中国沙漠物源研究:回顾与展望

沙漠物源研究不仅在风沙地貌学上有重大的理论和实践意义,而且对联结大气粉尘排放、黄土堆积、气候系统和海洋生物地球化学循环也有重要价值。在简要回顾中国沙漠研究的基础上,梳理了中国沙漠物源研究的理论、方法和主要成果,结合国际上沉积物物源分析的趋向,指出目前世界沙漠物源的研究都是基于沉积物组份属性统计的反演模型,这种研究范式在数据获取、处理与解释方面存在缺陷,如沉积物的取样设计与测试分析、未消除"粒级依赖"对沉积物组份影响、数据未进行对数变换、忽视Dickinson图解应用的前提条件等。提出今后中国沙漠物源研究的方向:①采用正确统一的取样设计和分析方法对各沙漠的沉积物组份属性进行系统研究,建立中国沙漠沉积物组份的属性数据库;②选择若干典型沙漠,利用其周边山地详尽的地质构造、母岩和气候数据,定量构建沉积物生成的正演模型,模拟源区生成沉积物的数量、成分和结构,并用建成的沉积物组份属性数据验证和校正;③定量评估河流冲积物、冲积-湖积物、洪积-冲积物和基岩风化的残积、坡积物对中国各沙漠物源的贡献率与迁移路径,研究中国各沙漠中细颗粒物质的形成机制,对比中国沙漠与低纬度沙漠物源的形成机制;④定量研究历史和地质时间尺度沙漠-黄土-深海沉积物物源的内在联系及其驱动因素,建立陆地-大气-海洋物质循环的机理模型。     

塔克拉玛干沙漠石英氧同位素与粒级关系的研究

沙漠与黄土的物源联系是黄土研究关注的问题之一。石英氧同位素可示踪物源,粒度被用以分析沉积环境,但在沙漠物源研究中将二者结合应用的报道尚不多。本文测定了塔克拉玛干沙漠沙丘沙和沙丘剖面中河湖相沉积物的粒度及不同粒级的石英氧同位素,结果显示:1沙丘沙以极细砂和细砂为主,粉砂和黏土含量很低;河湖相沉积物以粉砂和黏土为主,砂含量低于5%。2各粒级石英δ~(18)OSMOW值介于13.8‰~19.7‰,其中沙丘沙为13.8‰~19.7‰,河湖相沉积物为15.6‰~17.6‰;沙丘沙石英δ~(18)O值随粒级增大未呈现减小趋势,同一粒级石英的δ~(18)O值存在一定变异。3经比较,塔克拉玛干沙漠砂和粉砂粒级的石英δ~(18)O值均高于中国其他沙漠,且20μm的石英δ~(18)O值与黄土高原的马兰黄土、洛川黄土—古土壤序列20μm的石英δ~(18)O值并无显著性差异。     

浑善达克沙地沙丘剖面颜色变化的古气候意义

为研究中国沙漠东部广泛分布的风成沙-古土壤沉积序列的颜色变化与古气候之间的可能联系,以浑善达克沙地为研究区,测定了7个天然风成沙-古土壤沉积序列的颜色(L*a* b*)、有机碳、总氮和粒度。结果表明:L*(亮度)、a*(红度)、b*(黄度)值分别介于32.41~65.89,2.73~7.52和-1.68~17.16;L*、a*、b*值之间存在正相关关系,其中L*和b*之间的相关性最显著(R2=0.90),而L*和a*之间的相关性最低(R2=0.26);L*、a*、b*值在垂直方向上具有相同的变化趋势和特征,它们在风成沙层位处为高值,在灰色-黑色砂质古土壤层位处为低值,但L*值变化较大,a*和b*值变化较小。均值的非参数检验表明L*可指示风成沙-古土壤沉积序列的风成沙和古土壤层的变化,而a*在这类沉积序列上变化不敏感。影响L*的主要因素与有机质含量和成壤作用有关,它们都与东亚夏季风强弱变化关系密切,因此L*有明确的古气候意义;L*低值对有机质含量增加和成壤作用的加强具有指示作用,是东亚夏季风增强的信号。基于颜色参数L*可以很好地重建中国沙漠东部风成沙-古土壤沉积序列的古气候变化。     

地貌学研究趋向与教材内容构建

针对我国地貌学教材既滞后于学科发展,又不能适应新时期人才培养的问题,该文基于近20年来国际地貌学研究内容及发展趋势的分析,提出在现行地貌学教材基础上,增加行星地貌、生物地貌、地貌系统与气候变化、数字地貌、中国地貌概要五个版块内容;教材结构可设计为绪论、内营力地貌、外营力地貌、行星地貌、中国地貌概要、地貌调查与研究方法六部分;将部门地貌学内容删减至整个教材的50%左右;在绪论中增补近20年地貌学理论、技术方法进展,在每章末尾增列建议阅读文献和书目;更新地貌灾害和应用地貌案例、地貌调查与研究方法;制作教学课件和光盘;编写与教材配套的实习指导书。     

巴丹吉林沙漠石英δ18O值及其物源意义

巴丹吉林沙漠是世界上沙丘最高大的沙漠,其沙源研究对认识沙漠形成、高大沙山发育和防沙治沙工程有重要意义。石英是沙漠沉积物中常见的矿物,其氧同位素值可示踪物源。采集沙漠西北部、东部、东南部高大沙山、丘间低地与湖泊以及雅布赖山前的表层沉积物,测定了样品不同粒级的石英δ18O值。结果表明:①石英δ18O值随粒级减小有增大趋势,同一样品不同粒级石英δ18O值存在较大差异,相同粒级石英δ18O值也有变化。②石英δ18O值介于9.4‰~19.3‰,均值为13.3‰（n=55）;其中沙丘沙的石英δ18O值介于9.5‰~16.6‰,均值为12.9 ‰（n=39）;湖相沉积物的石英δ18O值介于9.4‰~19.3‰,均值为14.2‰（n=16）。③区域内,<16 μm粒级的石英δ18O值与16~64 μm、125~154 μm、200~250 μm、> 300 μm粒级的石英δ18O值都存在显著差异,但200~250 μm与 > 300 μm粒级的石英δ18O值没有显著差异;经区域对比,巴丹吉林沙漠 < 16 μm粒级的石英δ18O值与柴达木盆地沙漠、蒙古戈壁风成沉积物 < 16 μm石英δ18O值无显著差异,但巴丹吉林沙漠16~64 μm粒级的石英δ18O值与蒙古戈壁风成沉积物16~64 μm石英δ18O值存在显著差异;这似乎暗示研究区的细颗粒物质可能是远源的。巴丹吉林沙漠沉积物的石英δ18O值位于火成岩石英、砂岩和变质岩石英δ18O值分布阈值内,受区域地质条件、物源混合、粒级效应等因素的影响,砂粒级的石英δ18O值所指示的母岩成份特征与祁连山区岩石的岩性有较好吻合。     

中国北方沙漠石英δ18O值的初步测定与分析

石英是岩石、沉积物中最常见的矿物之一,它的化学性质稳定,硬度大。在风化剥蚀、搬运、沉积和埋藏条件下,石英中氧同位素与外界环境氧同位素交换非常弱,即石英的δ¹⁸O值基本保持不变。因此,石英δ¹⁸O值被应用于气溶胶、黄土-古土壤堆积序列、日本和夏威夷土壤、深海沉积物的物源区的研究中。但是用石英δ¹⁸O值来探讨沙漠物源的报道尚不多,笔者在此选择位于内蒙古西部的巴丹吉林沙漠为重点研究区,对比分析浑善达克沙地、呼伦贝尔沙地、非洲南部的卡拉哈里沙漠沙丘沙石英δ¹⁸O值,试图探讨沙漠石英δ¹⁸O值与粒径、物源的关系。石英δ¹⁸O值分析测定的实验步骤如下^[1～3]:1)从每个     

植物地理学教材更新刍议

近20 a来,植物地理学研究已从描述走向解释和分析,并在不同水平不同时空尺度上全面地探究植物的分布格局、形成过程和机制。然而,国内现行的植物地理学教材仍然沿袭20世纪60~70年代的结构体系,内容陈旧、时效性差,明显滞后于学科的发展。因此,在分析植物地理学教材现状的基础上提出建议：① 在现行教科书的结构和内容上增加全球变化对植物分布格局的影响和植物地理学的实践应用2个版块;② 删减教科书中常见的植物学、生态学知识以及植物区系和植被专著的内容;③ 在绪论中补充近20 a来该学科的主要进展和发展趋势,主要理论和研究方法,国内外刊登该学科研究的重要学术期刊简介,在每章末尾增加一个建议阅读书目和文献;④ 用彩色照片更新教科书中的黑白图片;⑤ 制作质量精良的教学课件和光盘;⑥ 编写与教科书相互呼应的实习教材,补充和更新植物地理学的研究方法,如植物谱系地理学研究方法、植物群落取样设计与野外监测技术、数据处理与分析、植被遥感与植被制图等。