江西沟1号风成剖面地球化学元素特征及古环境意义

通过对江西沟风成沉积剖面的地球化学分析,并结合OSL年代、粒度和磁化率数据,探讨了末次冰消期以来青海湖南岸气候的演变。剖面常量元素氧化物含量呈SiO_2Al_2O_3CaOFe_2O_3MgOK_2ONa_2O变化特征,常量元素氧化物及化学元素综合参数与地层有较好的对应性。不同的环境指标对气候变化的敏感性不同,总体上看,地球化学元素的敏感性高,全新世以来粒度和磁化率的变幅较小,即使在全新世大暖期,其值变化都很小。地球化学元素记录所反映的气候变化过程如下。Ⅰ.末次冰消期~12 ka BP,13.2 ka BP前总体上呈相对温暖状态,可能受B/A暖期的影响,13.2~12 ka BP气候不断向干冷方向发展,寒冷程度不断加剧并在12 ka BP达到最强,可能反映出12 ka BP左右的新仙女木事件;Ⅱ.12~9 ka BP,气候呈波动回升状态,暖湿程度呈增加趋势,表现出温凉的气候变化特征;Ⅲ.9~4.5 ka BP,气候温暖湿润,与全新世大暖期相对应,该阶段水热组合达到最佳,但存在阶段性的变化;Ⅳ.4.5~2 ka BP,气候总体向冷干方向转变,3 ka BP前变化幅度较小,气候较温暖湿润,3~2 ka BP气候凉偏干。     

萨拉乌苏地区末次冰期酒坊台剖面光释光年代及其环境意义

萨拉乌苏地区位于毛乌素沙漠东南部,属于东亚季风的北部边缘区。由于萨拉乌苏地区还拥有我国非常重要的旧石器考古遗址,该地区的气候变化广受国内外学者的关注。通过野外考察发现,在萨拉乌苏河谷酒坊台地区的上部地层中,广泛沉积有两层湖相沉积物。在米浪沟湾选择剖面,共采集了8个光释光样品,以此来恢复湖泊发育的年代及环境变化。根据地层沉积相对比和年代学结果,得出在约40~30 ka毛乌素沙漠东南边缘地区发育有古湖泊,说明当时的有效湿度较高。通过区域对比,发现毛乌素沙漠和其他亚洲季风区在氧同位素3阶段(MIS3)晚期都有古湖形成或高湖面记录,说明这些湖泊的演化过程存在一定的等时性,反映当时亚洲夏季风的增强及有效湿度的增加。     

基于光释光测年研究青海湖三种沼泽湿地的发育及沉积速率

近百年来由于受气候暖干化、青海湖湖体水位下降和周围草地退化及沙化趋势加剧等生态环境变化,加速了湿地环境变迁的生态过程。本研究在青海湖北岸地区选取三种典型沼泽湿地(藏嵩草kobresia ti-betica、华扁穗草Blysmus sinocompressus、盐地凤毛菊Saussurea salsa),建立地层的年代序列,计算得到每一测年段内的沉积速率,结合前人研究的历史气候变化,分析湿地形成的历史背景,初步揭示三种沼泽湿地的发育和沉积规律与全球变化的耦合性。结果表明光释光测得的三种沼泽湿地其发育时期各不相同,华扁穗草沼泽湿地发育于8.436±0.6 ka,藏嵩草沼泽湿地发育于2.058±0.11 ka,盐地凤毛菊沼泽湿地发育于1.143±0.20 ka;从整个剖面的平均沉积速率来看盐地凤毛菊湿地沉积最快(0.63 mm/a),藏嵩草湿地次之(0.39 mm/a),华扁穗湿地最慢(0.09 mm/a)。三种沼泽湿地主要在气候由暖干向湿润期转变时形成,自形成以来由于受到全球变化和人类因素的影响,沉积并非随时间呈线性关系发展。     

汉江上游郧县庹家湾剖面光释光测年及意义

在野外考察基础上选择湖北郧县庹家湾剖面为研究对象。在对磁化率和粒度进行分析的同时,用单片再生剂量法进行了光释光测年（OSL）地层断代。OSL测年数据显示：剖面样品年龄处在55.11~13.57 ka BP,且与地层深度呈现出良好的对应关系,此剖面为黄土风化堆积形成。黏粒含量、黏粒/粉砂值以及磁化率值等气候替代性指标数值在马兰黄土层228~260 cm和294~370 cm深度明显高于典型马兰黄土（L₁）,具有明显的成壤特征,通过OSL测年数据判断时间为27.26~21.59 ka BP,说明在晚更新世时期气候并非持续稳定的寒冷干旱,而是具有一定的波动,在此期间气候相对温暖湿润,而且此次气候事件在黄土高原地区其他沉积记录中也有良好记录。     

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。     

青海湖东岸沙地风成沉积物粒度敏感组分及其古气候意义

粒级-标准偏差的计算可用来提取沉积序列的粒度敏感组分。采用线性粒级和对数粒级两种粒度划分方法,对青海湖东岸沙地多个风成砂-古土壤沉积剖面进行了系统分析。结果表明：粒级划分对于敏感组分提取结果具有一定的影响,对数粒级提取的粗粒敏感组分比细粒组分具有更大标准偏差,而线性粒级的提取结果则显示细粒组分对于环境变化更为敏感;两种方法提取的细粒敏感组分差异较大,而较粗组分和粗粒组分较为一致。在运用粒级-标准偏差法提取环境敏感粒度指标时,两种划分方法都能有效地提取粗粒敏感组分,而在提取细粒敏感组分方面线性粒级较对数粒级划分法能取得更好的效果。采用线性粒级-标准偏差法提取了青海湖东岸沙地风成沉积物粒度敏感组分,发现黏粒组分（0~4μm）可以作为夏季风强度变化的替代性指标,中细砂组分（144~321μm）可以指示风沙活动的强弱,极细砂组分（60~126μm）可能受局部地形的影响较大,其古气候意义有待进一步查明。     

汉江上游郧西郧县段古洪水事件光释光测年及其对气候变化的响应

通过对汉江上游的野外考察,发现汉江上游郧西-郧县段第一级阶地前沿全新世土壤剖面中夹有多层古洪水滞流沉积物,选择该河段的归仙河口（GXH）剖面进行了详细野外观察,结合粒度成分和磁化率指标分析,证明它们是典型的古洪水滞流沉积物。采用石英的单片再生剂量法（SAR）获得了该剖面中9 个样品的光释光年龄值。基于测定的光释光年龄、考古断代和地层对比结果,确定这四期洪水事件分别发生在距今12500-12000 a、7500-7200 a、3100-2800 a,1000-900 a。通过与汉江上游地区、国内和世界各地的多种指标气候变化记录的对比分析,进一步探讨了汉江上游郧西郧县段全新世以来发生的多期古洪水事件发生的气候背景,这一认识有助于深入理解区域洪涝灾害对全球气候变化的响应规律。     

山东埠西黄土剖面沉积特征及古气候环境意义

对山东济南章丘埠西黄土剖面进行了系统的野外调查,并对山东章丘埠西黄土剖面进行了粒度、磁化率以及光释光测年等指标研究分析,结果表明：① 根据粒度测量数据和粒度参数变化特征,并运用萨胡判别公式对其沉积环境进行判别,可知山东埠西剖面黄土沉积主要为风成沉积。通过粒级—标准偏差方法提取的环境敏感粒级分别为7.08~8.91 µm和39.81~50.12 µm;② 磁化率变化与不同粒级百分含量的变化之间具有明显的相关性,其中低频磁化率变化范围为32.38×10^-8~138.46×10^-8m³kg^-1,高频磁化率在 30.62×10^-8~123.31×10^-8m³kg^-1 之间变化,其变化特征一定程度上反映了埠西黄土剖面形成时的古气候环境信息;③ 结合光释光年代的测量数据与前人的研究成果,可将该黄土剖面划分为3个黄土层和3个古土壤层,该剖面记录了末次冰期以来该区域古气候环境的变化历史过程。     

他念他翁山中段第四纪冰川沉积物时空分布特征与环境

他念他翁山中段位于横断山脉西部,保留着良好的第四纪冰川遗迹,论文以该地区第四纪冰川沉积物为主要研究对象,通过光释光(Object-source lighting, OSL)测年、粒度、磁化率、矿物及化学元素分析等方法,探讨研究区第四纪冰川沉积物在不同时期的沉积学、矿物学、环境磁学以及元素地球化学特征,结合相关环境指标分析该区的环境特点。研究表明：① 冰川沉积物总体沉积特征是大小混杂、无层理、无分选、风化程度由倒数第二次冰期到新冰期依次减弱。② 研究区冰川沉积物细粒部分在粒度频率曲线上主要呈现双峰或多峰,反映出沉积物的物质来源复杂、形成动力多样。冰碛物的平均粒径在空间上表现出距冰川作用源头越远粒径越小的规律,主要是受冰川作用强度和风化时间长短的影响。③ 冰川沉积物的磁化率值为8.72×10^-8~298.00×10^-8 m³·kg^-1,其中冰水沉积物磁化率的平均值(178.51×10^-8 m³·kg^-1)和波动幅度(17.43×10^-8~298.00×10^-8 m³·kg^-1)要大于冰碛物(平均值19.82×10^-8 m³·kg^-1,波动幅度8.72×10^-8~42.95×10^-8 m³·kg^-1),反映出磁铁矿集中分布的粒级与冰水沉积物组成的粒级相似。④ 地球化学和矿物学指标反映青古隆地区古气候的总体特征为寒冷干燥,其中在末次冰盛期时气候最为干旱,末次冰期中冰阶时气候较为干旱、降水量相对于末次冰盛期有所增加,倒数第二次冰期降水量相对于末次冰盛期和末次冰期中冰阶较多,但气温较低。     

青海湖湖东沙地河湖-风成沉积记录的中晚全新世以来环境变化

青海湖盆地因其独特的地理位置和气候环境,对气候变化响应敏感,是研究环境变化重要的场所。本研究在青海湖湖东沙地获取两个剖面,采用AMS¹⁴C测年,结合岩性、粒径组分和常量元素氧化物及其比值等多指标分析方法,重建了湖东沙地8.4 ka BP以来的环境演变过程。结果表明：除少量沉积物处于中等化学风化阶段外,大部分沉积物处于物理风化和初级化学风化阶段,说明自8.4 ka BP以来研究区气候环境总体上相对寒冷干燥。在千年尺度上,研究区不同时间段的气候环境存在较大的差异。8.4—4.2 ka BP气候相对温暖湿润;其中,8.4—6.2 ka BP河湖相和风成相沉积互层,表明存在明显的百年尺度气候波动;6.2—4.2 ka BP化学风化和淋溶作用较强,表明季风降水较多,径流较强,发育了较为稳定的湖泊沉积环境。4.2 ka BP以来湖泊消失,化学风化和淋溶作用减弱,沉积物从砾石转变为砂质黄土,显示气候较为冷干且波动较大。对比分析表明,中晚全新世以来青海湖湖东沙地的气候变化特征与东亚季风边缘区其他区域基本一致,并主导了区域沉积环境的演变过程。     

Paleoclimatic evolution indicated by major geochemical elements from aeolian sediments on the east of Qinghai Lake

As the largest inland lake of China, along with its unique landscape and geographical location, Qinghai Lake has got much attention of the scientists for a long time. The precursors have done substantive researches by using the lake sediment, which deepen our understanding of the climate changes in this region. Although sand dunes and loess sediment are widely distributed around the lake, so far the researches on geochemical elements from aeolian sediment have been less reported. In this paper, we selected a typical aeolian profile on the east of Qinghai Lake. Based on systematic sampling and analysis of seven major geochemical elements, combined with OSL dating and previous researches, this paper discusses climate changes in the Qinghai Lake area since 12.5 ka B.P.. Our conclusions are: (1) Before 12.5 ka B.P., the climate in this region was dry, cold, and accompanied by strong wind-sand activities. (2) During 12.5–11.9 ka B.P., the climate became warm and wet. However, there was an abrupt climate cooling event during 12.2–11.9 ka B.P., which likely corresponded to the Younger Dryas event. (3) During 11.9–8.0 ka B.P., the climate fluctuated greatly and frequently from warm to cold, and three cooling events occurred. (4) During 8.0–2.6 ka B.P., the climate was warm and humid. (5) Since 2.6 ka B.P., similar to the modern climate, the climate was mainly dry and cold.     

青海湖南岸全新世黄土地球化学特征及气候环境意义

位于青藏高原东北部的青海湖是我国最大的内陆湖泊，通过湖相沉积进行湖区全新世环境演变研究已取得诸多成果。作者选择青海湖南岸黑马河有绝对年代控制的全新世黄土剖面，利用CaCO2、CaO、MgO和Sr元素组分以及氧、碳同位素等较为可靠的地球化学指标，尝试进行了湖区全新世黄土的分层，探讨了黄土堆积过程中的气候环境演变。结果表明，青海湖南岸的黄土按成土作用强度的不同可分为两层：上部为成土化较弱的黄土层；下部为成土化较高的古土壤层，其仍可进一步分为两个亚层。全新世湖区气候环境的波动在地球化学分布特征中有较强表现。     

青海湖周边年代际气候振动及其对青海高原气候变化的响应

利用青海高原1958—2005年常规气象观测资料,统计了青海高原、青海湖周边的降水、气温序列,应用气候诊断方法分析了其年代际的变化规律及其成因。结果表明：青海湖周边1958年以来年度和四季平均气温均呈明显的上升趋势,秋、冬两季和20世纪90年代升温比较明显。降水量除秋季呈减少趋势外,年度和其他季节均呈增加的趋势。60—90年代青海湖周边除70年代冬季、80年代秋季、90年代夏季气候类型与青海高原不一致外,其他年代和季节气候类型均与青海高原完全一致,该区域年代际气候的振动主要是由青海高原自然的气候波动和人类活动引起的。     

青海湖区东部沙地植被及其特征研究

根据野外样地调查资料,对青海湖区东部沙地植被从区系特征及其物种多样性进行了研究,结果表明：①青海湖东部沙地植被种类组成简单,共有27科58属71种。其中禾本科比重最高为22.535%,其次为菊科占12.676%;再次为豆科占9.8592%;桔梗科等14科比重较小均占1.4085%。②地理成分上,湖东沙地植物区系以世界分布为主,共有16科,湖区植物区系中的优势科均为世界广布科;其次是温带成分10科;热带亚热带成分仅有1科。③生活型以多年生地面芽植物和地下芽植物为主,两者种类系数之和达到76.06%,一年生植物所占种类比重最小。④湖东沙地植被群丛多以单一优势种为主,物种多样性指数H、丰富度指数R1和均匀度指数Jsw三者的变化趋势大致是一致的,即随物种的增多,他们的指数趋向增大;生态优势度C的变化趋势则正好相反。⑤湖东沙地群丛物种相似性差异较大。固定沙地之间植被群丛相似性较高,流动半流动沙地与流动沙地之间则较低。     

流域水热条件和植被状况对青海湖水位的影响

湖泊是陆地水资源的重要组成部分,也是局地气候和全球环境变化的敏感指示器之一。湖泊面积增加和水位的变化直接反映了流域内水量平衡变化过程,对区域和全球的气候变化的反映较为敏感。利用线性趋势法对青海湖流域长时间序列气象、水文资料以及流域水热条件和植被生长状况进行分析研究,利用皮尔逊相关系数法计算了各因素与湖水位的相关关系,旨在定量评估区域气象、水文、植被等要素的变化对和湖泊水位变化过程的贡献,开展细致的青海湖水位变化特征的影响因子探讨与分析。结果表明：该流域气候呈现显著的暖湿化趋势,其中流域年降水量总体上呈现弱的增加态势,气候倾向率为10.8 mm·（10 a）^-1;流域年平均气温呈显著的升高趋势（P <0.01）。流域年可能蒸散率和年实际蒸散波动较大,年实际蒸散虽有波动但增加趋势非常明显（P <0.01）。流域净第一性生产力（P）平均值为2.86 t DM·hm^-2·a^-1,呈现显著的增加趋势（P <0.01）。从1961年开始湖水位呈现逐年波动下降的趋势,到2004年水位最低（P<0.01）;2004—2015年的近10 a连续上升,上升速率达14.4 m·（10 a）^-1（P <0.01）。流域气温升高、降水量增加,流域气候呈显著的暖湿化特征,入湖河流径流量也呈现出弱的增加态势;气候暖湿化特征导致流域生物温度增加,植被生长状况得到改善,[WTBX]NPP[WTBZ]显著增加。年降水量增多,河流径流量增大,湖水位抬升;前一年的降水量、≥0 ℃积温、温度、径流量、NPP和蒸发量对湖水位的影响更大;NDVI和NPP的增加反映流域植被生长状况得到好转,从而增加了流域植被水土保持和水源涵养能力,对湖水位产生间接的影响。降水量、≥0 ℃积温、温度、径流量和NPP对青海湖水位起到正反馈效应,而蒸发量对湖水位主要起负反馈效应,年降水量和年径流量是湖水位变化的最直接的影响因子。     

全新世湖泊沉积物TOC、C/N和δ^13Corg对千年尺度气候变化的响应

湖泊沉积物有机地化指标在古气候解释中具有复杂性和多解性。TOC、C/N和δ^13Corg作为3种常用的有机地化指标,现已广泛运用于东、中亚全新世气候变化研究中。以这3种指标为例综述了东、中亚全新世湖泊沉积有机地化指标的变化机制及影响因素。根据数据的综合分析与对比,大部分湖泊全新世沉积物TOC百分含量较高时,C／N比值也较高。这与沉积物有机质的来源有关,因两者TOC和C／N作用机制不同,也存在少数湖泊,其两者对应关系不明显;同一湖泊δ^13Corg与TOC及δ^13Corg与C／N对应关系相似;由于不同区域影响有机地化指标的因素不同,TOC、C／N和δ1^3Corg间的关系存在区域差异,据此可将研究区分为中纬度地区、青藏高原区和低纬度季风区。上述区域规律存在于研究中所选的大部分湖泊,由于有机地化指标作用机理的复杂性,也存在不符合这种规律的湖泊,因而上述结论有待于进一步讨论。     

青海湖湖东沙地风沙沉积物的粒度特征

通过对青海湖湖东沙地克土沙区不同类型沙丘地表沉积物粒度特征的水平变化和0～20 cm垂直变化的分析,可知自然固定沙丘的表层沉积物以细砂为主,其他沙丘以中砂为主,粒度参数随着地形起伏有不同的变化特征;随着深度的增加,粗颗粒逐渐增多,细颗粒逐渐减少,粒度参数随着深度的增加呈波动减小的趋势。通过比较分析,可得出人工治理措施对沙地地表环境的影响较大,能促进细颗粒物质的沉积,有效减少地表的风蚀量。     

库姆塔格沙漠东部复杂地貌地表沉积物化学元素组成初步研究

通过对库姆塔格沙漠东部的沙漠、戈壁、绿洲、湿地、干河床等地貌单元地表沉积物化学元素的分析,研究了不同类型沉积物常量、微量元素的UCC标准值、Ba-Sr含量比值、化学蚀变指数等特征。结果表明：各类型沉积物的元素特征差异显著,但都处于低等风化阶段。库姆塔格沙漠东北端的平沙地、灌丛沙地与北侧戈壁地表沉积物元素特征相近,物源是北山;沙漠东缘沙物质有相近的主元素含量和Ba-Sr含量比值,化学风化特征和Fe、Mg含量自北向南呈现渐变趋势,表明受到偏北风的搬运混合作用,其可能的物源包括南部阿尔金山洪冲积物、东侧的干河床和戈壁。沙漠与敦煌绿洲间的戈壁地带化学风化微弱,区域差异不明显,但不同部位沙物质的元素含量有近源性。鸣沙山西侧的沙物质元素不同于库姆塔格沙漠,而与之相近的党河漫滩相近,因此其最有可能的物源是党河。     

青海湖水量变化模拟及原因分析

为了探讨气候变化和人类活动对流域水文过程的影响,以分布式水文模型SWAT为基础,结合湖泊水量平衡模型,建立了青海湖水位(水量)模型,模拟了青海湖过去几十年水位变化过程。水文因子分析表明,20世纪80~90年代青海湖流域径流和湖泊水位变化的主要原因是气候变化。根据不同气候情景,对未来青海湖水位变化进行了预测。结果表明,未来30年径流增加的可能性比较大,青海湖水位下降速度将会减缓甚至出现上升趋势。这一结果将会缓解青海湖流域水资源日益紧张的局势,并有利于植被的恢复,减少土地沙化面积,对流域生态环境的改善和社会经济的发展将会有极大的帮助。     

基于景观结构变化的青海湖流域湿地空间分析

以青海湖流域为研究区域,以遥感影像为主要信息源,以景观指数为空间分析方法,从流域和县域两级水平对青海湖流域1977-2000年湿地景观变化进行空间分析。结果表明:近30年青海湖流域湿地面积净减少101247hm2,斑块数目增加了1099个,破碎程度明显增加,分离度呈上升趋势,分维数逐渐变小趋近于1,人类活动的加剧导致青海湖流域湿地景观空间结构变化。