山地环境与全球变化研究的进展与展望

山地系统提供了诊断和分析全球变化的最佳场所,通过对山地环境的研究,了解山地系统内物理、地球化学和生态系统演化的过程,可以准确理解山地环境变化对全球变化的贡献及反馈机制.本文重点针对山地系统的一系列研究计划、山地环境要素研究和近年的研究热点碳循环等方面进行了总结和回顾,并提出了未来山地环境研究应当重点关注的内容.近二、三十年来,国内外山地环境研究蓬勃兴起,推行了一系列研究计划,通过多学科的综合研究,在山地气象、水文、生物、生态、土地利用和人类活动影响等多方面取得了长足的进步,近年更是在全球碳循环方面开展了一些有益的探索,山地环境碳库是目前全球变化研究的热点之一.我国的山地环境研究在今后应更加关注以下3个方面的工作:1)山区环境变化指标的长期监测和分析;2)开展山地物理、化学和生物过程研究;3)基于模型的不同类型山区环境变化的综合研究.     

运城盆地11 kaBP以来气候环境变迁与湖面波动

通过黄土区湖泊沉积研究来恢复古气候、古环境，是对黄土区古气候、古环境研究的补充和检验。通过山西运城盆地硝地湖泊沉积物的多环境代用指标分析，结合史料记载，探讨了该地区11kaBP以来古气候演化和湖面波动的历史。结果表明，该地区存在YD（Younger Dryas）事件，进入全新世后气候有显著的趋势，最高湿润度发生在7．88－5．15和5kaBP后，气候逐渐变干，湖面波动与气候波动相关，全新世早期湖面开始上升，湖泊扩张，5kaBP后湖泊萎缩，盐类结晶析出。     

可可西里苟仁错湖泊沉积物元素地球化学特征及其环境意义

湖泊沉积物元素地球化学特征及其比值，有效地揭示了湖泊沉积物物源区的化学风化程度．已成为反映古气候波动的有效指标。根据可可西里苟仁错湖泊沉积物的元素地球化学特征，通过CIA，ICV等元素比值的结果，揭示该地区1400AD以来化学风化作用十分微弱，因此湖泊沉积物元素组成，对气候变化非常敏感。研究表明1400AD以来该地区气候经历多次冷暖波动，且呈干旱化的趋势，1420AD左右进入小冰期，其中1480～1520AD最为寒冷，1900AD后干旱化加剧。     

THE HOLOCENE SEDIMENTAL CHARACTERISTIC AND PALEOCLIMATIC EVOLUTION OF EBINUR LAKE，XINJIANG

ＴＨＥＨＯＬＯＣＥＮＥＳＥＤＩＭＥＮＴＡＬＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＳＴＩＣＡＮＤＰＡＬＥＯＣＬＩＭＡＴＩＣＥＶＯＬＵＴＩＯＮＯＦＥＢＩＮＵＲＬＡＫＥ，ＸＩＮＪＩＡＮＧ吴敬禄，王苏民，吴艳宏ＴＨＥＨＯＬＯＣＥＮＥＳＥＤＩＭＥＮＴＡＬＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＳＴ...     

贡嘎山燕子沟土壤磷海拔梯度特征及影响因素

土壤磷生物地球化学特征受岩性、气候、土壤年龄、理化性质、地形、植物和微生物活动等因素的共同影响。山地植被和土壤垂直带谱为研究这些因素的相对重要性提供了理想试验场。选取未受人类破坏的贡嘎山燕子沟5个垂直植被带(裸地、高山灌丛带、暗针叶林带、针阔混交林带和阔叶林带,海拔分别为3 761 m、3 600 m、3 403 m、2 700 m和2 334 m),采集了40个土样,测定了土壤的基本理化性质,并采用连续提取法测定了土壤的生物有效磷、铝结合态磷、铁结合态磷、原生矿物磷、有机磷和残余态磷。结果表明,燕子沟土壤A层部分磷形态的空间分布呈现明显的垂直地带性特征。土壤A层的原生矿物磷随海拔的降低而显著降低,有机磷则呈现与原生矿物磷相反的变化趋势。而生物有效磷始终较低,次生矿物磷(铝和铁结合态磷)也较低,残余态磷的含量变化不大,始终是土壤总磷的最大组分。在高海拔地区原生矿物磷是总磷的第二大组分,而在低海拔地区,有机磷则成为总磷的第二大组分。植物是控制燕子沟土壤磷空间分布的相对重要因素,植物一方面通过控制土壤p H进而影响土壤原生矿物磷的含量,另一方面直接吸收生物有效磷,并将其转化为有机磷,导致有机磷随海拔降低而显著增加。此外,植物还通过"泵吸作用"导致总磷在土壤剖面上呈现由表层向底层降低的分布模式。次生矿物磷含量较低表明地球化学作用在影响燕子沟土壤磷生物有效性的作用相对较小。     

岱海14 C测年的现代碳库效应研究*

碳库效应的复杂性是影响建立湖泊沉积物高精度年代序列的一大障碍。本项研究通过我国内蒙古半干旱区封闭湖泊表层沉积物、湖水、现生沉水植物狐尾藻、现生鲤鱼鱼骨和湖岸表层土壤等一系列样品的¹⁴ C年代测定,表明现代岱海确实存在碳库效应。碳库效应年龄因湖水盐度在湖区的不均而有所变化,岱海西部湖区弓坝河径流补给量大,湖水盐度较东部稍低,碳库效应年龄也略小于东部湖区。表层沉积物中有机质包含浮游生物和沉水植物的混合信息,因而其碳库效应年龄较沉水植物年龄轻,岱海湖心表层沉积物碳库效应年龄在2000a左右。这一碳库效应年龄较通过沉积钻孔¹⁴ C年龄线性回归获得的年龄偏大,可能的原因是在时间序列上碳库效应并非恒定。     

Weathering and climate change since l820 AD in Hoh Xil, Qinghai-Xizang Plateau, China——Evidence from element geochemistry of lake sediments of Gulug Co Lake

Element geochemistry of lake sediments has been widely used to detect climate change because element composition and ratios can reflect the weathering degree in the source area. Given the dement composition of lake sediments from Gulug Co Lake, Hoh Xil, Qing- hai-Xizang Plateau, chemical index of alteration （CIA）, index of composition variability （ICV） and other element ratios have been used to establish the weathering sequence of this area since 1820 AD. The weathering is so weak that the element composition change is more sensitive to climate change and autochthonous processes. From 1820 to 1984 AD, there were two drier periods with a wetter interval from 1870 to 1945 AD. After 1984 the weather showed a tendency of becoming wet.     

全新世镜泊湖粒度特征记录的该地区古降水变化历史

在湖泊沉积与环境演变研究中,粒度参数通常用来反映湖泊水动力条件的变化,进而反映湖面波动状况以及湖区环境有效湿度的变化．镜泊湖JPH-1钻孔沉积物粒度分析表明:全新世以来镜泊湖沉积物粒度的变化呈现明显的粗细交替变化的规律性．结合14C测年,镜泊湖沉积物粒度特征有效地指示了历史时期镜泊湖水动力变化的情况．进而揭示了该地区古降水的变化历史．9300-8540cal aBP,是一个降水较少的偏干旱时期;8540-6350 cal aBP,降水颇丰的湿润时期; 6350-3120cal aBF,气候波动频繁,前期(6350-4800 cal aBP)由湿润向干旱过渡,后期(4800-3120cal aBP左右)又由于早转向湿润,31 20-1 580 cal aBP,降水较多,气候湿润;1 580 cal aBP至今,降水变化波动剧烈,这阶段粒度特征的变化除了与降水的自然变化有关外,还与人类活动的剧烈影响有关系．湖区周围人类活动破坏了原始植被,大量地表裸露,降水冲刷地表作用明显增大,陆源物质被携带人湖,粗颗粒含量显著增多．     

错鄂孔深钻揭示的青藏高原中部2.8 MaBP以来环境演化及其对构造事件响应

通过对青藏高原错鄂孔(CE)湖泊沉积岩芯多环境代用指标的综合分析, 重建了高原中部2.8 MaBP以来古气候古环境演化序列. 岩芯磁性地层表明, 错鄂湖盆形成于约2.8 MaBP. 岩芯沉积特征、粒度、磁化率和地球化学指标等共同揭示了高原中部3次大的环境变化过程, 以及至少2次剧烈的隆升. 即2.8~2.5 MaBP高原夷平面解体并快速隆升形成错鄂湖盆; 2.5~0.8 MaBP高原中部在缓慢隆升背景下其环境演化更多地受冰期-间冰期气候旋回影响; 0.8 MaBP以来高原中部加速隆升并最终进入冰冻圈.     

小冰期结束以来贡嘎山海螺沟冰川退缩区土壤化学风化与发育过程

选择海螺沟冰川退缩区,对冰川退缩年龄分别为0年、30年、40年、52年、80年、120年的样点按土壤发生层分层采集样品,通过分析样品的化学风化速率及理化性质变化,探讨小冰期结束以来土壤发育过程及影响因素,并评估不同阶段土壤质量。结果表明,退缩区前40年样点中主要以碳酸盐风化为主,80年后硅酸盐风化作用增强。土壤长期风化速率随土壤年龄呈现升高-降低-升高的趋势,52年样点长期风化速率最低,为48.06cmol/(m^2·a),矿物组成和气候是影响土壤风化速率的重要原因。土壤的粒度组成以砂粒为主,多数样点占比约为80%~90%。随着土壤年龄增加,容重值和pH减小,pH从8.54减小到5左右;土层厚度、土壤有机质(SOC)及总氮(TN)含量增加,这些土壤理化指标的快速变化表明冰川退缩区土壤发育迅速。适宜的温度、充足的降水以及快速的植被演替可能是退缩区土壤快速发育的原因。模糊数学法计算土壤质量的结果显示,除了0年样点,其余样点土壤质量指数(SQI)均大于0.4,说明退缩区土壤质量状况整体属于中等水平,土壤肥力状况较好。研究结果有助于揭示土壤矿物风化过程和土壤发育的影响因素,理解土壤发育机制。