玛珥湖高分辨率古环境研究的新进展

玛珥湖的形成机制和特点不同于一般的火山口湖,其特有的沉积环境是发育和保存高分辨率气候记录的理想场所。近年来国外的玛珥湖研究在解决一些重要的古气候问题方面显示出巨大潜力。中国玛河湖分布广泛,中国科学院地质研究所最近对湖光岩玛珥湖的研究已经获得了初步成果。加强中国玛珥湖的研究,从不同地区玛珥湖的沉积物中获取高分辨率的气候变化信息,无论是对于研究东亚地区长期气候环境变迁历史,还是短期的人类活动与环境演变的关系,必将会取得非常有意义的成果。     

苏州澄湖SC1孔晚更新世晚期以来的古环境演变研究

通过对苏州澄湖SC1孔沉积物的粒度、磁化率、孢粉和有孔虫等的实验分析,并结合沉积物的岩性构造特征以及AMS 14C测年数据,探讨了晚更新世晚期以来苏州澄湖地区的气候波动特征以及海侵、海退沉积巡回序列。研究发现该区域气候与世界气候波动性一致,具有温暖湿润-冷而略干-温暖湿润-暖热潮湿-温凉略干-温暖湿润的波动变化特征;晚更新世晚期以来具有两个海相沉积地层,一为晚更新世晚期海侵(约为34 kaBP),另一为全新世中期海侵(（6 955±50）aBP);整个剖面缺失硬粘土层,与之对应的则是两海相地层之间的泥砂互层;沉积环境经历了晚更新世晚期海侵期河床、河漫滩相-末次冰期干冷期河流湖沼相-全新世早期河口湾亚相-全新世中期滨浅海相-全新世晚期淡水湖沼相的演变过程。     

浙江长兴煤山下三叠统和龙山组、南陵湖组沉积地球化学特征与古环境意义

对全球二叠系-三叠系界线层型剖面--中国浙江长兴煤山D剖面和龙山组、南陵湖组47件样品的地球化学特征(常量元素、微量元素和稀土元素)的系统分析表明,和龙山组的w(MgO)/w(CaO)及w(SiO2)、w(Al2O3)、w(K2O)等变化不大,稀土元素和微量元素丰度自下而上的变化趋势基本一致,反映其形成时的气候条件变化不大,气候主要从潮湿向略干旱转变,但其中也具有多个微小的变化旋回,反映每个小旋回的环境变化较小;从南陵湖组底部开始,w(MgO)/w(CaO)变化明显,形成的岩石中w(SiO2)、w(Al2O3)、w(K2O)急剧下降,岩石的稀土元素和微量元素总量也下降,反映南陵湖期海平面持续下降,沉积水体变浅,物源区较近,气候的变化比较大,总体向干旱转变.     

德令哈盆地尕海湖DG03孔岩芯矿物组合与古环境变化

对气候敏感区德令哈盆地尕海湖DG03孔岩芯的矿物学分析表明,DG03孔岩芯的矿物主要包括石英、斜长石、微斜长石、绿泥石、伊利石、方解石、文石、白云石、石膏及石盐等。岩芯记录了尕海湖约11 ka以来（AMS 14C年龄）的古环境变化。根据矿物、碳酸盐含量及岩性的变化,整个岩芯可划分为三个部分:Ⅰ. 约11 ka～10 ka BP,晚冰期末期;Ⅱ. 10 ka～4 ka BP,全新世早中期;Ⅲ.4 ka至今,全新世晚期。矿物组合表明,自晚冰期以来,尕海湖先后经历了湖泊演化的逆向和正向演化阶段,即尕海湖先后经历了晚冰期的干冷气候,早全新世的暖干气候,中全新世的暖湿气候以及晚全新世以来的逐渐干冷的气候。岩性分析还表明,尕海湖沉积环境复杂,存在多种微相沉积。     

中世纪温暖期我国华东沿海海平面上升与气候变化的关系

北宋初期以来,我国杭州湾以北的沿海水文环境以及人类活动的响应发生了重要的变化。从文献记载来看,这个变化主要表现在两个方面：一是太湖流域古三江排水的格局发生改变,由古娄江、古东江和吴淞江组成的三路排水改变成仅剩吴淞江一路,东北和东南方向的出海通道基本不通,太湖地区的水面面积扩大,湖群发展,许多濒湖低田受淹,沦为浅湖;二是杭州湾至苏北沿海地区开始历史上海堤修筑的高潮,最终完成全面的海堤工程。这两个现象是同时开始出现的。形成北宋初期以来杭州湾以北沿海水环境发生重大变化的原因可以用海平面的上升来解释。     

云南石林岩溶发育的古环境研究

以地质地貌景观调查、填图为基础,应用区域地层、古地磁资料、植物和孢粉化石、岩石与古土壤的化学成分(含稀土元素)、古土壤粘粒硅铝比值、钙华、溶蚀率等资料,研究了石林岩溶各主要演化阶段的古环境特点。石林地区能保留有早二叠世晚期至第四纪的石林岩溶是源于该区特殊古地理环境演变所控制的不同古环境下的岩溶过程差异。按照岩溶与环境的关系,可将石林岩溶演化的漫长过程分别划分出有利于石林岩溶发育与有利于石林岩溶保存的不同时期。石林地区的石林岩溶经历了古热带湿热海岸边缘、古热带行星风系干旱环境、半干旱山地湖泊环境与热带低海拔湿热气候到高原亚热带干湿季风气候演变。石林地区是研究漫长地质时期的不同环境下石林岩溶发育与保存的较好地点之一。      

西藏札达盆地古格剖面孢粉记录及其反映的古环境信息

通过对西藏札达盆地上新世古格剖面的孢粉分析,上新世古格组地层沉积物记录了4.40～2.74 Ma时期该地区的植被与环境演化过程。4.40～3.75 Ma时期,气候温凉而干旱,呈现出暖温带针阔叶混交疏林植被景观;3.75～3.47 Ma时期,属于山地暖温带针阔叶混交林,气候由温凉干旱向温暖湿润过渡;3.47～3.20 Ma时期,植被发育,属于针阔叶混交林,气候以温暖湿润为主;3.20～2.96 Ma时期,植被以山地暖温带针阔叶混交林与山地寒温带针叶林交替变化为特征,气候开始向干冷方向发展;2.96～2.74 Ma时期,属山地寒温带暗针叶林特征,气候持续干冷。     

植物硅酸体-气候因子转换函数及其在渭南晚冰期以来古环境研究中的应用

利用全国１６２块表层土壤样品的植物硅酸体组合及气候资料，建立植物硅酸体－气候因子(温度、降水量)转换函数，通过转换函数估算了渭南黄土剖面７１块样品(约３万年来)的年均温、年均降水量。在全新统部分样品中发现了少量的竹亚科植物硅酸体。古气候从末次冰消期向全新世的演变过程中，出现了两次比较明显的气候波动，分别与波令间冰阶、中仙女木冰阶、阿勒罗德间冰阶和新仙女木冰阶相对应。本文首次发现黄土高原末次冰消期气候转暖起始于１４０００ａＢ．Ｐ．。     

扬子区新元古代"雪球"时期古环境的分子地球化学证据

本文对采自中国南方典型剖面新元古界-下寒武统的43块岩样,包括16块冰期沉积物样品,进行了有机碳、镜质组反射率测定及可溶有机质饱和烃色谱和色谱-质谱等常规有机地球化学分析.结果显示,冰期沉积物有机碳含量比非冰期要低1～2个数量级,表明冰期海洋中仍具有一定的生物产率但严重降低,可能是由于"雪球"时期低的海水温度和冰雪覆盖严重影响了生物生存的原因.江口和南沱冰期沉积物中检测出一定量的来自叶绿素先驱物的姥鲛烷和植烷等类异戊二烯烃系列,表明"雪球"时期,扬子区古海水仍然存在微弱的透光带,局部地区没有完全被冰雪所覆盖,光合生物仍能进行一定的光合作用,在岩石中还发现了丰富的甾萜烷类生物标志化合物,也表明一些生物得以存活下来.与非冰期沉积物相比,冰期沉积物中老鲛烷+植烷绝对含量要低1～2个数量级,表明"雪球"时期的光合作用严重减弱.分子地球化学证据表明,"雪球"时期,扬子区的古海洋并没有完全被冰雪覆盖,局部地区仍存在无冰的水体,一些生物得以存活和演化.这些经受了环境重压熬过漫漫寒冬而存活下来的生物对其后的"寒武纪生物大爆发"具有重要的意义.     

我国古环境中炭屑的研究现状与展望

炭屑是恢复古火灾的一个重要手段,同时也为认识古气候、古植被和古地理提供了重要途径.从炭屑研究方法和应用两个方面总结了国内近年来炭屑研究的进展,提出了炭屑研究中尚需解决的问题,展望未来研究的前景.炭屑的分析方法和现代过程研究可能是今后研究中急需解决的问题,这两个问题的解决可以使炭屑在古环境和人类活动研究中充分发挥其作用....     

中世纪暖期前后我国雷洲半岛地区的古气候变化

本文对位于雷洲半岛湖光岩玛珥湖湖沉积物进行了年代学(137Cs、AMS 14C)及总碳(TC)、氮(TN)、无机碳(IC)的分析。对于湖光岩玛珥湖这一热带地区封闭湖泊而言,无机碳含量的变化可能受降水量-蒸发量控制。有机碳、氮的变化可能反映了湖泊生产率及营养状况的变化。在热带地区,湖水温度变化不大,温度可能不是藻类生长的主要控制因素,降水量的增加及湖泊营养物质的变化可能是有机碳、氮含量增加的主要原因。碳酸盐含量的高值期对应于有机碳、氮的低值阶段。1400a来碳酸盐含量有两个高值阶段,分别为AD 880~1260和AD 670~760.这两个高值阶段可能也是干旱期。湖光岩玛珥湖地球化学指标所揭示的干旱期与安徽龙感湖硅藻和孢粉的研究结果有较好的对应性,可能表明我国南部地区中世纪暖期可能存在一个干旱期。      

中世纪温暖期升温影响中国东部地区自然环境的文献证据

利用丰富的历史文献, 研究了中世纪暖期中国东部地区增温对其他自然要素的影响。发现中世纪暖期升温迅速, 在增温最快的40a间, 每10a平均升温超过了0.5℃。冬季开始日期延后, 冬小麦、茶树、柑橘、甘蔗等作物的分布区向北扩展, 亚热带北界和暖温带北界均向北移动了一个纬度左右。而从降水格局的变化来看, 华北降水偏多, 导致了黄河多次改道、河患频繁。农牧交错带地区亦相对湿润, 农业得到发展。同时, 中世纪温暖期太湖地区水面抬升, 排水困难, 水系格局发生变化, 可能也与升温导致海平面上升有关。     

松辽盆地南部油页岩微量元素特征及其成矿期古环境恢复

油页岩成矿期的古环境控制着油页岩有机质类型与丰度,而油页岩的有机质类型和丰度对于研究油页岩成因及富集规律具有重要的意义.松辽盆地南部含油页岩层段总体为深湖-半深湖相稳定沉积,微量元素特征对古环境的变化敏感,可利用油页岩微量元素含量的测试及其比值分析的方法恢复油页岩成矿期的古环境.通过对松辽盆地南部油页岩样品中20余种微量元素含量的测试及其比值的分析,恢复了青山口组与嫩江组油页岩成矿期的古环境.研究结果表明,油页岩成矿期的古气候为温暖湿润-半湿润半干热的气候,水介质为微咸水-半咸水的还原环境.青山口期相对嫩江期气候和盐度变化较稳定,气候略为干热,盐度也略高.     

中国过去1500年典型暖期气候的模拟研究

利用地球系统模式CESM的过去1500年气候模拟试验结果, 分析了中世纪暖期和现代暖期中国区域温度和降水变化特征的异同, 并对形成原因进行了初步探讨。研究表明: 中国的温度变化在中世纪暖期和现代暖期有着显著的区域差异, 且年代际变化特征亦不尽相同。现代暖期的温度存在一个明显的年代际突变, 这一突变是由温室气体含量的变化引起的, 且现代暖期温度变化的空间格局受人为因子影响较大。中世纪暖期温度变化的空间格局主要受太阳辐射变化的影响, 其次是土地利用/覆盖和火山活动。中国的降水变化在两个增暖期其时空格局较类似, 其主要模态均体现为西部与东部反相, 华南与华北反相。影响降水变化空间格局的因子较复杂, 各外强迫因子的作用互补。     

应重视和加强我国沙漠绿洲的研究

把散布在我国干旱荒漠地带内的沙漠绿洲，统一组合成一种独特而完整的生成地域单元开展研究，应予重视和加强。沙漠绿洲是干旱荒漠地带内精华地域，也是今后该地带开发建设和经济发展基地，还是改造利用沙漠的潜力与希望所在。随着我国经济发展战略重点向西北转移，开发建设和整治利用沙漠绿洲，有着特别的重要性和紧迫性。     

塔里木盆地腹地新生界平行剖面的磁性地层研究:对塔克拉玛干沙漠形成演化的指示意义

选择了塔里木盆地腹地的红白山剖面, 对出露连续的晚新生代地层进行了高分辨率的磁性地层研究和古环境分析。结果表明:4.2Ma~3.4Ma, 塔里木盆地腹地的自然环境为干旱沉积平原, 气候条件相对湿热; 3.4Ma, 首次出现流动沙丘, 塔克拉玛干沙漠开始形成; 2.8Ma开始, 干旱化程度显著加强, 最终形成当今极度干旱的大型沙漠环境。在塔里木盆地的干旱化过程中, 副特提斯海的消亡、青藏高原的隆升和北极冰盖的演化均起到关键作用。      

脊椎动物足迹、游泳迹生态类型及在恢复古环境中的作用

脊椎动物足迹、游泳迹化石的形成需要严格的保存条件,不同类型的足迹、游泳迹化石对其形成环境具有很强的指示作用。对脊椎动物足迹、游泳迹进行了生态分类,分为硬基底足迹、软基底足迹、浅水划行迹、水深小于或等于生物身高的游泳迹、水深大于生物身高的游泳迹等5类。提出可以根据脊椎动物足迹、游泳迹的生态类型对古水体深度、古水流方向、沉积物中水分含量等古环境进行恢复。同时可以利用足迹群的方向性、足迹和游泳迹的层面组构及垂向更替进行古岸线的恢复及沉积过程和古气候旋回的分析。     

湖泊沉积物粒度分析方法在古气候环境研究中的应用

沉积物的粒度是衡量沉积介质能量和沉积盆地能量的一种重要代用指标,与沉积环境的关系非常密切,在古气候古环境研究中,湖泊沉积物的粒度指标发挥着重要的作用。刘兴起等人利用全样粒度分析方法对青海湖QH-2000钻孔的沉积物粒度特征进行了详细研究,结果表明冷干和暖湿气候条件下沉积物的粗颗粒组分增多,介于二者之间的气候条件下,沉积物的粒径变化相对比较平缓。Xiao Jule等利用正态函数分布拟合法,将Dali湖沉积岩心的粒度组分划分为6种,通过对各组分峰值粒径等粒度参数的分析研究,得出各组分含量及其峰值粒径等的变化与湖泊水位关系密切。根据建立起的湖泊沉积物粒度参数与气候环境之间的耦合关系,最后将达里湖1.2kaBP以来的水位波动划分为不同的5个阶段。     

全球过去千年典型暖期温度空间格局重建

利用过去两千年全球变化研究网络(PAGES 2k network)最新公布的501条代用记录, 重建了全球过去千年全年平均温度空间格局的演化特征, 对比分析了中世纪暖期及其最暖100年与20世纪现代暖期、中世纪暖期和小冰期最暖30年与20世纪最近30年的年平均温度空间模态异同。结果显示, 在世纪尺度上, 现代暖期与历史上中世纪暖期的温度异常空间格局大致相同, 变化幅度也在大部分区域相当, 但从年代际尺度上, 最近30年的升温比过去千年中世纪暖期和小冰期两个典型时期都明显。值得一提的是北大西洋中高纬度海温变化与上述特征并不相同, 在年代际和世纪尺度上小冰期和中世纪暖期海温均高于20世纪。可能原因是大西洋经圈翻转环流在中世纪暖期、 小冰期和20世纪现代暖期等3个特征时段对太阳辐射、火山活动和温室气体等外强迫的响应不同。     

先秦时期海岱地区的麦作农业

长期以来,学界对海岱地区先秦时期麦作农业的发展状况不甚明晰。得益于田野考古工作的开展,使用浮选、植硅体分析等植物考古方法收获了一批小麦、大麦遗存。通过对这些遗存的量化分析,发现龙山文化、岳石文化、商周时期皆有小麦存在;以龙山文化、周代所出小麦、大麦的遗址最多;龙山文化、商、周时期的小麦存在得到测年数据支持。进而得出结论：至迟在龙山文化时期,小麦作物进入海岱地区;岳石文化时期,先民对小麦的利用程度可能有小幅提高,但仍处在低水平利用阶段;商时期的植物考古工作尚少,麦类作物利用水平可能有所提高;两周时期麦作农业发展迅速,脱离了小麦种植的初级阶段,可能在一定程度上反证了商时期麦作的存在。大麦在周代的个别遗址的量化数值上升,并得到了测年数据支持,但大麦种植的相关问题有待进一步研究。麦作的发展,既与环境气候等自然条件相关,也是文化交流、技术发展、工具改良、政策支持的产物。小麦、大麦、马、牛和羊入华,促成了"史前食物全球化"的格局,海岱地区融入到"青铜时代全球化"的浪潮中,对本地农业、社会发展起到了重要作用,对后世历史产生了重要影响。