苏拉威西海周边地区全新世植被演化及气候变化

全新世时期的环境和气候变化是全球气候模拟、预测中不可或缺的资料.对苏拉威西海西北部MD98-2178孔(3.6200°N,118.7000°E,水深1 984 m)全新世的样品进行孢粉分析和浮游有孔虫氧稳定同位素测试,重建全新世苏拉威西海周边地区植被演化和气候变化图景.根据孢粉记录得到:在全新世早期至7 ka BP时,各孢粉组合浓度剧烈下降,指示海平面处于上升阶段;在7~4 ka BP时,各孢粉组合浓度都处于低谷,体现为高海平面期;在4 ka BP之后,孢粉记录则显示海平面有小幅的下降.在全新世中期,即5~4 ka BP,热带高山雨林花粉含量明显上升,表明是温度低值期.蕨类孢子记录显示降雨量在全新世早期是持续增加的,但在全新世中期之后,降雨量有所减少,这与陆地孢粉记录和印尼石笋记录的结果相似,体现全新世该地区降雨量受海陆格局和太阳活动共同影响.      

晚冰期以来青藏高原降水序列集成重建

选取青藏高原36条(34个地点)由孢粉已重建的降水序列(8条)和化石孢粉谱(28条),分别采用直接提取和现代类比法获得1852个具有年代的定量降水数据,以高原4个分区为单位,建立青藏高原晚冰期以来古降水数据集。构建分区古降水空间模拟-多区面积加权的集成方法,即借助GIS分析,基于现代高原降水空间分布的地理因子模拟,集成重建晚冰期以来高原古降水序列。结果表明:16~12 ka B.P.,高原总体降水量较少,其中16 ka B.P.不到200 mm,约为现代降水量的一半,15~13 ka B.P.后降水显著增长,较前期上升70 mm;13~12 ka B.P.,又跌至220 mm,较现代低100 mm。进入全新世后,降水量迅速增长,降水在全新世早期的9.2~8.7 ka B.P.即达到最大值,高出现代70 mm,9.2~5.0 ka B.P.为全新世湿润期,平均高出现代50 mm;5 ka B.P.之后,降水波动较小,与现代基本持平。集成降水与其他高低分辨率环境记录有很好的可比性,说明集成序列有很好的代表性和一定的准确性。此外,高原降水变化区域差异明显,全新世最大降水呈现出西早东晚,西南季风(ISM)区早于东南季风(EASM)区的特点,高原西部和南部全新世早期9 ka B.P.左右即达极大值,而高原东缘迟至全新世中期的8.0~7.5 ka B.P.;降水增加最为明显的是高原西北部,最盛期降水约高出为现代的1倍,高原东部和南部现季风控制区域,只比现代高出0.2倍。     

青藏高原(格尔木-亚东)冰缘现象及其气候意义

冰缘地貌与沉积是冰冻圈环境变化的载体,对其开展深入研究对了解青藏高原地表过程与过去气候变化,具有重要意义。基于青藏高原(格尔木-亚东)冰缘地貌和沉积野外记录和实验分析,获得以下认识:格尔木在LGM时多年冻土至少下限到达海拔2 900m,年均气温降至<-4℃,比现在至少低9℃,气候寒冷干燥;冰消期和全新世存在极端干冷的气候事件,可能存在地面温度<-10℃的冬季迅速降温气候期。楚玛尔、那曲谷露和纳木错的冰楔假型分别记录了末次冰期冷期多年冻土扩张,亚东古砂楔记录了早全新世冷事件。西藏羊八井泥炭沉积剖面孢粉和测年揭示,该区自新仙女木事件以来经历了严寒(12.8～9.8ka)、暖湿(9.8～5.0ka)、干冷(5.0ka至今)的气候阶段。青藏高原(格尔木-亚东)广泛发育的冻融褶皱、成层坡积、风沙沉积等,是古环境重建的重要佐证,具有刻画冷暖-干湿的意义。     

青藏高原中部色林错中晚全新世以来古气候变化特征

色林错位于青藏高原中部印度季风和西风环流的过渡地带,同时受西风环流和印度季风系统控制,是研究二者进退变化特征的理想场所。本文利用色林错SL-1钻孔中介形虫Limnocythere inopinata的丰度及其壳体微量元素Mg/Ca和Mn/Ca比值重建了色林错5.3 ka BP以来的古气候环境变化特征。5.3～2.9 ka BP,L.inopinata丰度较小,壳体的低Mg/Ca比值和高Mn/Ca比值表明此阶段气候偏冷湿;2.9～1.8 ka BP,L.inopinata丰度较前一阶段增加,壳体Mg/Ca比值略有增长但仍为低值表明气温虽然有所回升但仍然较低,Mn/Ca比值较前一阶段明显降低,指示湖泊水位下降;1.8 ka BP至今,L.inopinata丰度达到最大,壳体的高Mg/Ca和Mn/Ca比值指示湖泊温度和水位均呈显著的上升趋势。通过与西风区、过渡区以及印度季风区其他湖泊的环境沉积记录对比,本文认为青藏高原中部地区在中全新世晚期主要受西风环流影响,气温较低,西风带来大量水汽使得湖面呈扩张趋势;而到晚全新世西风环流逐渐北撤,色林错受季风影响更大,季风带来的降水和气温升高导致的冰川融...     

西藏昌都崩勒溶洞石笋7 ka BP以来高分辨δ18O、δ13C记录的气候变化

通过对青藏高原崩勒溶洞石笋进行高精度的230 Th测年和C、O同位素分析,建立了中全新世7ka BP以来西藏昌都地区高分辨率的古气候变化记录。石笋C、O同位素记录揭示出,西藏昌都地区中全新世(约7ka BP)以来的气候演化大致可分为3个气候阶段:7000~4500aBP为暖期阶段,气候总体处于高温暖湿,伴随缓慢降温;4500~2300aBP为降温期阶段,出现持续降温,气候变得干旱;2300aBP至今为升温期阶段,气温及降水均出现波动上升。石笋C、O同位素记录的研究结果表明,中全新世以来研究区存在高温暖湿、快速降温干旱以及后期气候强烈震荡升温的气候过程。通过与董歌洞石笋同位素记录对比表明,崩勒溶洞石笋δ18 O同位素曲线变化的斜率、震荡幅度都要明显高于董歌洞石笋记录,揭示出青藏高原东部季风区的气候波动与全球性冷暖变化具有一致性,但高原石笋同位素记录对气候变化更加敏感。昌都石笋同位素反映的气候变化趋势与低纬地区夏季太阳辐射强度变化正相关,表明太阳辐射强度变化是高原季风影响区气候变化的重要驱动因素。     

内蒙古克什克腾旗浩来呼热古湖泊全新世以来的环境演变

利用位于中国北方季风尾闾区的浩来呼热古湖泊沉积物中的硅藻化石重建了全新世以来的环境演变历史。根据硅藻组合的变化,可将浩来呼热古湖泊全新世以来的环境演变过程划分为6个阶段:阶段Ⅰ(12.1～11.5cal ka BP),气候以寒冷为主;阶段Ⅱ(11.5～8.6cal ka BP),温度有所回升,但存在一定的冷暖波动;阶段Ⅲ(8.6～6.7cal ka BP),气候仍相对偏凉,且比较干燥;阶段Ⅳ(6.7～5.8cal ka BP),气候开始转温;阶段Ⅴ(5.8～2.9cal ka BP),气候温暖偏湿,为全新世气候最适宜期;阶段Ⅵ(2.9～0.2cal ka BP),气候趋于凉干,湖水也越来越浅,最终在0.2cal ka BP前后干涸消失。     

珠江三角洲GZ-2孔全新统孢粉特征及古环境意义*

根据珠江三角洲GZ-2孔测年结果、岩相特征和孢粉地层信息推断,该地区全新统约在6.0 ka BP开始沉积, 全新统孢粉组合特征与更新统相比有明显的区别,表明全新世与更新世的气候相比有明显变化。孢粉与沉积信息揭示,全新世本区气候基本以暖湿为主,气候波动不大,在5.0～2.4 ka BP表现最为热湿,在2.4～1.9 ka BP相对偏凉干,随后恢复暖湿。在这些相对较明显的波动中还包含有次一级的微弱波动。除了反映气候变化,孢粉信息也指示了一定的沉积环境变迁以及人类活动信息。该区在中全新世经历了一次明显的海侵过程,进入晚全新世后人类活动对三角洲植被和环境的影响加剧, 期间水深逐渐变浅,沉积环境由河口湾、浅海、滨海潮滩逐渐演变为三角洲平原,区域气候的变化与海平面变化趋势基本一致。     

青藏高原共和盆地14.5calkaBP以来粘土矿物响应的气候变化模式

对青藏高原北缘共和盆地沙珠玉河的尾闾湖达连海钻孔沉积柱(40.92 m)进行了~(14)C年代测定(10个控制点)和粘土矿物分析(按20cm/70 a间隔的分辨率)。沉积柱底部年龄为14.5 cal ka BP。根据沉积柱粘土矿物的类型、组合、比率指标综合分析,重建了共和盆地14.5 cal ka BP以来气候环境的演化历史。冰消期(14.5~10.0 cal ka BP)盆地气候总体特征表现为干冷,盆地物理风化强:早中全新世(10.0~5.0 cal ka BP)气候表现为温湿,盆地化学风化为主,气候最宜期发生在中全新世的6.0 cal ka BP前后;晚全新世(5.0~0.0 cal ka BP)气候表现为干冷,盆地物理风化盛行。末次冰消期以来,共和盆地粘土矿物记录的气候环境变化阶段与高原其它湖泊指标记录的阶段基本一致。共和盆地粘土矿物记录的气候环境兼有西风、季风模式的特征。     

青藏高原东北部风成沉积微量元素揭示的全新世千年尺度气候变化*

通过对青藏高原东北部共和盆地典型古土壤—风成砂剖面的释光（OSL）年代测定和沉积物中微量元素的分析,重建了区域全新世千年尺度的气候变化过程。研究表明,除Co、Rb、Sr和Ba以外的12种微量元素所反映的气候变化规律较显著,其含量变化曲线上的峰值段对应于古土壤层而谷值段对应于风成砂层,这一现象可作为气候暖湿、冷干波动的标志;区域全新世气候变化可分为以下阶段：11.8～10.0 ka气候寒冷干燥,10.0～9.2 ka气候逐渐趋于暖湿,9.2～4.6 ka气候相对冷干,4.6～0.7 ka气候相对暖湿,0.7 ka以来气候明显寒冷干燥;区域全新世气候变化中存在8次寒冷事件,与青藏高原和北大西洋揭示的寒冷期具有明显的对应关系,表明共和盆地千年尺度的气候变化与全球气候变化具有一致性。     

青藏高原东北部泥炭沉积粒度与元素记录的全新世千年尺度的气候变化

通过对青藏高原东北部共和盆地泥炭沉积的粒度与地球化学元素分析, 重建了区域全新世千年尺度的气候变化过程. 结果显示: 10.0~8.6 cal ka BP区域暖湿程度逐渐增加, 但在8.6~7.1 cal ka BP气候相对寒冷干燥, 7.1~3.8 cal ka BP 暖湿程度总体上为全新世最佳, 但也出现明显的气候波动, 3.8~0.5 cal ka BP气候向冷干方向发展, 0.5 cal ka BP以来气候又逐渐转向暖湿. 这一特征与中国东部季风区的气候变化有很好的一致性. 此外, 区域全新世气候变化过程中存在10次千年尺度的寒冷事件, 并与高原冰芯、 湖泊、 泥炭和风成沉积记录的古气候变化, 甚至与北半球高低纬度的气候变化都具有良好的可比性. 因此, 认为区域全新世气候变化具有"季风模式"与"千年尺度震荡"的双重特点.     

西藏羌北高原多格错仁盐湖中更新世晚期以来的环境演化记录

通过对西藏藏北高原多格错仁盐湖湖岸3101cm高度剖面进行地形地貌、地层沉积特征、矿物学特征及粒度、频率磁化率等气候环境变化指标的分析研究发现,整个剖面反映出大致6个较大的气候变化过程：233. 3kaBP～223. 5kaBP气候波动较大,总体趋势气候趋于干冷,期间出现过两次较温暖气候,之后气候逐渐变冷;在223. 5kaBP～213. 6kaBP总体变化为气温大幅度上升,但在期间有一次较大的相对冷干过程;213. 6kaBP～170kaBP之间总体变化气候趋于变冷,中间有2次明显的气候变暖湿过程及两次冷干过程;170kaBP～117. 1kaBP气候转为明显湿热;117. 1kaBP～75. 6kaBP气候变化趋势明显降低;75. 6kaBP～56. 7kaBP气候又明显上升达到湿热状态。以上气候波动规律与极地冰芯记录及深海氧同位素记录的古气候波动规律有很好的一致性,同时本盐湖区与柴达木盆地察尔汗盐湖区的CH0310钻孔及青海湖南岸二郎剑阶地的 QH 86钻孔所揭示的中更新世晚期以来的气候变化的分析对比,发现西藏羌北的多格错仁盐湖区与青海的察尔汗盐湖区及青海湖湖区在更新世中晚期以来的气候环境变迁存在极好的可比性,说明青藏高原的气候演化在中晚更新世以来基本具有一致性,在时间上的微小超前与滞后具有区域上的细微变化,说明气候变迁在不同的区域又具有各自的独特性。     

季风与西风对青藏高原全新世气候变化的影响:同位素证据

青藏高原气候变化在冰期-间冰期、千年、十年际和季节尺度上受亚洲季风和西风环流的交互影响,表现出显著的区域性特征。然而全新世以来青藏高原气候变化的机制还不甚清楚,主要原因之一是缺少指示意义明确的古气候代用指标。课题组近年来利用叶蜡氢同位素(δDwax)重建了高原东北部的青海湖、中北部的令戈错、中部的达则错、西部的班公错和阿翁错不同时间尺度的大气降水同位素记录,本文对上述工作进行总结,并结合青藏高原全新世以来已发表的其他地点的同位素和古水文记录,揭示全新世以来季风与西风对青藏高原不同区域气候变化的影响。结果表明:1)早全新世青海湖、令戈错、班公错和阿翁错4个湖泊均主要受夏季风影响,夏季风可以影响到青藏高原的大部分地区,此时夏季风在青藏高原的最北界限可能位于青海湖以北、克鲁克湖以南。2)中全新世青海湖、班公错和阿翁错受夏季风影响逐渐减弱;然而令戈错在7.0~4.5 ka水汽主要来源于西风环流。3)晚全新世青海湖和班公错受季风的影响进一步减弱;西风在3.5~1.7 ka和2.0~1.0 ka分别影响到高原中部的令戈错和达则错;晚全新世阿翁错受冰川融水补给影响降水同位素异常偏负。4)本研究表明在中晚全新世季风较弱的时期,西风能够深入到青藏高原内部地区,给高原内部地区带来冷湿的水汽。     

青藏高原东北部共和盆地风成沉积地球化学特征及其揭示的气候变化

通过对共和盆地东部风成沉积的地球化学分析,并结合14C和OSL年代,重建了区域末次盛冰期以来气候变化过程。21 ka BP之前气候寒冷偏湿,21～15.82 ka BP为末次盛冰期(LastGlacial Maximum,LGM),气候极为寒冷干燥;15.82～9.5 ka BP气候转暖且偏干,其中14.5～13.6ka BP和11.9～9.5 ka BP气候明显冷干,分别为老仙女木时期(Oldest Dryas,OD)和新仙女木时期(Younger Dryas,YD),而15.82～14.5 ka BP和13.6～11.9 ka BP(BФlling-AllerФd暖期,B/A)相对温暖;9.5～7.2 ka BP暖湿程度明显提高,7.2～5.1 ka BP气候波动频繁,相对冷干和相对暖湿多次更替。5.1～2.7 ka BP暖湿程度基本稳定,之后气候趋于寒冷但湿度明显较大。这些气候变化过程与青藏高原大量的古气候信息记录具有良好的一致性,表明共和盆地气候变化与青藏高原气候变化的高度一致性。     

西藏纳木错及邻区全新世气候与环境变化的地质记录

综合分析了全新世期间内的多种与气候和环境变化密切相关的地质记录,结果表明该区全新世期间的气候变化可划分为3个阶段:1)约11.8～8.4kaBP期间,处于微温期和升温期,气候相对温和稍湿.2)8.4～4.0kaBP期间,为全新世气候最适宜时期或大暖期.该期间的平均气温可能比现今高约5℃,降水量比今多100～200mm.3)4.0kaBP以来,气候整体较为干冷.纳木错湖面发生持续下降,其最大下降幅度可达11.4m.冰川进退和湖面波动表明,该期间内的气候波动过程分别与新冰期和小冰期相对应,其中又各包含了3次明显的冷期,其中新冰期期间的最低年平均气温可达-6℃左右.约1970年以来,区域气候向暖湿方向转化,造成念青唐古拉山西布冰川后退约120～200m,纳木错湖面上涨了约2m.     

末次盛冰期以来青藏高原东北部共和盆地气候与环境变化研究进展

青藏高原东北部共和盆地气候与环境变化文献分析认为:末次盛冰期(14 C年龄14ka BP或16cal ka BP之前)地层沉积主要为风成砂和黄土,冰缘地貌发育,气候寒冷干燥,植被可能为干旱荒漠或荒漠草原;末次冰消期(14 C年龄14ka BP或16 cal ka BP-Younger Dryas,缩写YD事件)地层发育古土壤,湖泊水位明显上升,并显著的捕捉到冷暖事件(Blling-Allerd,缩写B/A、YD)的信息,气候趋于温暖湿润,对应植被为荒漠草原;全新世8.5ka BP(14 C年龄)之前区域温度和湿度不同程度增加,湖泊水位较高,地层发育古土壤,植被为荒漠草原或干草原;8.5～7.0ka BP(14 C年龄)风成砂出现,古土壤发育中断,气候寒冷干燥,为全新世新冰期第一期;7.0～3.0ka BP(14 C年龄)古土壤显著发育,高水位湖面出现,水热组合达到全新世最佳,植被向干草原方向演化,但期间也存在千–百年尺度的冷事件(全新世新冰期第二期);3.0ka BP(14 C年龄)以来气候向温凉(寒冷)干燥方向发展.太阳辐射等外部因素变化并触发地球系统内部各个圈层之间相互作用是区域气候、环境变化的主要驱动力.同时,对研究现状进一步剖析,阐明其存在的问题,并提出气候、环境变化研究的发展方向.     

西藏纳木错晚更新世以来湖面变化和湖相沉积中粘土矿物显示的环境信息

通过对西藏海拔最高、面积最大湖泊-纳木错周缘湖相沉积、湖岸堤的野外调查和湖岸阶地的水准测量,发现在纳木错沿岸拔湖48m以下,发育有6级湖岸阶地,拔湖48~139.2m发育有高位湖相沉积。湖相沉积物的同位素测年结果表明,纳木错湖泊发育与藏北高原东南部古大湖演化可划分为3个阶段:①116~37kaB.P.间的古大湖期;②37~30kaB.P.间的外流湖期;③30kaB.P.以来的纳木错期。根据纳木错晚更新世以来湖相沉积中粘土矿物的X光衍射分析结果,以及采用比值法、高岭石法和衍射峰法的研究,探讨了粘土矿物所显示的环境变化信息。粘土矿物成分变化表明,该区已具备了寒温带干旱、半干旱区的气候环境特征。为研究青藏高原的湖泊演化、气候变化、古地理变迁及其隆升过程等提供了新资料。      

西藏纳木错地区约120kaBP以来的古植被、古气候与湖面变化

西藏纳木错湖相沉积的U系和^11C测年结果表明，湖泊沿岸的6级湖岸阶地及拔湖约48～139．2m的高位湖相沉积形成于约120ka BP以来的晚第四纪。本文根据该套湖相层的发育和其中的孢粉组合特征对纳木错地区约120ka BP以来的湖面变化与古植被、古气候变迁进行了探讨。结果表明，纳木错地区晚更新世以来经历了频繁的湖面波动、气候的冷暖与干湿变化以及森林—草原与草原植被的交替演化。其总体特征是：约115．9ka BP时，纳木错湖面最高。在116～78ka BP期间，该区气候温和凉爽或温和偏湿，植被以疏林草原与森林草原或森林的交替出现为特征，湖面经历了较大幅度的波动，但基本保持在拔湖140～88m之间。在78～53ka BP期间，该区气候干冷，植被以疏林草原为主，湖面大幅度下降，并在拔湖约36～48m之间波动。约53～32ka BP期间，气候转为温暖偏湿或温暖湿润，湖面波动于拔湖约15～28m之间，波动较为频繁。与阶地的发育相对应，该时期内包含了3次明显的暖期和湖面波动过程，区域植被主要以松、蒿、桦为主，为含一定量的冷杉的森林。其中36ka BP左右气候最温暖湿润，区域内可能出现针叶林或针阔混交林。约32～12ka BP期间，该区气候最为干冷，古植被以草原和疏林草原为主，湖面再次发生较大幅度的下降，最低可至拔湖约8m处，但通常维持在拔湖约12～17m之间。约11．8～4．2ka BP期间，气候整体较为暖湿，其中在约8．4～4．2ka BP期间气候最温暖湿润，该区可能发育针叶林或针阔混交林，湖面波动于拔湖2～9m之间，整体波动幅度较小，但波动最为频繁。区域气候对比发现，纳木错地区的冷、暖气候变化过程与整个青藏高原乃至北半球的气候变化基本是一致的，特别是阶地下切所反映的湖面退缩过程与北大西洋的Henrich冷事件之间具有很好的对应关系。     

中国全新世分区气温序列集成重建及特征分析*

按照气温变化规律将中国气温变化划分为东北、华北北部、华东华南、华南、陕甘宁、川黔桂、新疆和滇藏高原区等8个分区。搜集有确切年代和气温数值的古气温记录1397条,以8个分区为单元进行整理,以日历年时间为坐标系,采用单样本区域订正—多样本平均集成法重建了东北、华北北部、华东华南、华南和滇藏高原区的全新世200 a分辨率连续集成气温序列。结果表明：5条分区连续气温序列与所在区域的高分辨率环境记录变化趋势基本一致,主要的百年尺度冷暖事件有较高的可比性;5条分区连续序列指示全新世气温变化可以分为明显的早期升温、中期大暖期和晚期变冷3个阶段;气温变化幅度区域差异较大,但主要的冷暖事件基本一致,暖期盛期发生在8～6ka BP,当时滇藏高原约比现代高2℃,东北高出3℃,华北北部高1.5℃,华东华南接近1℃,华南区仅高出0.5℃;主要冷事件发生在9.2、6.2、4.0和0.4 ka BP,其中,4.0 ka BP冷事件规模较大,滇藏高原、东北、华北北部、华东华南和华南区降低幅度分别为1.5、2、1、0.5和0.5℃。全新世期间各分区气温变化幅度也表现出纬度从北向南、海拔从高到低、气温变化幅度依次递减的特征。