未来海平面上升对涠洲岛珊瑚礁的可能影响

根据涠洲岛珊瑚样品资料和涠洲岛海洋站实测雨量、盐度、pH、潮位、最大波高及珊瑚普查历史资料,分析气候变化、海平面上升对涠洲岛珊瑚礁的可能影响。结果显示:1)涠洲岛的多年平均雨量为1388mm,多年平均盐度为32.1,目前海水pH值为8.0~8.23,均在珊瑚生长合适范围内;2)用P-Ⅲ型算式得出涠洲岛的水文要素百年一遇极值为:年雨量2313mm,最高潮位514cm,最大波高6.1m;3)涠洲岛珊瑚生长率(6~8mm/a)大于海平面上升率(2.2mm/a),涠洲岛最大潮差为450~500cm,夏季白天遇低潮时,会增加珊瑚白化概率;4)若未来海平面上升30cm,遇上512cm高潮位与580cm最大波高,不会对涠洲岛珊瑚礁造成毁灭性破坏。     

晋南全新世黄土剖面常量元素地球化学特征及其古环境意义

通过对晋南地区中梁铁厂全新世黄土剖面常量元素含量分析和粒度、磁化率及光释光年代测定,探讨全新世以来该剖面的化学风化特征及其古环境意义。剖面沉积物的Al₂O₃、TFe₂O₃、K₂O含量变化趋势基本一致,三者含量在古土壤层中较高,代表气候暖湿;剖面常量元素含量与UCC对比具有富Ca而贫Na、K的特征;剖面总体处于低等化学风化强度,介于陕西扶风和宁夏彭阳的剖面之间,其中古土壤层处于中等风化强度,Ca、Na大量淋失。常量元素地球化学特征指示该区全新世以来气候经历了"气候回暖→温暖湿润→气候转凉→持续干凉"的转化过程。1.2-2.5 ka BP期间区域地表流水作用较强,导致了Ca的相对淋失。     

珊瑚礁海水pH变化及其对海洋酸化的意义

珊瑚钙质骨骼δ11B重建的海水pH时间变化序列显示：珊瑚礁海水pH的长期变化具有显著的年际―年代际波动周期,并且这些波动是区域海洋气候过程和珊瑚礁海水生物活动共同作用的结果。珊瑚礁生态系统中的生物活动（光合呼吸作用和钙化作用）控制着海水碳酸盐系统的组成,调节着海水pH的变化。这一过程在全球气候环境变化和区域海气过程的影响下,一起作用于珊瑚礁海水pH的变化,因而使得不同海域的珊瑚礁海水对海洋酸化的响应有所差别。研究珊瑚礁生物活动在长时间尺度上对海水pH的作用对认识珊瑚礁海水酸化机理十分重要,同时也是了解珊瑚礁生态系统如何响应海洋酸化的重要手段。     

青海湖种羊场风成沉积的常量元素组成及其化学风化指示

青海湖区是研究亚洲季风和西风环流强度变化和相互作用的良好区域。与青海湖湖泊钻孔沉积物一样,青海湖岸边广泛堆积的陆相风成沉积独立地记录了青海湖区晚第四纪以来的环境演变。过去对青海湖风成沉积的元素地球化学特征虽有过一些研究,但对于这套风成沉积的化学风化研究相当薄弱。通过对青海湖东岸种羊场剖面晚第四纪风成沉积的常量元素组成及主要的化学风化指标进行研究,结果表明:1)化学风化指标CIA(化学蚀变指数)、CIW(化学风化指数)、K2O/Na2O和Fe2O3/Mg O比值均反映了种羊场风成沉积经历了早期化学风化强度弱、中期强和晚期再度变弱的变化特征;2)在距今~5 ka时,风化指标显示化学风化作用最强,可能记录了青海湖区暖湿的气候特征;3)种羊场风成沉积的Fe2O3/Mg O比值与!fd%(频率磁化率的百分比)呈显著线性正相关(相关系数R2为0.939),指示在化学风化过程中Fe元素的富集对于磁化率增强具有重要贡献。     

新疆天山黄土GDGTs重建的全新世温度逐步升高及其可能意义

全新世温度变化是理解现代变暖和预测未来温度变化的重要依据,但目前根据地质记录重建的温度变化趋势与气候模拟重建的温度变化趋势存在显著矛盾。依据已经建立了可靠年代的新疆天山北麓鹿角湾全新世黄土-古土壤序列（LJW10剖面）,选取4个重要时段的黄土-古土壤样品,开展支链GDGTs（br-GDGTs）测量,采用国际上新提出的GDGTs分析方法和MBT'_5ME指标,重建了该剖面全新世以来年均温度变化的初步框架。结果发现,采用新的MBT'_5ME指标重建的表层样品的温度更接近现代气象记录的实际温度,利用国际新的GDGTs分析及计算方法重建的全新世温度自早全新世以来逐步升高,与已有气候模拟重建的全新世温度变化趋势一致。应当指出的是,本文只是使用新GDGTs分析方法和MBT'_5ME指标重建全新世温度变化的初步探讨,今后不但需要开展研究方法的进一步探讨,而且需要开展更高时间分辨率和不同区域黄土-古土壤记录的GDGTs温度重建研究。     

中全新世海南潭门滨珊瑚的生长率特征及其气候意义

珊瑚生长率是珊瑚古气候研究的重要指标,其反映珊瑚生长快慢,并提供高分辨率的海水表层温度变化信息。中全新世作为当前全球变暖的地质历史相似型,利用珊瑚生长率重建该时期的气候环境状况对于理解现代气候变化的过程及其机制具有重要的参考价值。文章对采自海南潭门珊瑚岸礁的23段中全新世（6143—4356 a BP）滨珊瑚进行生长率分析,并基于该区域现代（2005—2021 AD）滨珊瑚生长率与SST的关系重建了中全新世期间共406 a的年均SST序列。结果显示：1）中全新世滨珊瑚生长率的变化范围为0.607～1.670 cm/a,均值为1.079 cm/a,且存在明显的波动变化过程;2）基于生长率重建的中全新世平均SST为25.7±0.54℃,这与全球变暖程度加剧背景下的现代海温相近;中全新世年均SST的变化范围为24.7～26.8℃,其中5860、5660和5160 a BP为3个显著的低温期;3）对比现代与中全新世（5427—5394、5243—5209、4515—4456和4404—4356 a BP）珊瑚生长率的频谱周期,发现现代与中全新世珊瑚的生长率均存在显著的3～7 a ENSO周期,...     

渭河三阳川盆地最高级阶地的年代厘定及其对河谷发育的指示意义

青藏高原东缘水系的演化历史长期存在着重大争议,鉴于任一水系的形成演化都是通过主要河谷的发育及其不断延展与整合完成的,因此确定河谷发育的起始时代是研究水系演化的关键。本文针对渭河上游三阳川盆地最高级阶地形成时代的研究,发现李家小湾河流阶地砾石层的ESR年代为1.26±0.15 Ma和1.32±0.19 Ma,26Al/10Be埋藏年代为1.45±0.70 Ma和1.04±0.43 Ma,说明该段河谷形成于早更新世晚期。综合青藏高原东缘夷平面、剥蚀面与河流阶地的研究成果,推断该区现代河谷系列主要形成于1.2 Ma以后,河流平均下切速率较高,为0.1~0.32 m/ka,指示了中更新世以来该区快速的地表抬升与河谷发育过程;而其前少数地段的先成河谷下切速率介于0.04~0.29 m/ka之间,说明区域地势总体低平,地表过程以剥蚀夷平为主,即高原东缘的现今水系格局主要是第四纪期间构造和气候共同作用下河流侵蚀的产物。     

毛乌素沙漠东南缘滴哨沟湾剖面DGS1层段粒度特征及其指示的全新世气候变化

分析滴哨沟湾剖面全新统DGS1段的粒度数据,认为流动沙丘砂、泥炭、砂质古土壤、古固定-半固定沙丘砂到湖沼相和次生黄土的颗粒总体上变细,分选变差。结合腹足类动物化石和湖沼相地层中石英砂粒表面电镜扫描,认为DGS1粒度结果实际上是全新世以来多次冬夏季风的交互演替过程的气候-地质记录。据此,将DGS1粒度信号记录的全新世气候分为4个阶段——全新世早期好转期、全新世鼎盛期、大暖期向寒冷期转变波动期和降温不稳定的沙漠化频繁变化时期。     

安徽巢湖全新世湖泊沉积物磁化率与粒度组合的变化特征及其环境意义

通过对获取的巢湖湖泊沉积岩芯的磁化率与粒度组合特征的分析,结合孢粉及相邻其它区域的环境考古资料,得出该岩芯柱样所反映的环境变化信息。结果表明:(1)巢湖湖泊沉积物磁化率曲线在117 cm以下总体上比较平稳而略有下降,117 cm以上人类活动所导致的侵蚀作用加剧使得磁化率值异常升高;(2)本岩芯柱样117 cm以下样品的磁化率强度与粘土的百分比含量呈正相关,而与粉砂组分的百分比含量成负相关;(3)根据磁化率与粒度组合变化特征,结合孢粉分析及全新世以来区域气候变化背景,9 870 Cal a B.P.以来的巢湖流域古气候环境演变可以划分6个不同的时期:9 870~7 000 Cal a B.P.,气候呈温和略干的特点;7 000~4 750 Cal a B.P.,气候温暖湿润;4 750~2 170 Cal a B.P.,流域气候温和干燥,巢湖湖盆局部地区可能出露水面以上;2 170~1 040 Cal a B.P.,气候总体上温和湿润,但是冷暖波动明显;1 040~2 00 Cal a B.P.流域处在温凉稍湿的时期,人类活动逐渐加强;200 Cal a B.P.至今,流域总体上处于相对温暖湿润阶段。     

河西走廊西端灌丛沙丘发育过程及其对沙漠化的指示意义

在风沙活动强烈的荒漠地区开展环境变化研究常缺乏符合要求的地质测年材料。灌丛沙丘是干旱区发育的一种特殊生物地貌类型,具有计年和储存环境信息的功能,可以用来重建沙丘的发育过程和过去的环境变化。以河西走廊西端花海盆地发育的灌丛沙丘沉积剖面为研究对象,基于AMS¹⁴C年代学及沉积物粒度、碳酸盐含量、地球化学元素等代用指标的分析,与文献记载、沙漠化监测数据和近几十年的器测气象资料对比分析,试图揭示区域灌丛沙丘的发育过程及其环境指示意义。结果表明：花海盆地灌丛沙丘的发育时间已超过800 年;20世纪60年代中后期至70年代早期人类活动的干扰曾使灌丛沙丘的堆积过程中断,但丰富的物源随后又促使灌丛沙丘再次快速发育。沙丘物源曾发生过剧烈的变化,使得灌丛沙丘沉积物中的粗颗粒组分和中值粒径并不适于作为环境代用指标重建区域的风沙环境变化,而细颗粒组分（<63 μm和<10 μm）和碳酸盐含量的变化,则揭示了研究区在20世纪70-80年代（沙丘高度300~420 cm）时获得了丰富的物质来源。灌丛沙丘沉积物中的Zr/Rb比值,能够作为良好的环境代用指标指示1970-1988年（沙丘高度300~420 cm）区域处在风沙活动较强烈的环境;近几十年花海盆地土地沙漠化明显,尤其是20世纪70年代和80年代。灌丛沙丘可以作为有较高可信度的地质记录载体,在河西走廊西端重建较长时间尺度的、高分辨率的区域气候环境演变历史。     

西沙群岛和涠洲岛气候变化特征 及其与近岸陆地的对比

采用1959―2014年中国西沙站和涠洲岛站及其临近陆地台站的基本气象观测资料,分析了2个海岛的气候变化特征及其与近岸陆地的差异。结果表明：1）近56年西沙和涠洲岛及近岸陆地气温变化均呈上升趋势,西沙增暖速率（0.19℃/10 a）大于涠洲岛（0.104℃/10 a）。显著的差异出现在近10年,西沙持续增暖（0.38℃/10 a）,而涠洲岛气温却呈下降趋势（-0.48℃/10 a）。从季节变化上,2个海岛都有春季越来越暖、冬季越来越冷的趋势。与周围陆地的气温相比,2个海岛的气温均高于近海陆地,但增温速率却小于近岸陆地。2）分析近56年降水量的变化,发现海岛降水量、降水强度和降水天数均小于陆地。受冬、夏季风转换的控制,海岛及近岸陆地有旱季、雨季的划分,且近半个世纪以来降水量波动大、变化趋势不显著,但伴随降水天数的减少,降水强度呈显著增长趋势。对比2个海岛近10年的降水变化特征,发现西沙站的旱季有越来越旱的趋势,涠洲岛及近岸陆地无论旱季、雨季降水量都有增加的趋势,表现为湿润化的趋势。     

基于侧扫声呐影像的南海珊瑚礁沉船及周边地形重建

利用南海某珊瑚礁区所获得的一艘沉船的单幅侧扫声呐影像,定量重建了沉船及其周边地形。沉船区侧扫声呐数据经过格式转换、影像生成、水体去除、影像增益校正和坐标转换等预处理后,采用明暗恢复形状（Shape From Shading, SFS）方法反演声呐影像的水深,获得沉船区的水下地形数据,重建了该区域的三维地形地貌。结果显示,沉船位于珊瑚礁西侧礁坡区,该区为典型的礁坡地貌形态,由东向西水深递增,变化于-1.8~-165.4 m之间,按水深和坡度的不同可划分为地势较平缓的两级阶地和地势陡峭的两级坡地。沉船坐底于礁坡第二级阶地（宽约87 m,平均水深约-26.7 m,平均坡度约5.7°）,船体呈EES—WWN走向,长约45 m,宽约9 m,高约4 m,排水量估计为500~600 t,船体残破。利用侧扫声呐影像开展地形地貌的定量反演和重建是对侧扫声呐影像地形地貌定性分析的有效补充,能更全面、更详细地揭示珊瑚礁地形地貌的特征。