15万年以来中国黄土与南极冰芯环境演化记录的对比

中国黄土和南极冰芯各自记载了15万年以来环境演化的信息,通过两者的对比研究,可以揭示全球性环境变化的普遍特征和区域特点。对比表明:15万年以来,中国甘肃临夏北塬黄土剖面中磁化率反映的气候变化与南极Vostok站冰芯中δD反映的温度变化趋势非常相似,在以万年计的时间尺度内,所反映的气候变化趋势是一致的,但相同时段两者的变化幅度,特别是在距今14～8万年的末次间冰期期间,差别较大。     

15万以来极地冰芯,黄土,深海沉积的对比研究与全球变化

由极地冰芯记录、中纬黄土记录和沉海沉积记录的对比可得，１５万年以来全球变化的基本框架为：末间冰期，从距今１４万年开始到约１２．５万年达鼎盛，可分为五个阶段，即冰芯中三次高温期夹两次低温期；黄土中三层古土壤夹两层黄土；深海海积中三次高海面夹两次低海面。末次冰期，距今８万年到１万年，可分为三个阶段，早、晚冰段和中间的间冰段。早、晚冰段盛期气候寒冷程度相当，但晚冰段最低温持续期更长，造成海面比早期更低。     

15万年以来极地冰芯、黄土、深海沉积的对比研究与全球变化

由极地冰芯记录、中纬黄土记录和深海沉积记录的对比可得，１５万年以来全球变化的基本框架为：末次间冰期，从距今１４万年开始到约１２．５万年达鼎盛，可分为五个阶段，即冰芯中三次高温期夹两次低温期；黄土中三层古土壤夹两层黄土；深海沉积中三次高海面夹两次低海面。末次冰期，距今８万年到１万年，可分为三个阶段，早、晚冰段和中间的间冰段。早、晚冰段盛期气候寒冷程度相当，但晚冰段最低温持续期更长，造成海面比早期更低。中间的间冰段，至少可分为７个亚段，即４次暖期（４次弱成土古土壤）夹３次冷期。全新世与末次间冰期对比，总体气候变化较平缓。在上述基本框架中，近几年发现，在末次冰期存在许多短周期、高频快速变化事件。这些事件，温度变化幅度达７℃，变化速率为几年到几十年，对应的环境变化速率可能更快。这些事件的引发机理目前还不清楚，有待进一步研究。     

东南极、西南极4000年以来生物活动强度变化与南极冰芯的对比

利用南极中山站地区的冰退速率和奈拉湖湖相沉积物中的硫浓度分布特征推算了奈拉湖的沉积速度。以硫元素浓度作为湖相沉积物中生物活动强度的指标，对比了西南极长城站地区西湖沉积物和东南极中山站奈拉湖沉积物中生物活动强度的变化趋势，并与Ｄ１０冰芯中反映海洋生物活动强度的指标ＣＨ３ＳＯ－３的浓度变化趋势作对比。结果表明，４０００ａＢ．Ｐ．以来三者的历史变化趋势是明显一致的，１８５０～１１５０ａＢ．Ｐ．是生物活动的最宜期，这是全球环境变化在不同地点、不同类型沉积物中的表现。     

极地冰芯气候及环境记录指标研究现状与展望

冰芯记录了自然和人类活动等各种因子的变化,是研究全球气候变化和环境变化的良好载体。极地冰芯可以将高分辨率古气候记录的时间尺度延长至过去几十万年,具有重要的科学意义。近年来,极地冰芯在气候及环境记录上取得了一系列新的研究进展,但尚缺乏系统的总结。本文对极地冰芯的研究进展进行了梳理,从冰芯物理特性、冰芯氢氧同位素、可溶及不可溶物质理化特征、冰芯气体等方面进行了概述,重点关注了最新分析方法在极地冰芯中的应用。最后对极地冰芯研究的未来发展方向进行了展望,以期为今后深入开展极地冰芯气候及环境记录研究提供参考。     

南极与青藏高原冰芯中阳离子对比研究

本文选取南极Ｎｅｌｓｏｎ站、横断山的海螺沟冰川、喜马拉雅山的达索普冰川、西昆仑的古里雅冰川和天山的托木峰冰川为研究对象,以化学成分作为指标,作了模糊聚类分析。结果表明,在不同水平下分类,冰川之间关系程度不同,反应的气候环境也不同。南极与青藏高原冰川中离子浓度存在差异,尤其是Ｎａ＋和Ｃａ２＋的含量差异显著。Ｎｅｌｓｏｎ站的Ｃａ２＋／Ｎａ＋之值比青藏高原各冰芯低许多,其与海水中Ｃａ２＋／Ｎａ＋之值相当。Ｃａ２＋／Ｎａ＋之值体现了冰川离海洋的距离,Ｃａ２＋／Ｎａ＋之值越小,则冰川离海洋越近,反之则越大。     

34000年以来南极汞沉降通量的估算

本文统计分析了南极DomeC冰芯中汞含量和降水指征参数δ1 8O值、1 0 Be浓度的关系 ,发现冰芯中Hg含量和δ1 8O值、1 0 Be浓度变化一致 ,表明DomeC冰芯汞含量受到冰雪积累率的影响 ,而且三者变化的高度同步性可能说明其原始驱动力也是一致的 ,从而冰芯中Hg含量可以和1 0 Be浓度一样作为冰雪积累率估算的替代性指标。此外 ,利用δ1 8O数据 ,系统估算了 340 0 0年以来南极汞沉降通量的变化。结果表明 ,DomeC冰芯汞沉降通量在末次冰盛期 (LGM)最高 ,为 3.80pgcm- 2 a- 1 ,约是全新世汞沉降通量 ( 1 .0 8pgcm- 2 a- 1 )的 3.5倍 ,该变化可能主要受到汞的自然排放量影响。     

新西兰黄土和中国黄土的对比研究

根据野外观测和实验室分析,本文详细地论述了新西兰黄土在分布、粒度组成、矿物成分、化学成分、石英砂表面微结构及古土壤等方面的特征,并通过与中国黄土的对比,指出新西兰黄土形成于比较潮湿的气候条件之下,其物源主要来自当地的河流泛滥平原、冰水平原和低海面时的大陆架平原,是风力就地吹扬堆积的产物。     

晚更新世中期以来克里雅河流域黄土沉积特征与环境演化

昆仓山中段克里雅河流域不同海拔黄土样品的物质组成，地球化学成分、孢粉组合表明塔里木盆地的继粒物质是其物源。黄土分布于２３００ｍ的前山地带至４９００ｍ高山带，自低而高，黄土厚度变薄，颗粒由粗变细。＾１４Ｃ年龄测定显示本区黄土物质由晚更新世中期（５００００－６００００ａＢ．Ｐ．）－全新世风力搬运的粉尘堆积而成。     

南极冰盖15万年的气候记录

第四纪经历了若干次冰期和间冰期。自首次在格陵兰西北部世纪营地打钻提取冰岩芯以来,又先后在南极洲伯德站、东方站、多姆C和格陵兰的戴依3四个地点打了五个穿透末次冰期层位的深钻孔。对这些冰岩芯中稳定同位素氧18含量及冰内杂质的化学成份分析研究结果,为地球的古气候及古环境提供了极为珍贵的资料。     

青海湖南岸黑马河黄土剖面碳酸盐含量与记录的古气候变化

在青海湖南岸黑马河2.2 m厚的黄土剖面中,以5 cm的间隔采样,进行了碳酸盐、碳酸盐中Sr含量以及磁化率的测定,通过对比分析研究了12.7 ka以来青海湖湖区古气候的变化,结果表明碳酸盐、碳酸盐中Sr含量、磁化率等基本较真实的记录了该区自12.7 kaBP以来经历的多次暖湿—干冷古气候变化过程。     

甘肃平凉地区约80万年以来的植被与气候变迁*

将该地约80万年以来的植被发展和气候变化历史划分为14个大的阶段.其中距今约80-78万年、20-14万年、10-1万年三个阶段的植被主要为荒漠草原,气候干冷;距今约78-64、55-46、14-10万年三个阶段植被主要为落叶阔林,气候温暖湿润;其它阶段的植被和气候处于上述二者之间.全新世早、中期,本区气候较现代温湿,晚期趋于温凉半干旱.     

镇江下蜀黄土-古土壤序列磁化率特征与环境记录

将北方黄土研究中广泛应用的磁化率参数引入长江中下游下蜀黄土的研究,对镇江下蜀黄土古土壤序列进行了系统的质量磁化率采样测试。磁化率变化记录了中更世以来长江中下游地区经历了7~8次大的气候旋回变迁,与邻区风尘堆积及北方黄土高原具有一致性和相似性;下蜀黄土S₂以来磁化率记录可与深海氧同位素记录进行细节上的详细对比,首次在下蜀黄土记录中发现了对应于MIS中5a、5b、5c、5d和5e亚阶段的波动特征;对比揭示,近20多万年以来,下蜀黄土堆积区对全球古气候变化有着积极的响应。     

南极冰盖边缘近250年来气温变化的地域分布特征

通过对南极冰盖边缘17支浅冰芯氧同位素的对比研究,揭示了整个南极冰盖边缘近50年来、150年来和250年来气温变化的地域分布特征。近50年来,南极冰盖边缘的氧同位素温度有的呈现上升趋势,有的呈现下降趋势,但气温变化的地域规律性不强;近150年来,南极冰盖边缘的同位素温度的升高和降低趋势大致呈现出一种交替分布的态势;近250年来,南极冰盖边缘所有的氧同位素温度都记录了小冰期的降温事件。气温的这种地域分布特征可能是南大洋独特的环流形式--环南极波 (ACW) --在特殊地形 (如大的冰盆) 影响下,在南极冰盖边缘的表现形式,并且随着时间尺度的不同,南大洋独特的环流形式 、ACW和地形的影响强度各异。     

两个冰期-间冰期旋回的黄土记录及其古气候意义

北京邻区枣沟、斋堂和赤峰黄土－古土壤剖面粒度和磁化率变化在幅度和相位上都有明显的差异。在两个冰期－间冰期旋回，磁化率记录具有冰量变化模式，而粒度记录具有轨道周期特点，粒度和磁化率之间的相位关系在从冰期向间冰期转换和冰期向间冰期过渡的过程中，既有滞后也有超前的表现，很难单纯以成土作用来解释。由于黄土粒度主要反映粉尘源区环境和古风场强度的变化，而磁化率主要记录的是沉积区的成壤作用，反映夏季风的强度变化，因此剖面粒度和磁化率变化的不协调说明古风场和粉尘源区变化与粉尘沉积区气候变化之间不统一。这可能意味着控制夏季风强度变化和控制冬季风强度变化的机制存在差异。     

影响中国黄土磁化率差异的多因素评述

 通过查阅最近30 a来对黄土古土壤磁化率与气候的关系等方面的研究结果,认为：成壤作用过程中由生物作用和风化作用产生的超顺磁粒级的磁铁矿、磁赤铁矿等强磁性矿物是导致古土壤磁化率增强的主要原因。另外,磁化率值高低也不容忽视其他因素的影响,如黄土古土壤本底值的区别、淋溶作用、有机质对磁性矿物老化的阻碍及其本身的磁化率等。因此,黄土古土壤磁化率的高低是在气候条件为主导的作用下多种因素参与的结果。     

13 ka BP 以来黄土高原西部的植被与环境演化

通过对黄土高原西部三个剖面的孢粉记录分析, 重建了该区13 ka BP 以来详细的植被 与气候演化序列。结果表明, 12.1 ka BP 以前, 研究区植被以干草原为主, 气候寒冷干燥。 12.1~9.8 ka BP 植被变化显著。期间出现两次显著的湿润期, 分别为12.1~11.4 ka BP、 11.2~11.0 ka BP, 可与博令暖期和阿勒罗得暖期对比; 两次持续时间和强度明显不同的干旱 期出现在11.4~11.2 ka BP 和11.0~9.8 ka BP, 可分别与中仙女木事件和新仙女木事件对比。 经过短暂的快速变湿后, 9.6~7.6 ka BP 研究区植被以疏林草原为主, 气候波动频繁但总体温 和偏干。7.6~4.0 ka BP 森林和森林草原植被出现, 气候温暖湿润。其中6.6~5.8 ka BP 温带落 叶阔叶林发育, 为研究区全新世最适宜期。自4.0 ka BP 以来研究区草原和荒漠草原交替出 现, 气候在总体干冷的环境下存在次一级的干湿波动。     

北疆黄土的磁化率各向异性揭示末次冰期以来古风向的变化

黄土磁化率各向异性（AMS）被认为是重建古风向变化重要的指标之一,在黄土高原地区得到广泛的应用。然而新疆地区的黄土磁化率各向异性研究相对薄弱。通过对新疆塔城盆地库尔托别剖面磁化率各向异性参数和磁化率分析古风向和风力强度的变化,结果表明：塔城地区末次冰期以来以东南风为主,剖面从下至上,可分为5个阶段：第1阶段（12~14 m）：对应MIS3c时期,磁组构特征受水流作用的影响明显,表现为东南风。第2阶段（6~12 m）：对应MIS3b时期,出现西南风,但主要还是以东南风为主。第3阶段（4~6 m）：对应MIS3a早中期,以东南风为主,西南风逐渐消失,并且风力强度逐渐减弱。第4阶段（0.5~4 m）：对应MIS3a晚期和MIS2早期,表现为东南风,风力强度波动较大。第5阶段（0~0.5 m）：磁组构特征受成壤作用影响强烈。