新疆西风区黄土与古土壤磁化率变化特点

在东部季风区的黄土研究中,磁化率是反映季风区气候变化的重要替代性指标之一,但关于中国西风区黄土磁化率的研究至今仍然为空白。通过对新疆典型的西风区——伊犁地区现代土壤和两个典型剖面黄土与古土壤序列磁化率研究发现,两个剖面黄土与古土壤磁化率特征存在差别。地处荒漠草原地带的则克台黄土剖面中马兰黄土的磁化率值略高于弱成壤层,末次间冰期古土壤层的上部磁化率也低于黄土,与东部季风区相比黄土磁化率偏高;而位于草原地带的库尔德能布拉克剖面黄土磁化率为低值,古土壤为高值,表现出与东部季风区类似的变化特点。两个黄土剖面所反映的磁化率的区域差异在一定程度上揭示了气候对磁化率变化的控制作用,但另一方面也反映了该区磁化率物理意义的复杂性。提出虽然在西风区黄土记录研究中不能简单套用东部季风区的方法,但磁化率和碳酸盐含量在西风区可指示湿度变化。     

中国西风区黄土常量元素地球化学行为与古环境

位于中国西风区新疆伊犁盆地黄土与古土壤样品的常量元素分析表明，其烧失量和SiO2含量与样品的碳酸盐含量正相关。黄土与古土壤SiO2含量没有明显差别，但Al、Fe、Mn和K在古土壤中发生一定的分异，代表了相对强的成壤作用。与黄土高原相比，伊犁盆地 末次间冰期古土壤富钛、铁、锰、镁和钙（个别样品除外），而黄土高原S1更加贫钠和钾，而且钙含量很低；末次冰期黄土富锰、镁和钙，贫纳和钾，而黄土高原L1以富钙贫钠、钾为特征。常量元素地球化学行为揭示，伊犁黄土与古土壤较黄土高原同期黄土与古土壤形成于更加干旱的气候环境中。     

新西兰黄土和中国黄土的对比研究

根据野外观测和实验室分析,本文详细地论述了新西兰黄土在分布、粒度组成、矿物成分、化学成分、石英砂表面微结构及古土壤等方面的特征,并通过与中国黄土的对比,指出新西兰黄土形成于比较潮湿的气候条件之下,其物源主要来自当地的河流泛滥平原、冰水平原和低海面时的大陆架平原,是风力就地吹扬堆积的产物。     

雅鲁藏布江河谷黄土的沉积特征及成因

在野外调查和室内资料分析的基础上,对西藏雅鲁藏布江中部流域河谷地区黄土的形成时代、物质特征及成因进行了研究,认为该黄土是近源黄土,形成时代与青藏高原东缘武都黄土相近。黄土的重矿物组成明显受到雅鲁藏布江河谷第四纪碎屑物质的影响,其地球化学元素构成与黄土高原北部榆林剖面相近,粒度组成以100~50μm和50~10μm的颗粒为主,为沙黄土。该黄土是在雅鲁藏布江河谷丰富碎屑物质、宽谷与峡谷相间地貌特征的基础上,受冬季或寒冷时期西风急流和河谷与山地间热力差异产生的谷风搬运堆积,并在温暖时期经历生物、化学、粘化作用等过程共同形成的。     

天水黄土沉积特征与环境变化

中滩剖面系中滩镇渭河第四级阶地上的黄土堆积,通过黄土剖面的地层结构及粒度分析表明,其形成于0.9 Ma以来,河漫滩堆积年代为0.86—0.94 Ma。在过去1 Ma以来,中滩黄土及河漫滩剖面的地层特征、粒度曲线表明其记录了9个湿热-干冷气候旋回,3次冬季风强化阶段,存在着3次极端干旱事件。中滩黄土粒度特征以粉砂为其众数粒级,其次为粘土颗粒,不同于黄土高原其他地区,可能与秦岭北麓的湿润环境及六盘山对冬季风的阻挡有关。     

晚更新世中期以来克里雅河流域黄土沉积特征与环境演化

昆仓山中段克里雅河流域不同海拔黄土样品的物质组成，地球化学成分、孢粉组合表明塔里木盆地的继粒物质是其物源。黄土分布于２３００ｍ的前山地带至４９００ｍ高山带，自低而高，黄土厚度变薄，颗粒由粗变细。＾１４Ｃ年龄测定显示本区黄土物质由晚更新世中期（５００００－６００００ａＢ．Ｐ．）－全新世风力搬运的粉尘堆积而成。     

新疆伊犁地区黄土的粒度特征与物质来源

伊犁地区是新疆重要的黄土分布区之一。黄土的粒度分析结果表明,与东部季风区黄土类似,黄土组成中以粉砂占优势,但伊犁地区的黄土却以砂含量低,细粉砂的粘粒含量高而显著区别于黄土高原的典型黄土沉积和新疆其它地区的黄土,反映西风的远源输送在该内土形成过程中扮演着重要角色,粉尘来自西部荒漠。     

15万以来极地冰芯,黄土,深海沉积的对比研究与全球变化

由极地冰芯记录、中纬黄土记录和沉海沉积记录的对比可得，１５万年以来全球变化的基本框架为：末间冰期，从距今１４万年开始到约１２．５万年达鼎盛，可分为五个阶段，即冰芯中三次高温期夹两次低温期；黄土中三层古土壤夹两层黄土；深海海积中三次高海面夹两次低海面。末次冰期，距今８万年到１万年，可分为三个阶段，早、晚冰段和中间的间冰段。早、晚冰段盛期气候寒冷程度相当，但晚冰段最低温持续期更长，造成海面比早期更低。     

西北西风区与东部季风区年气温变化特征对比分析

利用我国西北西风区138站、东部季风区375站1964\_2006年43 a的年平均气温资料,对其时空变化特征及气温变化倾向率进行了对比分析。结果表明,西风区与季风区的时间变化规律基本一致,总体是在波动中呈一致的上升趋势,上升的趋势均是随着时间的推移而增加的,但西风区的年际变化更为剧烈,年际变化幅度大;除西风区1站和季风区4站具有负温度变率外,其余各站均为正温度变率,西风区≥0.4 ℃/10a变率区位于新疆西北部、新疆东部至青海西部的带状分布区及内蒙中部地区,而季风区≥0.4 ℃/10a位于受季风影响相对弱的北部地区,主要是西安-天津以西、以北的华北、东北地区。     

夏季风降水在我国西北地区不同粒级方解石记录上的反映

碳酸盐含量一直被作为指示干旱和季风变化的良好指标,但其发生与夏季风降雨的关系始终没有得到明确的科学证明。通过西北黄土覆盖区到物源区现代土壤、全新世古土壤S0和末次冰期最盛期黄土L1中不同粒级方解石含量的系统分析,揭示出中、粗粒级方解石含量少、变化小和无规律性,而＜2 μm粒级的细粒方解石含量高、变化大,且规律性强。现代土壤和古土壤S0淋溶层中的细粒方解石含量随降水量的增大而降低,黄土L1中方解石的含量变化则没有明显的规律性,与方解石总量和碳酸盐含量变化类似。这表明细粒方解石含量是导致方解石总量和碳酸盐含量变化的主体,代表了成壤时期形成的次生方解石,反映了成壤作用的强度和夏季风降水的变化。     

黄土高原100万年以来东亚夏季风演变信号的多尺度分析

在研究黄土高原东亚季风地质时期周期演变中,利用经验模态分解(EMD)方法对黄土高原甘肃省灵台和赵家川黄土剖面约1 MaB.P.以来磁化率时间序列进行多尺度变化分析,结果表明:1)0~0.8 MaB.P.地球轨道三要素中的偏心率准400 ka、100 ka周期在黄土沉积中反映明显,方差贡献率达35.19%,还发现16 ka的岁差周期及334 ka1、77 ka5、8 ka、31 ka、7.9 ka、3.9 ka的非轨道准周期;2)0.8~1 MaB.P.也发现地球轨道三要素中的偏心率准100 ka周期2、1 ka岁差周期及55 ka、8.3 ka、3.5 ka非轨道准周期,偏心率准100 ka周期具有主导地位(方差贡献率达37.44%);3)尽管黄土记录的东亚夏季风100 ka周期的产生机制已有多种假说,古气候学界还是普遍认为它产生于某些尚不清楚的过程,有待进一步研究。     

气温变暖对西北西风带冬季气温的影响分析

利用中国西北西风带139个气象站1961—2006年历年冬季气温资料,采用线性趋势分析、多项式拟合、EOF、REOF、Mann-Kendall、滑动t-检验、子波分析和功率谱分析等方法,分析了46 a西北西风带冬季气温对气候变暖的响应。结果表明:①中国西北西风带冬季气温近46 a增温率为0.55 ℃/10a. 增温显著的地方是陕西西部、甘肃、宁夏、内蒙古大部、青海中北部-塔里木盆地。仅青海的河南州局地有显著的下降趋势。表明除青海高原局部地区外其余大部分区域增温显著,同步响应全球变暖。②大部分区域冬季气温的年际变化稳定性差,青海高原相对稳定。③冬季气温的演变在西风带一致性程度较高。从20世纪60年代中期开始发生降温-升温转型,1986年有一次显著突变,其后气温达到一个更显著的增暖时期,21世纪初略有回落;全区性的前10个偏热年,80%出现在20世纪90年代及以后,各分区的异常偏热年,90%也出现在1990年以后;气温异常变化存在5 a左右的年际周期,在20 a以上的气候变化层次上,气温趋势还处在偏高的位置。④冬季气温演变存在地域差异。一是蒙新区和陕甘宁青区南北变化相反;二是蒙陕甘宁区和青海新疆区东西变化相反。⑤根据REOF分析将该区冬季气温异常细分为蒙陕甘宁区、高原区、北疆区和南疆区4个分区。冬季气温的转折高原区有异于其他区域,高原区单调增温,无明显转折,而其他区基本一致,在70年代初期转为上升,90年代中期转为下降阶段;冬季气温的突变也是高原区有异于其他区域,高原区1997年发生一次突变,而其他区域则一致为1986年突变。     

陇中黄土高原夏季地表辐射特征分析

 利用实测辐射资料揭示了陇中黄土高原半干旱区夏季辐射特征。结果表明:该地区夏季晴天辐射比较强烈,总辐射最大瞬时值超过1 000 W\5m-2,有时甚至超过太阳常数。春小麦下垫面平均总辐射与典型晴天的日变化比值在0.6～0.8之间,净辐射比值在0.4～0.6之间,在裸地时也表现出同样的特点,表明在半干旱区云和降水对地表辐射的影响比较大。此外,日平均反射率起伏较大,最大为0.24,最小为0.11;春小麦下垫面的地表反射率为0.17,裸地为0.20。植被叶表面的水珠会导致反射率增大,而风速的增大会引起反射率的突变。受土壤湿度及太阳高度角和天气状况等因素的综合影响,不同天气条件下的地表反射率日变化呈现出比较大的差异。     

黄土丘陵区沙棘群落天然化发育过程中植物物种多样性研究

运用空间代替时间的方法,对黄土丘陵沟壑区不同发育阶段(3 a、8 a、15 a、25 a)的沙棘人工林群落内植物的种类、盖度、密度等进行调查,并分析了沙棘人工林群落天然化发育过程中物种多样性动态变化。结果表明:1.沙棘人工林群落天然化发育过程中主要以菊科、禾本科、豆科植物为主。其生活型变化为:一年生草本群落→多年生草本群落→半灌丛群落→灌丛群落。2.不同发育阶段沙棘群落灌木层物种丰富度呈增加趋势,草本层的物种丰富度呈先减少后增加的趋势;灌木层和草本层的S impson指数和Shannon-W iener指数在不同阶段沙棘群落中表现出大致相同的趋势,即草本层>灌木层。同一层次的物种多样性指数D和H′虽然数值不同,但在不同发育阶段有基本一致的趋势。草本层多样性指数在荒草地阶段较高,其他阶段的沙棘群落随发育时间的增加而减少;灌木层物种多样性指数随发育时间的增加而呈波动性增加。3.随着群落发育,群落相似性增加。总体上,随着沙棘群落的发育,不同科属的植物种类在增加,群落生态优势度增加,到15 a时群落趋向稳定。     

黄土丘陵区雨强对水流含沙量的影响

To study the effects of changes in the rainfall intensity on sediment concentrations in the Loess Plateau,the observed rainfall intensities and sediment concentrations from three typical small watersheds were used to analyze the relationship between these parameters.The results showed that the sediment concentration generally increased with the increasing rainfall intensity on slope scale.However,at watershed scale,a significant threshold phenomenon was observed for the effects of the rainfall intensity on the sediment concentration.When the rainfall intensity exceeds the threshold,the flood sediment concentration will no longer increase with the increase in the rainfall intensity.The rainfall intensity threshold increased with increasing vegetation coverage.The rainfall intensity threshold was 10–15 mm/h during 1956–1969,reached 20 mm/h from 1990 to 1997 and is approximately 40 mm/h at present.Due to a rainfall intensity of 10–15 mm/h almost happened every year,the vegetation did not change much from the 1950s to 1980s.Sediment yield mainly depends on soil erosion caused by surface flow,but the surface flow speed does not increase indefinitely with the increase in the flow discharge.Thus,the annual maximum sediment concentration of the tributaries in the loess area has been basically stable before the 1990s.     

1960~2010年西北干旱区极端降水特征研究

基于中国西北干旱区1960~2010 年70个台站逐日降水资料,采用欧盟组织(STARDEX)定义的降水极值指数,分析结果表明: ① 研究区近51 a来强降水发生频次、湿期平均长度表现出增多和增长趋势,干日数和干期平均长度表现出减少和变短趋势; ② 单次强水的强度在增加,表现为：湿日数减少,而降水的总量却显著增加。③ 湿日数减少主要是0~6 mm强度的降水日数减少,12~24 mm强度的降水日数显著增加,后者对降水总量的增加贡献较大。④ 绝大部分站点强降水（>12 mm）的雨日（量）都以上升趋势为主,表现为下降趋势的站点极少。     

中国西部雨季特征及高原季风对其影响的研究

 利用中国西部269站侯降水资料,对西部的主雨季进行定义,并分析讨论了雨季的空间分布和时间变化特征,结果表明,西部雨季演变是从西北和东南两头开始,相向中部移动,结束期也是如此,两头早中间迟。新疆的主雨季不明显;将西部雨季主要划分为北疆、南疆、高原西部、高原东部、东南区、东北区等6个区。各区降水量逐侯时间变化的分布有3种形态:南疆、高原西部和东南区为单峰型,北疆和高原东部为双峰型,东北区为三峰型。高原东侧和内蒙古西部雨季开始期推迟,结束期提前,雨季有变短趋势,西部其余地方相反,开始期提前,雨季有变长趋势。西部雨季开始期与结束期的年代际变化有同位相振动特征,即两者同时提前或推迟。初步分析了高原季风对西部雨季的影响。