晚冰期以来毛乌素沙漠环境特征的湖沼相沉积记录

毛乌素沙漠南缘靖边海则滩湖沼相沉积剖面,真实地记录了晚冰期以来东亚季风气候和沙漠演化历史。在地层沉积相划分和测年基础上,据地球化学元素和孢粉等气候指标分析表明,该区古气候变迁序列为：１２ｋａＢＰ前干燥寒冷;１２～１０ｋａＢＰ气候转暖湿;１０～８．５ｋａＢＰ以温湿为主,在１０～９．５ｋａＢＰ出现ＹｏｕｎｇｅｒＤｒｙａｓ冷干事件;８．５～３．０ｋａＢＰ温暖湿润;３．０ｋａＢＰ后气候趋于半干旱与现代气候较接近。这种气候演化规律是受地球轨道因素影响,通过东亚冬夏季风的强弱变化来实现的     

末次冰期以来柴达木盆地沙漠形成与演化

通过热释光测年,结合剖面岩性岩相特征、粒度等环境指标的综合分析,对柴达木盆地各地形面上古风成砂剖面进行了详细分析研究。将柴达木盆地沙漠形成与演化划分为3个阶段：21～15 kaBP的末次盛冰期是柴达木盆地大规模沙漠活动时期;15～10 kaBP的晚冰期柴达木盆地沙漠经历了多次扩展和固定缩小的波动演化;10 kaBP以来的全新世盆地沙漠经历了固定缩小和再次扩张的演化过程。自21 kaBP末次盛冰期以来,随着全球气候的波动变化,盆地沙漠虽经历了多次扩展与固定缩小的两相组合式波动演化过程,但流沙活动至今尚未完全停止过。现今盆地流沙活动是末次盛冰期以来沙漠演化过程中新近经历的又一阶段,是末次盛冰期流沙活动的承袭。     

毛乌素沙地15ka以来气候变化及沙漠演化研究

通过对毛乌素沙地东南缘的三道沟剖面进行沉积学分析,结合常规14C和光释光测年结果,并与已有研究进行对比,将毛乌素沙地15ka以来的演化过程分为4个阶段:15ka以前,处于末次冰期极盛期的后期,冬季风活动强烈,气候干冷、风蚀强烈,沙漠处于活化扩张阶段;15～6.33kaBP,气候逐渐回暖,风力减弱,但沙丘仍处于活化状态,期间可能有气候的暖湿波动;6.33～3.5kaBP,夏季风活动较强,冬季风活动较弱,气候总体温暖湿润,沙丘固定、沙漠退缩,其中又存在一些干冷波动,5kaBP前后气候曾发生突变;3.5kaBP以来,冬季风活动又逐渐增强,夏季风活动减弱,气候寒冷干燥,风沙活动增强。     

风成沉积物色度记录的毛乌素沙漠全新世以来气候变化

以毛乌素沙漠4个全新世风成砂-古土壤剖面为研究对象,对沉积物色度变化进行分析。结果表明：亮度主要受有机质影响,从而间接反映降水;红度与磁化率负相关,与平均粒径呈正向趋势,因此红度主要取决于风力对红色物质的输入,即反映风力大小。古土壤发育时期,亮度偏低,红度、黄度偏低;风成砂沉积时期,亮度较高,红度、黄度较高。据此将毛乌素沙漠全新世以来的气候演变划分为4个阶段：约10.0 ka BP以前,以风沙环境为主,干燥寒冷、风力较大;10.0-7.5 ka BP,总体环境较之前好转,风沙活动减弱,局部区域发育古土壤;7.5-3.0 ka BP,气候以暖湿为主,古土壤普遍发育,风沙活动较弱;约3.0 ka BP至今,气候趋于干冷,风沙活动强烈,但期间也存在暖湿波动。     

1:25万《毛乌素风沙地貌图》的编制

风沙地貌图是认识和研究沙漠（沙地）最基本的图件。毛乌素沙漠沙丘类型复杂多样,对毛乌素沙漠风沙地貌进行详细划分,编制《毛乌素风沙地貌图》对深入研究毛乌素沙漠风沙地貌成因、分布和演化规律具有重要意义。根据编图范围和印刷纸张的要求,将《毛乌素风沙地貌图》的比例尺确定为1∶25万。选用1∶10万地形图作为基础资料,并以1∶5万地形图和1∶20万地质图作为补充资料;专题内容资料以landset-8卫星影像为主,结合Google Earth影像对部分细节内容进行补充。在形态成因相关分析的基础上建立地貌分类体系,将毛乌素沙漠地貌划分为风成地貌、湖成地貌、流水地貌、干燥地貌、黄土地貌和其他等6类,其中风成地貌是本图重点展示的内容。根据毛乌素沙漠的地貌特征,采用图例系统和地貌晕渲相结合的方法表示毛乌素沙漠的具体地貌类型,其中图例系统包括底色、符号、代码和注记等多种表示方法,地貌晕渲的使用增强了地貌的立体感,使地图看起来更加美观。     

毛乌素沙地沙产业的环境效应及绿色沙产业的实施途径研究

基于毛乌素沙地的实地调研, 运用沙产业理论, 根据该区目前沙产业发展过程中存在的不足, 即缺乏激励机制、可能导致再次沙漠化等问题, 提出了"绿色沙产业"的概念模式及其实施途径。该区发展沙产业产生了重大的经济效益和环境效益。认为该区具有发展绿色沙产业的优越条件, 今后可以科学合理地适度开发该产业。     

毛乌素沙地北缘泊江海子剖面粒度特征及环境意义

通过毛乌素沙地现代风成沙的粒度与泊江海子剖面沉积物粒度特征对比分析,确定了剖面中4个层位（290—210 cm、190—160 cm 、153.5—123.5 cm、50—40 cm）基本属于风成砂沉积,并且这些风成砂中间夹杂着三次湖相沉积,结合14C年代测定,我们认为此区域在4 000—5 000 a BP存在以下沉积（气候）旋回:至(4 958±84)a BP,沉积风成砂,反映该时期风沙活动强烈,气候干燥,冬季风强盛;(4 958±84)a BP前后,沉积物为灰绿色湖相层,表明这一时期存在短暂的湖面扩展,沙漠退缩;(4 958±84)—(4 793±74)a BP,沉积风成砂,反映了湖泊的退缩和沙漠的扩展;(4 793±74)—(4 536±70)a BP,湖相沉积物,反映了流域降水量的增多;(4 536±70)—(4 085±67)a BP沉积风成砂后,(4 085±67)a BP前后又出现了短暂的湖相沉积,之后又是风成砂沙沉积。     

晚更新世以来长江三角洲长尺度气候干旱事件 ——来自沉积物环境磁学的记录

选择位于长江三角洲南部区域的3个钻孔CSB4、CSB6和CSB8,开展环境磁学方面的研究,以揭示该地区晚更新世以来沉积物记录的显著气候事件。结果显示：3个钻孔都存在明显的S300低值区域,其变化规律为当S300为低值时,磁化率、ARM和SIRM的值较低,而IRMAF80mT/SIRM和ARM/SIRM的比值相对较高,表明磁性矿物浓度降低、粒度变细。同时S300低值区域沉积物以黄色粉砂质黏土为主,含铁锰质结核。IRM获得曲线定量分析结果揭示：沉积物中赤铁矿等高矫顽力组分的含量相对增加,指示长江三角洲区域3次显著的干旱气候事件。在磁性地层及其AMS 14C、光释光测年基础上,推断3次干旱事件发生的时间分别为163―121 ka B.P.（事件I）、57―42 ka B.P.（事件II）和14―10 ka B.P.（事件III）,对应海平面相对较低时期,季风减弱,降水减少,气候干旱,形成以氧化作用为主的环境。     

南沙群岛永暑礁澙湖沉积的晚全新世风暴事件记录

位于南沙群岛永暑礁西南小澙湖的南永4井岩芯柱中含多层珊瑚枝和珊瑚砾石的堆积,反映了突发性风暴事件造成的珊瑚碎屑快速搬运和堆积。全新世晚期约4 000 aBP以来,澙湖珊瑚砾堆积记录了1 400870BC、660BC390AD、600770AD和940-1992AD 4个主要的风暴事件频发时期,并且风暴的强度呈阶段性增强。风暴事件还表现出千年和百年尺度的周期性波动,具有1 280 a、370 a、210230 a、140150 a和90 a的准周期,与全新世气候环境的周期性变化相对应,很大程度上受太阳活动周期变化的影响。     

毛乌素沙地南缘油蒿(Artemisia ordosica)灌丛沙堆形态特征

对毛乌素沙地南缘不同演化阶段油蒿(Artemisia ordosica)灌丛沙堆进行了调查和统计分析,探讨了演化过程中沙堆形态特征变化及其与灌丛形态间相互关系。结果显示:(1)研究区油蒿灌丛沙堆以发育阶段和稳定阶段主,衰退阶段灌丛沙堆较少。随灌丛沙堆演化,油蒿灌丛高度保持相对稳定,灌丛长轴和沙堆长轴、短轴都显著增大;(2)沙堆的形态参数间存在显著的相关性,其中发育阶段沙堆长轴、短轴和高度之间显著线性相关,且长轴和短轴相对高度增长较快,稳定阶段沙堆3个参数间协同发展到稳定,而衰退阶段沙堆形态参数间相关性下降;(3)除衰退阶段外,沙堆形态参数与灌丛形态参数间有显著的相关关系,其中沙堆长轴与灌丛长轴、沙堆短轴与灌丛短轴、沙堆底面积与灌丛投影面积,均呈显著线性关系。在环境因素作用下,油蒿灌丛沙堆间整体相互协调发展,使其呈现不同形态特征。     

末次盛冰期以来库布齐沙漠环境变化

中国北方季风边缘区沙漠/沙地如何响应气候变化及其反馈研究对于理解干旱半干旱地区现代地表过程及其未来环境演变趋势有重要的科学意义.库布齐沙漠作为中国北方季风边缘区中东部唯一的以流动、半流动为主的沙漠,现代地表景观与周围沙地(如毛乌素沙地、浑善达克沙地、科尔沁沙地等)明显不同.晚第四纪以来库布齐沙漠与季风边缘区中东部沙地环...     

毛乌素沙地植被水分利用效率的时空格局

水分利用效率（WUE）是衡量生态系统碳水循环耦合程度的重要指标,明晰其动态变化规律有助于判断区域植被生态建设是否与当地的自然条件相适应。利用基于CASA（Carnegie-Ames-Stanford Approach）模型得到的植被净初级生产力（NPP）数据和MODIS系列产品中的蒸散发（ET）数据,估算了2001—2016年毛乌素沙地植被的WUE,并探讨了其时空演变特征及与气象因子的关系。结果显示：（1）WUE的多年平均值为0.62 gC·mm^-1·m^-2,空间上自东向西递减,在不同植被类型间表现为栽培植物>灌丛>草甸>草原>荒漠;（2）WUE以0.009 gC·mm^-1·m^-2·a^-1的速率上升,东部地区变化尤为显著,NPP的快速增长是WUE呈增加趋势的主要原因;（3）WUE与各气象因子的相关程度由大至小依次为太阳辐射、降水量、风速和气温,分布在西部地区的荒漠植被WUE受气象因子影响最小。经过一系列生态建设工程的治理,毛乌素沙地大部分地区自2001年以来NPP和WUE均呈增加趋势,即生态系统在变“绿”的同时还实现了水分的高效利用,有利于当地生态环境的健康发展;但在水热条件较差的中西部地区,新建设的植被生长缓慢且导致蒸散发产生强烈变化,使WUE呈减少趋势,暴露出植被建设规模与水资源承载能力不匹配的问题,需引起格外重视。     

毛乌素沙地东南缘全新世气候不稳定性

毛乌素沙地处于中国季风区的西北边缘,对气候变化敏感,是古气候演化和古环境变迁研究的理想场所。全新世气温回暖期,气候整体稳定但存在暖湿冷干的次级波动,不同类型沉积相组成的地层序列记录了全新世千年、百年尺度的气候不稳定性。对毛乌素沙地不同沉积序列的研究表明:(1)毛乌素沙地东南缘的沙漠/黄土边界带DLT、NB剖面粒度及Rb/Sr比值可作为气候变化的代用指标。>63 μm砂含量增加,Rb/Sr比值降低,揭示东亚冬季风增强,风成砂堆积,风沙活动加剧,气候干冷;反之,东亚夏季风增强,降水增多,风化成壤程度加大,气候暖湿。(2)毛乌素沙地东南缘沙漠/黄土边界带及低洼沟谷区年代概率密度函数的分析显示,全新世早期~8\^5 ka BP风成砂堆积,风沙活动加剧,气候表现为干冷;全新世中期8\^5 ka~3\^0 ka BP地势较高处古土壤广泛发育,地势低洼处发育湖沼相/泥炭层,但在6.0 ka BP左右存在气候转冷过程;全新世晚期3\^0 ka BP以来气候波动频繁。(3)毛乌素沙地气候变化与北大西洋冰筏冷事件、董哥洞石笋、季风边缘区湖泊、东部沙地等记录具有可对比性和相对一致性,反映出全新世千年和百年尺度上的气候变化主要受全球变化的影响,这对预测和模拟未来气候变化具有借鉴意义。     

滴哨沟湾地层沉积特征记录的毛乌素沙漠变迁

毛乌素沙漠的盛衰变化明显地受到全球变化特别是东亚夏季风变化的影响。根据毛乌素沙漠东南缘萨拉乌苏河流域滴哨沟湾地层沉积物的物质组成、粒度参数等,结合孢粉研究结果,将沙漠演化过程划分为若干阶段：中更新世晚期沙漠萎缩期,气候温暖半干旱-半湿润,沙漠缩小,为森林草原或灌丛草原;中更新世晚期沙漠稳定期,气候在寒冷干旱-半干旱间波动频繁,自然景观在荒漠、荒漠草原与干草原间变化,并有河流和小湖存在;晚更新世早期沙漠固定期,气候温暖半湿润至半干旱,期间自然景观经历了森林草原、灌丛草原、草原、荒漠草原多种变化;晚更新世晚期沙漠扩张期,气候干旱寒冷,自然景观以荒漠和荒漠草原为主,同时也有草原乃至灌丛草原出现;全新世沙漠频繁变化期,气候变化频繁,沙漠出现多次盛衰变化,自然景观在荒漠、荒漠草原、草原、疏林草原间变化。     

1989-2014年毛乌素沙地湖泊面积

湖泊面积可反映区域气候变化和人类活动等信息。选取1989、1994、1999、2004、2009、2014年Landsat遥感影像数据,采用人工目视解译、ArcGIS空间分析等方法分析毛乌素沙地湖泊面积变化特征,并结合毛乌素周边气象站点气象数据、所在县区统计年鉴数据对湖泊面积变化的影响因素进行分析。结果表明：（1）毛乌素沙地湖泊近30年总体上处于萎缩状态,具体表现为1994年前湖泊面积增加,后持续减小,不同面积等级湖泊变化情况不同;从空间上看,30年间湖泊面积减小明显的湖泊主要在东北部地区,面积增大明显的湖泊主要在西南部地区,中部地区湖泊面积相对稳定;（2）气候变化和人类活动是近30年影响毛乌素沙地湖泊面积的主要因素。2000年前,湖泊面积主要受气温、降水的影响。特别是1989-1994年,湖泊面积变化量在空间上呈现显著的正相关关系;（3）2000年后,随着区域内人类活动的加剧,湖泊面积主要受人类活动的影响,在人类活动的干扰下,湖泊面积变化量在空间上未表现出显著的正相关关系。     

粒度特征揭示的中全新世以来毛乌素沙地演化过程

通过对毛乌素沙地现代固定沙丘、半固定沙丘、半流动沙丘和流动沙丘的粒度特征分析,发现研究区沙地变化敏感粒度是>245 μm的沉积物粒度组分,尝试性地将其用于地质时期沙地演化研究。结合区域典型风成砂-古土壤剖面的沉积相特征,探讨了中晚全新世以来毛乌素沙地的时间演化过程及其特征。结果表明：中全新世以来毛乌素沙地存在多次活化扩张和固定萎缩事件,除7.5 ka BP前为流动沙地占优势以外,其余阶段多在半流动沙地、半固定沙地和固定沙地之间频繁转换,即使在全新世适宜期古土壤大规模发育期间仍存在局地短时间的沙地活化事件。     

近130 a来毛乌素沙漠北部泊江海子湖泊沉积记录的气候环境变化

 系统简单、受人类活动干扰较小的湖泊沉积物真实地记录了湖区气候环境变化方面的大量信息,特别是沉积速率较快的湖泊,其沉积物是记录高分辨率气候环境变化的良好载体。通过对湖泊沉积物粒度以及元素地球化学特征的分析,探讨了毛乌素沙漠北部泊江海子地区近130 a来的气候环境变化。结果表明：1932年前,气候总体上较为寒冷干旱（1876—1888年湖泊水位较低,气候温暖干旱,温度有下降的趋势;1888—1908年气候较上一阶段湿润,而温度有所降低;1908—1932年气候干旱并且波动频繁,又以1917年前后以及1924—1932年干旱程度最为严重,可能有强沙尘暴发生）;1932—1962年,气候温暖湿润但有变冷的趋势;1962—1976年气候频繁波动;1976年以来气候温暖湿润但有变干的趋势,尤其是1990年以后气候波动幅度增大并且出现了暖干化趋势。     

毛乌素沙地锦鸡儿（Caragana）根系微域细菌群落多样性特征

基于16S rRNA高通量基因测序技术,对毛乌素沙地小叶锦鸡儿（Caragana microphylla)、柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii）根系微域（即根系、根际土、根区土、灌丛间空白土）间的细菌群落多样性和结构差异性进行表征。本研究对各根系微域间细菌群落的Alpha多样性指数进行了单因素方差分析以及基于OTU水平的PCA分析,探究其在根系微域间Alpha和Beta多样性的层级变化,证实了有关植物根系微域生态位分化的报道,并发现锦鸡儿属植物根系微域间细菌群落的多样性和结构组成随着4个微域类型由外及内呈现出显著的层级差异性（P<0.05）。通过对优势细菌群组的结构组成分析,发现锦鸡儿属植物对特定细菌群组具有显著的向根系内筛选富集的作用（P<0.05）。这种植物通过根系微域对特定细菌群组的逐级筛选富集作用,是导致锦鸡儿属植物灌丛下不同生态位间细菌群落结构和组成发生层级变异的主要原因。     

腾格里沙漠南缘末次冰盛期以来沙漠演化与气候变化

位于现代季风区边缘的沙漠黄土边界带,具有高度的不稳定性,末次冰盛期以来历经多次北进南退移动和暖湿、冷干变化。依据对腾格里沙漠南缘白岩沟剖面的黄土古土壤风成砂序列的年代测定,建立了腾格里沙漠南缘末次冰盛期以来沙漠演化的时间序列,并结合剖面各地层的粒度分析、色度分析和CaCO3分析结果,认为末次冰盛期该区主要经历了两次沙漠强烈扩张、两次退缩以及一次小幅度扩张的阶段。而全球变化所导致的东亚冬、夏季风变化是沙漠正、逆过程演变的主要驱动因子。     

毛乌素沙漠边缘地区春末夏初沙尘暴天气的物理量场结构

沙尘暴天气是毛乌素沙漠边缘内蒙古、甘肃、宁夏、陕西等地区春末夏初特有的一种灾害性天气。应用欧洲中心再分析资料的气压场和各种物理量场,选取了5个沙尘暴个例,分析了沙尘暴时期各层气压场的特征和物理量的空间结构。结果表明：蒙古高压是影响沙尘暴的主要天气系统。在沙尘暴发生时,蒙古高压前部整层都为宽广而强劲的西北气流,从地面可伸展到200 hPa附近,其物理属性是干、冷,其前部近乎于东北—西南向的区域,是锋区的密集带,也是各种物理量表现最为敏感的区域,垂直速度场为上升运动区,涡度场为正涡度区,高—低层散度差值场为正值,这些物理量都为沙尘暴的发生起到了推动和加强作用。