白令海盆17ka以来的古海洋与古气候记录

通过白令海盆08BR02钻孔(57°0.06'N,174°29.97'E,水深3 805 m)的AMS14C测年数据、颜色反射率b*与NGRIP(North Greenland Ice Core Project)氧同位素曲线及白令海4个钻孔颜色反射率b*记录作对比,建立该孔的地层年代框架,顶、底部沉积物年龄分别为4.2 ka和17.0 ka。该孔自17 ka以来,IRD(ice-rafted detritus:冰筏碎屑)、粒度的砂组分以及敏感组分中的33—63μm组分百分含量在全球性冷事件H1(Heinrich event 1)、B/A(Blling/Allerd)中期和YD(Younger Dryas)期间明显增加。IRD和有孔虫丰度在H1、B/A和YD期间同步增加,可能反映海冰融化为表层水提供营养物质,促使表层钙质生产力勃发并将有机质进一步输送至海底,为底栖生物提供营养物质。     

黄河流域末次冰消期以来古洪水事件研究进展

近20多年来,黄河流域末次冰消期以来古洪水事件研究取得了丰硕成果。论文系统回顾了黄河流域有关古洪水事件识别、年代序列建立、气候成因揭示、古洪水洪峰水位和洪峰流量恢复以及古洪水事件社会影响探讨等方面的内容;提出了当前在古洪水悬移质泥沙沉积物精确断代、古洪水成因及古洪水水文重建等方面面临的主要问题和未来的发展建议;并在现有研究的基础上从加强有条件河段不同规模古洪水的重现期、不同河段古洪水沉积记录的对比研究及建立古洪水水文学数据库等方面对未来黄河流域古洪水研究进行了展望,以期为全球变化背景下黄河流域洪水的预测、防治及风险评估和黄河流域生态保护与高质量发展提供科学依据。     

青海湖末次冰消期以来的湖面变化

青海湖是我国最大的内陆封闭湖泊,处在东亚季风、印度季风和西风带的交汇处,对环境变化敏感,是研究该区域及青藏高原环境变化的理想地点。前人基于其连续的湖相沉积物的多项环境指标与其四周湖成阶地、古岸堤以及表层所覆盖的风成沉积物的年代学研究,探讨了青海湖晚第四纪以来的湖面变化情况,取得了显著成果。然而由于测年材料和测年方法的不同,对于高湖面出现的年代问题依然存在着诸多争议。根据近年来已发表的测年数据、前人对青海湖湖面升降变化的研究结果和青海湖QH-2000孔介形类壳体δ18O的记录进行综合集成,构建了自14 ka以来的青海湖湖面变化曲线。在约14～12 ka,湖面在海拔约3 206 m,比现代湖面高12.3 m(以2010年3月湖面海拔3 193.4 m为基准);在约12～10 ka,湖面急剧下降到海拔约3 165 m,比现代低28.4 m;在10～9ka,湖面急剧上升到海拔约3 173 m;在9～6 ka,湖面相对稳定在海拔3 213 m;在6～4 ka,发生过一次干旱事件,湖面下降到低于现代湖面;在4～1 ka,湖面相对稳定在海拔3 193.7 m;在1 ka至今,湖面呈持续下降趋势。     

末次冰消期以来冰岛周边海域古海洋环境及海冰研究进展

冰岛位于北大西洋北部地区,是对全球气候变化最为敏感的区域之一,对其周边海域古海洋环境的深入研究是全球气候变化研究的重要组成部分。海冰的大面积分布是该地区的显著特点之一,对全球气候系统产生较大的影响意义。此外,冰岛周边海域大量火山灰沉积,也为古海洋环境研究提供了可靠的年代资料。本文以冰岛为中心,回顾了冰岛周边海域末次冰消期以来古海洋环境及海冰研究的现状,探讨了该海域不同记录之间的差异,并通过分析末次冰消期以来古环境研究的不足,提出了相应的展望。     

共和盆地末次冰消期以来的植被和环境演变

在青藏高原共和盆地中的内陆湖泊--达连海获取40.92 m长的湖泊岩芯(DLH钻孔),选用植物残体作为测年材料,利用AMS14C测年技术建立可靠的地层年代序列,对岩芯进行孢粉分析,重建该地末次冰消期以来的古植被和古环境。末次冰消期以来达连海周围山地在14.8～12.9Cal ka BP和9.4～3.9 Cal ka BP时段曾发育森林,气候较湿润,达连海附近盆地发育的荒漠草原盖度增加或演化为草原;在15.8～14.8 Cal ka BP、12.9～9.4 Cal ka BP 和3.9～1.4 Cal ka BP 时段该地气候比较干旱,依据干旱的程度周围山地森林退化或消失,盆地内发育盖度较低的荒漠草原或草原化荒漠。1.4 Cal ka BP以来湿度有所增加,发育草原植被类型。依据植被的演替历史推断该地气候的变化历程是15.8～14.8 Cal ka BP 干旱,14.8～12.9 Cal ka BP 湿润,12.9～9.4 Cal ka BP干旱,9.4～3.9 Cal ka BP湿润,3.9～1.4 Cal ka BP干旱,1.4～0 Cal ka BP湿润。达连海的孢粉记录与附近青海湖的孢粉结果对比,发现两地植被发育基本一致。末次冰消期Bølling-Allerød 时期,山地森林发育;新仙女木事件发生时森林萎缩;全新世中期两地针叶林发育达到鼎盛,之后逐渐减少至消失。早全新世达连海森林扩张的时间滞后于青海湖,主要与两地森林树种的不同和植被演替的时间差异有关。该区森林发育的全盛时期在中全新世,这与石笋记录到的亚洲季风强盛时期在早全新世不相一致,可能与植被复杂的响应机制有关。     

末次冰消期以来黄河首曲流域气候变化与地表过程相互关系

黄河首曲是世界高海拔地区生物多样性丰富和生态变化敏感的地区,其环境演变过程如何响应区域气候变化具有重要的科学意义。针对该区末次冰消期以来气候环境重建结果的分歧,以目前已发表的多载体记录为基础,独立集成区域气候变化的框架性过程和地表环境演变历史,进而探讨两者的相互关系。结果表明：（1）该区在13～6 ka气温和湿度持续增加,10～6 ka为气候最优期,6 ka以后气温和湿度逐渐下降,气候变冷变干。（2）18～11 ka地表过程以河湖相过程为主,风沙活动非常弱;11～8 ka河湖沉积过程减弱,风沙活动增强;8～3 ka古土壤大规模发育;3 ka以来广泛发育草甸土。（3）区域地表环境变化过程与气候变化之间存在非同步变化,6 ka以前气候变化对区域地表过程呈正向驱动,6 ka以后对区域地表过程呈负向驱动。基于现代和晚全新世草甸土壤粒度的比较,发现草甸土壤的发育是气候变冷变干背景下风成物质不断加积的产物,进一步暗示区域土壤发育与气候变化间的复杂关系。     

青藏高原东北部共和盆地末次冰消期以来古植被和环境演变(英文)

Paleoenvironmental history in the monsoonal margin in the northeast Tibetan Pla-teau provides important clue to the regional climate. Previous researches have been limited by either poor chronology or low resolution. Here we present a high-resolution pollen record from a 40.92-m-long sediment core (DLH) taken from Dalianhai, a terminal lake situated in the Gonghe Basin, the northeast Tibetan Plateau for reconstructing the vegetation and climate history since the last deglacial on the basis of a chronology controlled by 10 AMS 14C dates on plant remains preserved in the core sediments. The pollen assemblages in DLH core can be partitioned into 6 pollen zones and each zone is mainly characterized by the growth and decline of tree or herb pollen percentage. During the periods of 14.8-12.9 ka and 9.4-3.9 ka, the subalpine arboreal and local herbaceous pollen increased, indicating the subalpine forest developed in the surrounding mountains and a desert steppe or typical steppe developed in Gonghe Basin under a relatively moister climate. During the periods of 15.8-14.8 ka, 12.9-9.4 ka and 3.9-1.4 ka, the forest shrank or disappeared according to different degrees of aridity, and the desert steppe degraded to a more arid steppe desert in the basin, indicating a dry climate. After 1.4 ka, vegetation type around Dalianhai was mainly dominated by steppe suggested by increased Artemisia. Our results suggested the climate history in this region was dry from 15.8-14.8 ka, humid from 14.8-12.9 ka and dry from 12.9-9.4 ka, after which the climate was humid during 9.4-3.9 ka, followed by dry conditions during 3.9-1.4 ka and humid conditions in the last 1.4 ka. The change of pollen percentage and the evolution of palaeovegetation in Dalianhai since the last deglacial were similar to those recorded in Qinghai Lake. The forest expanded in the mountains around Dalianhai during the B?l-ling-Aller?d period, shrank during the Younger Dryas and the early Holocene, then it devel-oped and reached its maximum in the mid-Holocene. During the late Holocene, the vegetation began to shrink till disappearance. However, the timing of forest expansion in the Holocene lagged behind that of Qinghai Lake, and this spatial heterogeneity was probably caused by the different forest species between these two places. The maximum of forest development in the mid-Holocene was inconsistent with the period of stronger summer monsoon in the early Holocene indicated by stalagmite records, the reason might be related to the complexity of vegetation response to a large-scale climatic change.     

甘青地区末次冰消期以来植被与气候演化的孢粉记录对比分析

选用甘青地区达连海、青海湖、苏家湾、大地湾4个典型高分辨率的钻孔资料进行对比分析,阐明了该地区末次冰消期以来气候变化规律与主要气候事件,初步探讨了该地区植被纬向时空演化规律。结果显示末次冰消期大致开始于15.2~14.6 ka BP之间,冰消期期间该地区气候表现为冷暖波动频繁,气候不稳定,植被类型由东向西为草原-荒漠化草原。全新世早期阶段10.4~8.2 ka BP气候表现为温干,植被类型由东向西为疏林草原-草原。全新世中期8.2~4.3 ka BP气候温暖湿润,植被发育良好,由东向西出现森林-森林草原植被。4.3 ka BP以后该地区气候总体向凉干方向发展,3.9~3.4 ka BP期间陇中地区气候波动较显著,植被类型草原-森林草原交替出现。晚全新世后期2.3~0 ka BP气候冷干,从东到西发育草原-荒漠化草原植被。     

末次冰消期以来中国湖泊沉积记录的古气候演化及其驱动机制研究

末次冰消期是全球气候与环境出现较大变化的时段,其间发生了一系列气候突变事件,在全球不同地区以不同方式回应着这些事件的变化过程。综述了末次冰消期以来青藏高原高寒干旱区、西北干旱区、云贵高原湿润区以及东部平原地区的湖泊沉积记录的古气候演化特征,探讨了气候变化的驱动机制,并提出未来该研究领域亟待深入开展的工作,包括拓展高分辨率湖泊沉积记录的气候演化时间序列研究,提升学科交叉和与其他地质记录的对比研究,加强中国第四纪湖泊数据库和全球气候变化研究,以及加强水汽来源示踪研究。     

末次冰期内威德尔海的冰筏碎屑增多事件与底流增强事件的耦合性

晚第四纪的气候变化控制了南极地区的冰架进退。冰架崩塌形成的冰山在其破碎、漂流、融化过程中把冰筏碎屑(IRD)搬运到海洋中。同时,大量的冰川融水促进了海洋垂直剖面结构和动力的改变,从而影响冰筏碎屑的沉积过程。此前对于揭示极地海域冰筏碎屑与底流活动变化之间关系的研究尚不充分。因此,本文分析了南极威德尔海西北部柱状沉积物的沉积记录,在对比沉积物粒度数据特征、分析沉积物端元模型的基础上,发现4次明显的沉积物粒度变化事件和底流增强事件同时发生。这种同步性说明冰架系统与海洋环境之间存在内在的调节机制。两次较强的冲刷事件证明岩心形成过程中存在着两次沉积间断,同时也合理地解释了古地磁数据和AMS14C数据存在的显著年龄差异。此外,鉴于D4-9岩心样品蛋白石、有机碳等指标均指示了极低的输出生产力情况,且与冰期的生产力水平相当,推断该岩心主要形成于末次冰期期间。综上分析, D4-9岩心所记录的事件反映出南极地区千年尺度的气温变化诱发了冰架的后退,导致了明显的冰筏碎屑事件和底流增强事件,解释了威德尔海区冰架-海洋过程的内在耦合关系。     

白令海北部陆坡晚第四纪的古海洋与古气候学记录

白令海北部陆坡B2 9柱状样中放射虫Cycladophoradavisiana含量曲线和深海SPECMAP氧同位素记录的对比 ,为该柱状样建立了晚第四纪约 1 0万年以来的地层年代框架。该柱状样中微体化石、碳屑颗粒、筏冰碎屑 (石英和岩屑颗粒 )的定量分析结果表明 ,作为表层生产力指标的粗组份自氧同位素 5 .3期以来呈阶梯状增加 ,反映表层生产力阶段式的增长 ;碳屑颗粒丰度自氧同位素 5 .3期至末次冰消期的增加说明白令海末次冰消期以前气候较全新世干冷 ,天然火灾发生的概率较全新世大大增加 ;冰期和早、中全新世较高的筏冰碎屑反映了冰期和早、中全新世白令海陆架海冰的扩大以及气候转暖所导致的海冰消融的过程 ,揭示了白令海对过去全球气候变化的响应。     

1999年7月白令海海盆营养盐和溶解氧的垂直特征

1999年 7月下旬 ,雪龙号科学考察船在中国首次北极科学考察航次中在白令海海盆北部与中部完成了 2 2个深水站的采样作业。营养盐和溶解氧采样分 1 2层 ,共获得 2 71个样品。分析结果表明 :硅酸盐浓度 [Si]、磷酸盐浓度 [P]和无机氮浓度 [N](硝酸盐 [NO3- ]加亚硝酸盐[NO2 - ]加氨 [NH4 + ],主要成分为 [NO3 - ])垂直结构的相似之处在于 :在≤ 2 5m是第一层 ;随后为一个明显的跃层 ;第二层位于 5 0— 2 0 0m之间 ;然后有一个宽的跃层 ;从 5 0 0m至底部 (约3 90 0m)为第三层。其差别在于 :在第三层中 ,[Si]继续缓慢增加 ,而 [N]和 [P]略有减少。溶解氧[O2 ]与 [Si]、[P]、[N]的垂直分布表明在潜温 (θ)极小层以上 (0 .5— 2 .7°C ,盐度 3 3 .0 1— 3 3 .1 7,深度 81— 1 5 7m)的海水是海气充分交换层与生物主要活动层。在≥ 1 5 0m以下 ,[P]、[NO3 - ]两者和 [O2 ]有 >0 .9的正相关性。从表层至底部 ,在整个盐度范围内 ,[NO]∶[PO](其中 [NO]=9[NO3 - ]+[O2 ],[PO]=1 3 5 [P]+[O2 ])在 0 .786 - 1 .0 2 9之间大致均匀分布 ;这表明白令海海盆北部与中部海水的营养特性具有较强的保守性。     

西北冰洋楚科奇海台08P23孔氧同位素3期以来的古海洋与古气候记录

通过中国第三次北极科学考察在北冰洋楚科奇海台采集的08P23孔样品的多项指标分析以及与其他孔的沉积记录综合对比,将08P23孔沉积物初步分为氧同位素3期(MIS 3)-MIS 1的沉积序列。MIS 3以来,楚科奇海台08P23孔可以识别出5个显著的冰筏碎屑(Ice-Rafted Detritus,IRD)事件,分别出现在MIS 2和MIS 3。其中,MIS 3的IRD事件中碎屑碳酸盐岩主要来自于加拿大北极群岛分布广泛的古生代碳酸盐岩露头,MIS 2的IRD事件中碎屑石英可能来源于欧亚大陆边缘。该孔大部分层位浮游有孔虫左旋厚壁新方球虫Neogloboquadrina pachyderma(sinistral)(Nps)的δ18O和δ13C都轻于表层沉积物中的平均值。MIS 3中两个褐色层中偏轻的Nps-δ18O和Nps-δ13C值是由冰融水造成;MIS 1和MIS 3灰色层中偏轻的Nps的δ18O和δ13C值指示海冰形成速率的提高,导致轻同位素卤水的生产和下沉。MIS 2的Nps的δ18O和δ13C值变化趋势相反,是因为温度急剧降低导致Nps-δ18O变重,海水冻结成冰,海气交换明显降低使得Nps-δ13C偏轻。MIS 1和MIS 3的Nps的δ18O和δ13C受到融冰水或轻同位素卤水影响导致同时偏轻。