小冰期气候变化研究新进展

 利用冰芯、树轮、石笋、湖泊沉积和历史文献等多种代用资料进行小冰期的研究已取得了较大进展。研究表明：小冰期是全球性的气候异常期，时间跨度约为500 a (1400-1900 AD)；小冰期气候变化的干（湿）/冷（暖）配置在全球存在区域性差异，其变化幅度、起讫和持续时间也因地而异。小冰期气候的形成，受到太阳、火山活动、大气环流，以及大气、海洋和陆地间相互作用的影响。综合分析小冰期在全球的时空分布特点和形成的可能原因，对小冰期研究中仍未解决的主要问题及今后研究的重点进行了展望。     

中国地理科学学科体系浅析

新的国际和国内形势为地理科学带了新的发展机遇,同时也提出了更高的要求。以《中国学科及前沿领域发展战略研究（2021—2035）》地理科学的学科规划为契机,本文系统梳理了新时期地理科学的学科体系。根据地理科学现状和发展趋势,中国地理科学可划分为综合地理学、自然地理学、人文地理学和信息地理学4个二级学科,各二级学科下的三级学科也基本成熟,有些三级学科下的四级学科名称也在普遍使用。我们希望以这一新的学科体系为支点,完善地理科学的学科分支,推动地理科学框架下新兴学科的发展,更好地服务于新时期国际及国家的战略需求。     

树轮生态学研究进展

树轮生态学体系庞大, 涉及众多研究方向, 讨论主要限定在水平梯度和垂直梯度上树轮气候响应模式研究、森林生态系统对环境变化响应和狭义树轮生态学所定义的虫灾、火灾以及涉及人为活动影响如环境污染方面的研究. 基于讨论所限定的树轮生态学的部分研究领域, 通过与国际研究水平的对比, 找出我国树轮生态学研究的不足, 并进一步展望了未来国内树轮生态学的发展. 通过吸取国外先进成果从而弥补国内树轮生态学研究的不足, 结合全球变化研究的背景, 在不同区域开展树轮生态学不同研究领域的研究, 定能更进一步推动我国树轮生态学研究的全面发展.     

摇蚊亚化石记录的苏干湖近千年来盐度变化研究

利用摇蚊亚化石重建湖泊古盐度进而分析区域干湿变化已成为国际上古气候重建研究的热点之一。本文利用苏干湖SG03I孔的摇蚊亚化石组合变化分析了湖泊水体近千年来的盐度波动过程,沉积序列可划分为3个摇蚊组合带,通过高咸水属种Orthocladius/Cricotopus和Psectrocladius barbimanus,以及低咸水属种Psectrocladius sordidellus和Procladius的相对丰度变化实现盐度重建。结果表明,990～1450A.D.期间高咸水种处于绝对优势,湖泊盐度较高;1450～1850A.D.期间低咸水种显著增加,指示了小冰期期间较高的入湖水量与蒸发量之比;1850～2002A.D.期间低咸水种丰度回落,湖泊水体盐度逐渐增加至现代水平。SG03I孔岩芯摇蚊指标与其他代用指标的结果有很好的对应关系,摇蚊亚化石组合变化揭示的苏干湖区小冰期相对湿润的气候状况在干旱区其他记录中也有反映,证实了摇蚊亚化石分析在西北干旱区古环境研究中的有效性。     

中国西北干旱区小冰期的湿度变化特征

选取中国西北干旱区11 条具有明确古湿度指示意义的气候记录, 结合冰芯、地层沉积、 湖泊沉积、树木年轮、河流阶地等各种研究资料和历史记载, 研究中国西北干旱区小冰期的湿 度变化。结果表明研究区小冰期(1400-1920 AD) 从整体而言处于相对湿润的阶段: 区内高大 山系降水处于较高时段- -西昆仑山古里雅冰芯积累量增大, 天山山间湖泊水位回升, 祁连山 敦德冰芯孢粉总浓度增加; 而盆地内流系统水量也出现了相应的变化- -塔里木盆地克里雅 河和塔里木河流量增大, 准噶尔盆地艾比湖水位上升, 巴丹吉林沙漠地下水补给量上升, 居延 海入湖水量增大, 湖面扩展, 青海湖盆地降水增加, 有效湿度增大, 苏干湖水体盐度降低, 入湖 水量/ 蒸发量之比升高。同时, 较高分辨率的湿度资料显示, 研究区东-南边缘地带在小冰期 内部存在次一级的干湿波动, 两个湿度较高的时期出现在16 世纪和18 世纪, 分别与小冰期内 部的两个相对温暖时期有很好的对应。中国西北相对湿润的小冰期主要是西风带强度增加和 位置南移造成该区域降水增多和全球性普遍降温导致有效湿度增大两个因素共同作用的结果, 研究区边缘地带小冰期内部冷干暖湿的配置则主要体现了夏季风的影响。     

塔里木盆地荒漠植物与表土碳同位素组成研究

表土有机质碳同位素组成(δ¹³C_org)反映了来自于地表各种植物δ¹³C_org的一个混合信息.要从沉积物δ¹³C_org中提取可靠的植被信息,需要系统研究现代表土有机质δ¹³C_org与地表植被δ¹³C_org的差异.初步研究了塔里木盆地主要现代植被及土壤碳同位素组成,对比不同地区土壤和地表植被δ¹³C_org的差异.结果表明:塔里木盆地柽柳属种群中植物与表土碳同位素组成之间存在显著相关关系,说明在干旱地区土壤中微生物和水生生物等的干扰因素可以忽略,其现代土壤的同位素组成只与地表相应的主要植被类型有关.塔里木盆地柽柳属种群中表土有机质δ¹³C_org值比地表植被δ¹³C_org值平均偏正1.71‰左右,不同于其它地区表土和地表植被δ¹³C_org差异(2.2‰,1‰,0.5‰)的结果,反映不同地区表土和地表植被有机质δ¹³C_org值差异不同.在利用沉积物δ¹³C_org值提取古生态植被信息时,应考虑到不同地区土壤有机质与地表植被δ¹³C_org值的不同差异会影响植被中C₃、C₄植物组成情况.     

阿尼玛卿山地祁连圆柏径向生长对气候的响应

通过对阿尼玛卿山地5 个坡面20 个祁连圆柏树轮宽度标准年表的分析, 发现公共区间内各树木年轮宽度标准年表中的信噪比SNR 和样本总解释量EPS 值都较高, 说明年表中都含有较强的环境信息; 树轮宽度年表之间的平均相关为0.35 (大多达到95%的置信程度), 具有较好的区域一致性。聚类分析使树木年轮宽度年表分成东、西两大部分, 而年表的第一主分量显示出: 西部树轮的指数序列明显长于东部即树木生长有自西向东扩展的趋势, 并且东、西区域树木生长变化的特征年变化具有同步性。东、西树轮宽度年表中第一主分量和第二主分量与气候因子的相关和响应都表现出一定的相似性, 但第二主分量对气候因子响应的差异性更显著。西部树木生长PCI 的主要限制因子是温度, 尤其当年春末夏初及前一年秋季温度影响最大, 同样降水也起着重要的作用, 西部树木生长PC2 的主要限制因子是降水量; 而东部树木生长PC1 主要受降水的制约, 第二主分量PC2 的响应分析显示出气候的滞后影响(树木前期生长) 是非常重要的限制因子。     

青海苏干湖表层沉积物粒度分布模式 与大气粉尘记录

位于干旱区柴达木盆地具有年纹层的苏干湖是以地下水补给为主的内陆封闭湖泊, 其表层沉积物粒度具有多组分峰态分布特征, Weibull 函数的拟合结果发现, 其粒度分布全部具 有4 个基本组分: 超细粒组分, 众数粒径在1 μm 上下; 细粒组分, 众数粒径在5~10 μm; 粗粒组分, 众数粒径在50~100 μm; 砂组分, 众数粒径在500 $m 左右。粒度主峰出现在细 粒组分或者粗粒组分。直接来自大气粉尘的冬季湖泊冰面样品及当地尘暴样品的Weibull 函数粒度拟合也显现出了相似的分布模式, 冰面样品的粒度主峰位于众数粒径在15~20 μmm 的 细粒组分, 砂组分(众数粒径452.9μm) 的出现指示出砂粒在冬半年沿冰面而进入湖泊中心。 尘暴降尘样品在尘暴季节(5 月份) 和非尘暴季节(11 月份) 的粒度分布普遍具有3 个组分, 缺少砂组分, 强沙尘暴事件样品则由4 个组分组成, 粒度主峰均位于众数粒径在100~200 μm 的粗粒组分。结果显示, 苏干湖湖泊沉积能够较好记录当地大气粉尘, 砂组分与湖泊周边干旱地表经历的近地面强沙尘活动有关, 粗粒组分记录了区域性的尘暴事件, 细粒组分主要反映 流域径流状况, 超细粒组分代表干旱区的大气背景粉尘和气溶胶。研究表明, 苏干湖内陆湖 泊沉积客观记录了区域大气粉尘和尘暴事件, 具有重建干旱区大气粉尘变化历史的潜在优势。     

柴达木盆地苏干湖表层沉积与尘暴事件——元素示踪的初步结果

通过分析苏干湖地区10个地表表层沉积物、9个大气降尘(含2个尘暴降尘)、16个湖泊表层沉积物等样品的8种常量-微量元素和11种稀土元素的含量,以及同类沉积不同元素含量和不同沉积同一元素含量的相关性,结果表明,在湖泊沉积体系中Al、Fe、Sc含量的变化与强风-尘暴过程有关,指示了湖泊沉积碎屑颗粒风成输入的可能性．元素Fe、Sc含量在3种不同的沉积物中差异不大,与尘暴事件的强度和频次有关．稀土元素结果显示3类沉积具有同源性．苏干湖沉积可以用来重建研究区尘暴演化历史．     

西北干旱区湖泊沉积记录反映的全新世气候波动周期性变化

采用多窗谱分析方法研究了夏季风边缘区——甘肃民勤盆地石羊河流域湖泊沉积物所记录的全新世以来气候波动的周期性。结果表明,该区域的气候变化存在明显的1553、1190、686、617、504、314、180及131a等主要周期。1553a主周期变化所对应的明显干湿期有6—7次。其他百年尺度的周期变化在早中全新世波动幅度较大,到中、晚全新世其波幅逐渐减小。其中准1500a的周期波动在整个全新世石羊河流域气候变化中都有反映,而500～700a的周期波动在中全新世气候变化过程中起重要作用。