中国湖泊沉积记录的环境演变:研究进展与展望

综合分析了８０年代后期以来中国湖泊沉积与环境演变研究的新进展,着重对湖泊沉积记录与亚洲古季风变迁、青藏高原湖泊沉积与环境演变、人与自然相互作用的湖泊响应等方面进行了扼要综述,指出今后研究的方向是：湖泊沉积环境指标与气候要素关系的定量研究、高分辨率环境演化时间序列与空间分异规律、现代湖泊沉积动态过程与环境、中国第四纪湖泊数据库与全球变化研究、科学交叉及与其它地质记录的比较研究。     

太湖14000年以来古环境演变的湖泊记录

本文根据东西太湖短柱岩芯的沉积物的物理、化学、生物指标的综合分析,讨论了该区距今14ka来的古气候变化过程,结果表明14.3-13.3kaBP,太湖水位低,环境指标甚至表现为暴露特征,反映了气候干旱:13.3-12.4kaBP,为偏暖湿的过渡阶段;该孔柱270-280cm (11.5kaBP左右)各类指标均明显反映冷干特征,可能是YoungerDrays事件的记录,与我国东部其它地区有可比性;约10.9-10kaBP,这一时期是整个研究时段内一个较显著的温暖期。表现为还原沉积环境和水位相对较深;约10-7.2kaBP为冷暖交替的过渡带;7.2-5.737kaBP为暖湿气候;5.05kaBP多项分析指标发生突变,反映物源发生显著变化,可能存在沉积间断;表层沉积物则呈现现代环境的特征,西太湖藻类生长茂盛,偏氧化的沉积环境。目前湖泊生产力较高,富营养化程度高,表现为藻型湖泊特征;东太湖有机质来源以东太湖中生长较为茂盛的维管水生植物为主,目前湖泊生产力较低,富营养化程度低,表现为典型的草型湖泊特征。      

内蒙古巴丹吉林沙漠400年来大气沉降 Hg的湖泊沉积记录

Hg污染具有全球性,人类活动较少地区的湖泊沉积物对长距离输入的大气沉降Hg变化敏感。巴丹吉林沙漠中发育了约142个沙漠丘间湖泊,是研究大气沉降Hg记 录的理想材料。选择巴丹吉林沙漠东南部的宝日陶勒盖湖泊进行湖泊钻探,结合²¹⁰Pb_uns和¹³⁷Cs核素测年及THg沉积通量计算,重建了400年来巴丹吉林沙漠湖泊的THg沉积记录,并探讨了影响沙漠湖泊THg沉积的影响因素,评估了自然背景和人类活动的影响。结果表明：(1)沉积物中THg含量分布范围为1.5~17.5 ng/g,富集系数和沉积通量的分布范围分别为0.3~4.5和2.9~38.9 μg/(cm²·a)。 THg含量、富集系数和沉积通量均表现为在岩心上部近几十年富集。(2)近400年来,湖泊沉积物中背景THg(THg_岩石风化)通量变化相对稳定,主要受控于附近物源供给和区域风沙活动。大气沉降THg(THg _大气)通量自20世纪30年代以来呈逐渐增加的趋势,很大程度上反映了近几十年来人为源大气沉降THg的增加。但20世纪30年代以来岩心局部的大气沉降THg通量的峰值可能还受全球变暖和湖泊生产力增加 的影响,而20世纪30年代之前出现的峰值可能与“小冰期”冷期强烈的区域风沙活动有关。巴丹吉林沙漠湖泊400年来的THg_大气沉积通量变化与全球Hg产量和冰心中的大气Hg含量变化记录一致,是沙漠 地区大气沉降THg的可信纪录。     

欧亚大陆春季植被对同年中国西北夏季大气环流和气候的影响研究

利用1982—2006年欧亚大陆月归一化植被指数（NDVI）,NCAR/NCEP月高度场和风场以及中国西北地区248个气象台站的逐日降水、温度资料,通过SVD及合成分析等方法,分析了欧亚大陆春季植被同同年中国西北夏季大气环流乃至干湿特征的关系.结果表明：欧亚大陆春季植被覆盖状况对预测我国西北地区同年夏季的干湿特征具有较...     

青海湖近千年来气候环境变化的湖泊沉积记录

本文通过对青藏高原上所钻取的古里雅冰芯和青海都兰树轮高分辨率气候变化记录的对比,分析了过去近2 000a来的气候变化特征.结果表明:1)这两个地区过去2 000a来温度都在波动中逐渐上升,展示了气候逐渐变暖的趋势.进入20世纪以来,气候显著变暖,并有加速变暖的趋势;2)树轮和冰芯均明显地记录了小冰期的3次冷期,其出现的时间基本上一致.小冰期并不是过去2 000a来的最寒冷的时期.冰芯和树轮记录均表明公元初的寒冷程度要大于小冰期;3)古里雅冰芯所记录的温度和降水量揭示出,过去近2 000a来的降水和温度变化的总趋势是正相关关系;但在短时间尺度上,温度和降水的变化并不同步.这主要表现在两个方面,一是温度长期变化中的低频波动频率要大于降水,二是虽然温度和降水的变化在百年级时间尺度上有正相关性,但降水的变化要滞后于温度变化50～100a;4)同时周期分析表明,古里雅冰芯中的δ180和积累量以及都兰树轮记录的变化周期大多数与太阳活动有关,表明青藏高原地区冷、暖、干、湿变化的主要驱动力可能是太阳活动的变化;5)对这两记录的对比研究也揭示了气候变化的区域差异.如中世纪暖期在都兰树轮记录中很强而在古里雅冰芯记录中很弱,而都兰树轮记录中,中世纪暖期以后至1 800A.D.在波动中变冷,但在古里雅冰芯记录中这一时期在波动中变暖.     

过去约8000年来程海摇蚊组合记录的气候与环境变化

季风气候是影响地区古环境变化的主要因素。文章通过程海长556cm岩芯的沉积摇蚊亚化石、粒度、TOC、TN和TOC/TN记录,探讨了季风气候影响下程海地区约7660cal.a B.P.以来的降水变化情况。结果表明,沉积物中摇蚊属种以Procladius Skuse、Chironomus plumosus、Tanytarsus mendax和Microchironomus tener为主。约7660~2800cal.a B.P.时期流域受印度季风影响强烈,气候暖湿、降水量大,湖泊生产力水平较高;约2800cal.a B.P.以来程海流域降水量逐渐减少,湖泊生产力水平降低。Procladius Skuse与T.mendax的组合关系反映了程海在约6850~6500cal.a B.P.、约5500~5000cal.a B.P.、约4150~3700cal.a B.P.、约2800~2300cal.a B.P.和约1400~1100cal.a B.P.这5个时期由于印度季风减弱,发生了短暂性的干旱事件,研究表明季风因素驱动下的程海摇蚊亚化石组合主要受流域降水侵蚀因素的影响。

     

浑善达克沙地近50年来风沙活动的湖泊记录

干旱、半干旱地区湖泊沉积物能否有效地记录大气粉尘源区的风沙活动历史对理解沙尘暴发生的气候和环境背景具有重要的意义。对于位于内蒙古浑善达克沙地南缘的夏日淖(湖)近代沉积物进行 137Cs/210Pb定年和沉积学分析显示,碎屑沉积物具有两个明显的粒度组分,其一是与当地沙丘砂粒度分布相同的中细砂组分; 另一为与大气降尘粒度相似的粉砂组分,自1957年以来反映这两个粒度组分相对变化的中值粒径和>63μm砂的含量都具有显著的变化。与浑善达克地区和中国北方气象记录对比发现,沉积物中值粒径和>63μm砂的含量分别与沙尘暴和6m/s风速(或大风)发生频次呈正相关,与温度呈负相关; 最近50年来这些沉积和气候参数具有总体一致的变化。这样的事实说明,夏日淖沉积物主要由风力搬运沉积的,其粒度与风沙活动存在内在联系,粗粒沉积物增加是风沙活动加强的结果。因此,干旱、半干旱地区湖泊中风力搬运的沉积物粒度受风沙活动强度控制,可以成为重建过去风沙活动历史的重要标志。     

青海湖近千年来气候环境变化的湖泊沉积记录

本文根据青海湖沉积岩芯（QH00A）碳酸盐含量、TOC和Rb/Sr等环境指标的综合分析，探讨了该地区近千年来的气候变化过程和化学风化史。结果表明：青海湖地区近千年来经历了5次冷湿期和5次暖干期，气候组合类型为冷湿与暖干交替。中世纪暖期、小冰期以及20世纪以来的升温在该沉积岩芯中得到良好的记录。沉积岩芯Rb/Sr较好地记录了湖泊流域化学风化的历史，并揭示流域化学风化的主要控制因素为气温变化。     

青藏高原纳木错湖近150年来气候变化的湖泊沉积记录

高海拔地区的纳木错湖是研究过去气候环境变化的理想场所。本文结合附近气象站点实测数据与纳木错浅湖芯的研究结果,筛选出适用的气候环境代用指标,并对当地过去近150年来的气候变化记录进行重建。其结果显示,19世纪50年代至20世纪,以偏暖湿为主;20世纪初至20世纪50年代,该阶段气候总体上呈现出冷干特点,并从20世纪20年代左右逐渐向暖湿气候过渡;20世纪中叶至2005年,这期间气候有一定波动,但整体上以气温上升为主要趋势,在降水略减的情况下湖泊并未出现萎缩,表明气温升高可能导致冰川消融加快从而对入湖径流有一定补给作用。     

湖泊沉积记录与过去全球变化

介绍了国际全球变化研究的基本框架和主要的研究计划,分析了过去全球变化研究已取得的主要进展,系统探讨了湖泊沉积环境记录在过去全球变化研究中的应用前景。指出应大力加强湖泊沉积物各种环境代用指标的机理研究,逐步由定性研究向定量研究转变。     

近13万年来黄土高原干湿气候的时空变迁

第四纪时期，黄土高原粉尘物质的搬运、沉积及其后的成土过程受控于干湿气候的变化。对黄土高原这一特定地区而言，风成沉积序列在地域上的差异主要与东亚地区的季风环流在时间和空间上的变化有关。本文的研究揭示出，近１３万年里，最为显著的成壤期有６期，与这６个成壤期对应的时段也应当是夏季风环流加强、气候温湿的时期；在空间上，全新世适宜期及末次间冰期中与深海氧同位素阶段５ａ，５ｃ，５ｅ对应的时期，夏季风足可以深入到毛乌素沙漠腹地，并具有占优势的环境效应。在阶段３的早、晚期及５ｂ时期夏季风虽然也能深入沙漠－黄土边界带，但其环境效应在黄土高原北部及毛乌素沙漠南缘已不再显著。在阶段２、阶段４及阶段３的中期夏季风已不能深入沙漠－黄土边界带。     

珠江三角洲五百年来的气候与环境变化

利用史籍资料和香港近百年的气温记录,讨论珠江三角洲1488～1893年的小冰期和其后进入现代暖期的气候变化,并推测下世纪全球变暖－海平面上升对珠江三角洲的可能影响。     

爪哇海末次冰盛期以来的季风与穿越流活动记录

文章通过SHI9034岩芯氧同位素曲线、AMS14C测年、浮游有孔虫组合及其所反映的温盐变化特点,并与爪哇海北部的SHI9006岩芯对比研究,获得如下认识:末次冰期21～15kaB.P.阶段,爪哇海区东南季风强而西北季风微弱,气候冷干,混合层薄,生物生产力高;15～10kaB.P.和10～7kaB.P.阶段由于海平面迅速上升,望加锡海峡和龙目海峡通道变宽,出现较强的表层穿越流活动;早全新世东南与西北季风都有增强,说明当时研究区气候有着更强的季节性;7～3kaB.P.阶段,爪哇海北部的穿越流主要在温跃层水中传输,到达爪哇上升流区时,上升至表层,使得混合层增厚,同时也抑制了上升流活动;约3kaB.P.以来,研究区穿越流活动表现与现代相近的性质,主要在温跃层水中传输。     

末次冰消期热带湖光岩玛珥湖古季风变化记录

末次冰消期热带湖光岩玛珥湖沉积物高分辨率的生物硅、总有机碳、总氮和总氢等有机地化指标记录显示了一系列百年至千年尺度的快速变化 ,表明季风环流系统运行的强烈不稳定性。这种不稳定变化与格陵兰冰芯记录的气候事件相比较 ,表现出一定的遥相关 ,但也表现出了末次冰消期初始转暖低纬度区超前高纬度区的显著不同 ,这种变化可能与低纬度区热带水文循环的驱动作用相关     

南海北部陆坡近四万年的高分辨率古海洋学记录

南海北部陆坡在东沙群岛东南水深1727m处所采的17940柱状样,提供了迄今所知南海最高沉积速率的次深海沉积,全新统厚达6．5m。全柱13.30m的沉积物记录了近4万年来南海古海洋变迁的历史。通过间距1～2cm的高密度采样进行氧同位素分析及其它分析,结果揭示了全新世夏季风百年等级的变化周期和冰期时千年等级的准周期性气候波动。     

过去5000年西太平洋副热带高压活动的泥炭纤维素碳同位素记录

文章以金川和红原两组泥炭纤维素Δδ13C时间序列值的反向变化来指示西太平洋副热带高压活动变化.结果表明,在过去5000年中,西太平洋副热带高压的活动可分为4个阶段,即西太平洋副热带高压位置在2800～2200B.C.期间持续偏北,2200～600B.C.期间持续偏南,600B.C.～1200A.D.期间在北进与南移之间频繁波动,以及1200～1900A.D.期间再次持续偏北,它们导致降雨量在中国大陆上不同的分布.从约1900A.D.起西太平洋副热带高压的活动似乎又开始一个新的偏南阶段,值得进一步加强研究.     

十五万年以来的古气候及其研究方法综述

简述了十五万年来古气候变化旋回及其中的短期波动事件,如新仙女木事件;概要地介绍了黄土、古海洋沉积、冰岩芯、树木年轮、洞穴碳酸钙等的古气候研究方法的最新进展;并指出在古气候研究中,必须注意多种方法的相互对比印证,才能保证结论的准确性可靠性。     

近1000年长江中下游旱涝与气候变化关系

文章利用旱涝灾害历史记载与现代器测降水资料重建长江中下游旱涝灾害等级序列,并通过相关分析与波谱分析、交叉谱分析等分别探讨了长江中下游旱涝灾害发生与东太平洋海水表面温度(SST)以及太阳活动(太阳黑子数)的关系。结果表明,长江中下游涝灾多发生于气候过渡期,即涝灾在气候由一种气候状态向另一种气候状态转变时期多发。谱分析与交叉谱分析结果表明,长江中下游旱涝灾害等级序列在10～11年周期上与太阳黑子数存在相关,但两者有近1年的滞后性。长江中下游旱涝灾害与SST的相关关系分析表明,SST正距平年份,往往对应着长江中下游的涝灾;而SST负距平年份往往对应着长江中下游旱灾。因而可以认为,SST与太阳活动变化(太阳黑子数量变化)在不同周期频度上对长江中下游旱涝灾害具有明显影响。     

西藏纳木错末次间冰期以来的气候变迁与湖面变化

在西藏纳木错沿岸,发育了6级湖岸阶地及拔湖48～139.2m的高位湖相沉积.根据湖相沉积的U系法测年和孢粉分析结果,本文探讨了纳木错及邻区末次间冰期(MIS5)以来的古植被、古气候与湖面变化.研究表明,纳木错与邻区的湖面变化可以划分为116～37kaB.P.间的古大湖--"羌塘东湖"期、37～30kaB.P.间的"古纳木错"外流湖-残余古大湖期和30kaB.P.以来的纳木错-藏北湖群期等3大阶段.在MIS5的古大湖阶段,包括纳木错、色林错等藏北高原东南部的众多大、中型湖泊,是互相连通的一个大湖,其范围可能超过了现代的藏北内、外流(怒江)水系的分水岭.在MIS5e末的最高湖面时期,湖面面积可达78800km2,它或许还与藏北高原西南部和中南部的其他古大湖相连,成为面积巨大的网格状深水大湖--"羌塘湖".通过纳木错湖面变化曲线与西昆仑古里雅、格陵兰、南极等冰芯和深海岩芯的氧同位素变化曲线的对比可以发现,全球MIS5的气温要高于末次冰期间冰阶(MIS3),此时藏北高原为气候温和轻爽与湖面最高的大湖期;在末次冰期的两个冰阶(MIS4和MIS2)中,湖面明显下降,邻近的念青唐古拉山发育了小型山谷冰川;而在间冰阶MIS3中,其气候波动的幅度,要比世界其他地区更加明显,湖面波动也较大,特别是36～35kaB.P.间,气温和湿度都较今略高或较高,但不及MIS1中的全新世气候最宜时期的暖湿程度.总之,MIS5和MIS3是亚洲夏季风强烈时期,但前者的强烈程度应大于后者.     

定量重建贵州梵净山一万年以来的植被与气候

在孢粉分析和＾１４Ｃ测定年龄资料的基础上，以现代梵净山植被带及其气候状况为类比系统，应用主成分分析方法，定量重建贵州梵净山１万年以来的古植被和古气候演化历史，将其分为三个阶段：１０－７．８ｋａＢ．Ｐ．，７．８－２．７ｋａＢ．Ｐ．和２．７ｋａ Ｂ．Ｐ到现在，依次为升温期，高温期和降温期、其中高温期年平均温度比现代年平均温度高出１．６－３．３℃。１万年以来的年降水量比较稳定，使本地区一直处于较湿润状态