,而生活在河湟谷地内相对温暖、干旱地理环境的半农半牧族群(藏族、回族和撒拉族)必须从事一定程度的牧业活动,以补充农业活动不足带来的食物匮乏.在安多藏区内,各民族族群的生产方式大致与他们的生存环境紧密相关.另一方面,各民族族群相互交流、融合、影响,繁育了多彩的民族文化.本研究进一步证明了在区域尺度下,生存环境差异与生产方式差异有着直接的对应,细化了我们对藏族的人地关系的认识,并进一步开拓以定量方法分析族群分布与地理环境相互关系的研究方向.     

黄土高原黄土粒度组成的古气候意义

对黄土高原西北 东南方向一条断面上 3个末次间冰期以来的黄土沉积剖面进行了间隔 5cm的粒度测量 ,分粒级研究了各颗粒组分的古气候意义 .结果表明 ,黄土高原黄土粒度组成中不同粒级组分的古气候意义不同 ,并且各粒级组分界线随着研究地区的不同而发生变化 .同时发现 ,黄土粒度分布中可以分离出具有全球的和区域的古气候意义的颗粒组分 .其中较粗颗粒含量变化与东亚冬季风强度变化正相关 ,它具有全球的古气候意义 ;较细和细颗粒含量变化与东亚冬季风强度变化反相关 ,这些颗粒含量可能与粗颗粒的沉降量变化和风化成壤作用强度变化相关 ;粗颗粒组分含量变化具有区域的古气候意义 .     

中国北方沙漠-黄土体系的沉积和侵蚀过程与未来趋向探析

中国北方有大面积的土地被沙漠和黄土覆盖,是现代沉积和侵蚀比较活跃的地区。强烈的地表过程不仅影响着区域的生产生活活动,还通过粉尘传输影响北半球甚至于更大范围的气候和环境。长期以来,由于综合研究不够,对沙漠-黄土体系的沉积和侵蚀规律以及未来趋向的认识有限。结合对沙漠沙地-黄土沉积的高密度光释光年代测试结果,基于地统计法和遥感分析的黄土堆积量估算以及现代降尘、地表侵蚀的观察研究,认为沙漠沙地-黄土堆积区的沉积和侵蚀过程受气候变化控制,这里既是堆积区,又是侵蚀区,处于动态变化过程中;黄土比沙地沉积保存着更完整的过去气候变化信息。黄土高原水蚀和风蚀在地质历史时期就存在,人类活动加强了侵蚀过程,但可能还没有实质性地改变这一趋向。通过对地质记录和古气候模拟结果的分析,在未来全球变暖的背景下,沙地地区可能由于有效湿度减少变干而使风尘活动加强,黄土高原地区的粉尘沉积速率也将随之加快。     

全新世中国北方沙地人类活动与气候变化关系的初步研究

中国北方沙地的生态环境较为脆弱,是研究人类活动与气候变化关系的关键地区,但该区域的相关研究欠缺.本文通过对考古资料和古气候资料的全面分析,尝试探讨全新世中国北方沙地人类活动与气候变化的关系.结果表明,9～4ka相对适宜的气候条件促使了中国北方沙地新石器时代人类活动的开始和发展.4～2ka较为严酷的气候条件,严重影响了呼伦贝尔沙地和浑善达克沙地的人类活动;科尔沁沙地和毛乌素沙地的史前人类,通过生业模式的调整以及活动范围的改变,适应了气候变化,文化得以延续,人类活动总体没有减弱.2ka以来,人类适应能力增强,各沙地人类活动的强度和范围均大幅扩张.通过区域对比发现,沙漠化程度较高的浑善达克沙地和地处高纬度寒冷环境的呼伦贝尔沙地,人类活动强度总体较弱;科尔沁沙地和毛乌素沙地生态环境条件相对优越,且受到中原文化的影响,人类活动强度较大,文化谱系相对完整.研究区各时期人类遗址沿水系分布特征明显,反映了水源作为沙地地区的限制性因素,对人类活动的分布具有重要影响.