南海巽他陆架末次冰期以来的孢粉记录初步研究

通过分析沉积速率较高、且有同位素准确测年的南海南部巽他陆架18323柱状样的孢粉记录,分析重建该地区31 ka BP以来的植被和气候变化历史。结果表明,末次冰期以前植被主要组成是热带低地雨林,到末次冰期温度降低,热带低地雨林含量减少,草本植物含量剧增,红树林几乎绝灭;再从末次冰期到融冰期气温升高,热带低地雨林回升,对海平面变化反应敏感的红树林含量稳定增加。研究认为末次冰期前到末次冰期气温降低,湿度下降,到融冰期气温波动性回升,海平面升高。     

南海东部ZSQD225柱状样的孢粉记录及其古环境意义

对南海东部ZSQD225柱状样的孢粉记录的研究表明,自下而上可建立5个孢粉组合带:Ⅰ带:Polypodiaceae-Pinus-Quercus-Pteris-Cyathea;Ⅱ带:Quercus-Polypodiaceae-Pinus-Lycopodium-Gramineae;Ⅲ带:Polypodiaceae-Microlepia-Castanopsis-Pteris-Pinus;Ⅳ带:Podocarpus-Artemisia-Castanopsis-Polypodiaceae-Pinus;V带:Artemisia-Castanopsis-Polypodiaceae-Pinus-Quercus,并依此划分了4个古气候古环境演化阶段.结果显示研究区经历了温暖潮湿—炎热潮湿—温暖湿润—温暖稍干的气候变化过程.通过与南海东部184站钻孔的对比,大致划分了ZSQD225柱状样的地层时代.     

内蒙古、冲绳海槽和中国南海末次冰期盛冰期以来古气候记录

来自东亚夏季风北界内蒙古一个盐湖的岩心沉积物内发现粗粒沉积物 ,既可沉积在湖泊收缩期 ,也可以沉积在沙丘再次活动时期。这些沉积物有机磷含量低而碎屑组分高 ,说明它沉积在一种干旱的环境中 ;反之 ,有机质含量高而碎屑组分低的细粒沉积物则最终沉积在高湖面期 ,这是因为砂坪呈围迁状态及风成尘埃较好地保存于水体中。所揭示的三个湿期分别是 13.4～ 8kaBP、6 .4～ 5 .8kaBP和4.2～ 3.1kaBP ,第一期最湿 ,其次是第三期、第二期。上述干和湿期自始至终和早先发现的同一个干旱和半干旱转换带一致 ,但是 ,这和中国大陆东部、台湾岛、冲绳海槽和中国南海所揭示的湿润的全新世大暖期不一样 ,而且 ,全新世最冷期 (4～ 2kaBP)则对应内蒙古的一个湿期 (即 4.2～ 3.1kaBP) ,这些差别可能是由于高蒸发量远远地超过了较高的季风降水量 ,这是确定夏季风北界在该地区有效湿度的一个关键标志。     

漓江流域末次冰期以来气候环境变化研究进展

为更好地认识漓江流域过去气候环境变化,更好服务于漓江流域未来气候环境预测、生态环境建设及资源环境可持续发展,本文对漓江流域末次冰期以来的气候环境研究现状进行了总结和综述。总结了年代学、现代过程研究、古气候环境重建和古人类演化方面的进展及存在的问题,并对下一步的研究方向进行了分析和探讨。希望能促进华南地区过去气候环境变化研究,并对经济社会可持续发展提供借鉴和参考,助力桂林可持续发展创新示范区建设。     

末次冰期以来南海北部物源及古环境变化的有机地球化学记录

文章在AMS～14C定年的基础上建立了南海北部MD05-2905钻孔（20°08.17′N,117°21.61′E）末次冰期以来有机地球化学记录的时间序列,利用其中的正构烷烃、甾醇和烯酮等有机分子标志物对南海北坡25ka以来沉积物物源、气候环境变化进行探讨。长链正构烷烃总含量和浮游植物标志物总含量表明25.0～14.5kaB.P.时段南海北部沉积物中陆源物质输入、海洋初级生产力浮游植物输入均较高,14.5～8.5kaB.P.时段迅速降低,全新世8.5kaB.P.之后稳定在较低水平。末次冰期海平面低,陆架出露面积大,陆源物质搬运至沉积地点的距离短,强盛的冬季风及其驱动的洋流有利于大量的陆源物质搬运至该沉积地点;14.5kaB.P.,对应于MWPIa时期,陆源物质输入迅速减少,海洋初级生产力的迅速降低,印证了此时海平面的快速上升。C31/C17物源参数表明陆源物质输入和海洋内生源输入在25.0～14.5kaB.P.时段和14.5～8.5kaB.P.时段分别占据了主要地位,这表明海平面变化对陆源物质输入影响可能更大;全新世8.5ka之后,陆源、海洋内生源输入交替占据主要地位,这可能与东亚季风增强有关。从有机分子标志物研究来看,海平面的变化对陆源物质输入及总海洋初级生产力可能均有重要控制作用,但海洋初级生产力中某些藻类如硅藻可能受控于不同的气候因素。C28甾醇含量指示硅藻在MWPIa和MWPIb时期大量增多,这可能是14.5～8.5kaB.P.海洋内生源输入相对较多的重要原因,同时,对11.0～8.5kaB.P.时段的碳酸钙低值事件可能有一定贡献,但其对海陆环境的响应还有待于进一步研究。     

漓江流域末次冰期以来气候环境变化研究进展

为更好地认识漓江流域过去气候环境变化,更好服务于漓江流域未来气候环境预测、生态环境建设及资源环境可持续发展,本文对漓江流域末次冰期以来的气候环境研究现状进行了总结和综述。总结了年代学、现代过程研究、古气候环境重建和古人类演化方面的进展及存在的问题,并对下一步的研究方向进行了分析和探讨。希望能促进华南地区过去气候环境变化研究,并对经济社会可持续发展提供借鉴和参考,助力桂林可持续发展创新示范区建设。     

低纬西太平洋末次冰期以来海洋孢粉记录对海平面变化的不同响应

通过对菲律宾南部MD06-3075和婆罗洲东北部MD98-2178两个深海钻孔的孢粉分析,结合氧同位素记录以及西太平洋地区已有的孢粉记录,得到末次冰期研究区域海洋孢粉中的红树林花粉和蕨类孢子含量比间冰期时要低,特别是在末次冰盛期。这可能体现了冰期时海平面较低,湿度较低等环境和气候条件。同时,西太平洋一系列海洋孢粉记录的对比发现,南海南部陆坡地区冰期时的红树林含量仍然较高,巽他陆架等地区冰期时的蕨类孢子含量则表现为明显高值。这些记录的差异可能说明了由于不同地区的地形分布特征不同,在冰期海平面下降时,导致陆架出露的幅度存在明显的差异。如果陆架较宽,则海平面波动会显著改变植被分布范围和孢粉传播距离等,从而对孢粉数据的气候、环境指示意义产生影响。因此,海洋孢粉数据解释时需要结合多种沉积记录指标以及地球物理调查等,提高海平面变化以及相应的沉积环境演化对孢粉搬运沉积的了解程度,增强海洋孢粉中古气候、古环境信息的有效提取。     

末次冰期以来南海北部沉积有机碳记录及其古植被环境信息

末次冰期以来南海北部深海沉积物中陆源植被碎屑来源及其指示的植被类型变化等一直存在争议。正构烷烃比值、正构烷烃碳同位素(δ13Calk)及总有机碳同位素(δ13CTOC)等有机碳指标的应用可能为之提供新的证据。南海北部MD05-2905岩芯中正构烷烃比值C31/C27,C31/(C31+C27+C29)和ACL(长链烷烃平均链长)等呈现末次冰期高,全新世低的变化,指示末次冰期草本植物相对增多,全新世木本植物较多。δ13CTOC及δ13Calk均呈现末次冰期相对偏正,全新世偏负的变化,指示C4植物在冰期增多,间接印证草本植物的增多。末次冰期,由于相对冷干的气候、大气CO2浓度的降低,以及低海平面导致陆架的广阔出露,均有利于更多草本植物的生长。末次冰消期及全新世随着温度的升高及降水的增多,森林植被发育,C3植物相对较多。该岩芯碳同位素结果与南海北部孢粉结果的对比表明,南海北部深海沉积中正构烷烃指标指示南海北部周边较大区域范围的植被变化信息。     

莱州湾南岸滨海平原晚更新世以来古环境演变的孢粉记录

依据莱州湾南岸A1钻孔孢粉分析，结合14C、热释光测年、沉积物粒度、岩性等资料，对A1钻孔自下而上划分为7个孢粉组合带，并概括它们的主要特征。利用孢粉组合，探讨了120 ka BP 以来莱州湾南岸咸水入侵区的植被发展以及气候的冷暖、干湿交替变化。在85～76 ka BP、50～24 ka BP和10～4 ka BP出现三次暖湿期，分别对应于“羊口海侵”、“广饶海侵”和“垦利海侵”。在三次暖湿期中发生海陆交互相滨岸沼泽或湖泊相沉积，植被类型为落叶阔叶林或针阔叶混交林滨岸草原。在76～50 ka BP和24～10 ka BP两次冷干期为陆相沉积环境，前者出现以针叶林为主的草原植被类型，后者出现干冷的针叶林干旱草原或荒漠草原植被类型，它们分别对应于早大理亚冰期和晚大理亚冰期。孢粉组合所反映的莱州湾南岸晚更新世以来的环境演化同全球性的气候事件及渤海沿岸环境变化具有很好的可比性。     

南海南部120ka以来元素地球化学记录的东亚夏季风变迁

利用XRF岩芯元素扫描仪对南海南部MD05-2896孔岩芯样品进行1 cm间隔的元素测试。该孔底部年龄约为120ka。研究表明,南海南部间冰期夏季风活动增强,上升流发育;夏季风和降雨带来的陆源有机物输入增加,提高了表层的生产力;冰期夏季风减弱,陆源有机物输入减少,表层生产力降低。海洋表层生产力在MIS3早期(60~40 ka)较高,指示该时有特强的夏季风,上升流作用增强。Ba/Ti值表明东亚夏季风的强弱变化,并与北半球夏季日射量基本呈线性关系,体现了东亚夏季风演化的天文驱动机制。     

南海北部深海花粉记录的环境演变

本文报道了南海北部深海沉积物中花粉的研究结果。所研究的17940孔长13．30m,包括最近4万年的沉积物。共鉴定统计103个样品,样品间距10cm,分辨率约为360a,自下而上分为3个花粉带和8个亚带。P1带(13．06～8．70m,约37000～15000aB．P．)以山地针叶树(Picea,Abies,Tsuga)花粉高含量组合与蒿属花粉占优势组合交替出现为特征,指示冷湿及温干频繁交替的气候。根据氧同位素资料该带相当于3期及本次盛冰期。P2带前期(P2-a亚带,8．70～7．23m,约15000～11300aB．P．)热带-亚热带常绿阔叶乔木花粉增加指示气候变暖,其中14000aB．P．前后红树林的高峰可能是海平面一度上升的结果;P2带后期P2-b亚带(7．23～660m,约11300～10000aB．p．)高山雨林及山地针叶树花粉增加指示气候变冷。根据氧同位素资料P2－a亚带与Bφlling－Allerφd升温期相当,而P2－b亚带属新仙女木期。P3带(660～0m,10000aB．P．至现在)为全新世,花粉组合以松属花粉占绝对优势,与现代南海北部表层沉积物中花粉组合相似,说明近万年以来南海北部气候与现代气候相近。近1400年来芒其孢子突然增加说明人类活动加剧。     

27万年来南海南部上部水体结构和古生产力变化的古海洋学记录

浮游有孔虫属种的分布与表层海水温度和上部水体结构的变化以及古生产力水平的高低密切相关,其壳体的地球化学特征也运载着诸多古海洋学信息。本文对南海南部TX05站（6°20.6'N,111°16.2'E;水深1750m）钻孔91个沉积物样品中的浮游有孔虫Globigerinioides ruber、Globigerinoides sacculifer和Pulleniatina obliquiloculata壳体进行了氧、碳稳定同位素（δ ¹⁸O和δ ¹³C）分析,结合5个AMS ¹⁴C测年数据点和5个氧同位素年龄控制点,重建了氧同位素期（Marine Isotope Stage,简称MIS）8期（大约27万年）以来该站温跃层深度和古生产力变化的历史。结果表明,G.ruber、G.sacculifer和P.obliquiloculata壳体δ ¹⁸O记录的冰期-间冰期温跃层海水温度变化幅度大于表层海水,表层海水温差约为3.4℃、温跃层海水温差约为3.7℃。有孔虫温跃层与表层属种壳体的δ ¹⁸O差值（△δ ¹⁸O_{（P.obiliquloculata-G.ruber）}）表明温跃层整体上呈变浅的趋势,特别是自倒数第二个冰消期以来最为明显,且在间冰期时浅、冰期时深。在MIS 8来,上述所有壳体的δ ¹³C呈现逐渐变重的趋势,且在间冰期时相对其前一个冰期时重。3个属种壳体的碳同位素记录表明研究站位的初级生产力自表层向下逐渐增大,到水深50m左右达到最大值,再往深层则递减;其差值（△δ ¹³C_{（G.ruber-P.obliquiloculata）}）、以及浮游有孔虫绝对丰度和高生产力属种的百分含量均显示古生产力水平以倒数第二个冰消期为界呈现阶段性的上升,且总体上在间冰期时较高、冰期时较低。温跃层深度和古生产力的变化可能主要与冰期-间冰期差异逐渐增大背景下的东亚冬、夏季风的强化有关。

     

南海深海沉积物花粉记录的快速气候波动事件

本文根据17940柱状样花粉研究结果,分析了南海末次冰期以来千年尺度气候波动事件,并利用频谱分析方法得到南海深海沉积物花粉记录的气候变化的周期。本文研究认为,这种千年级准周期的气候波动可能与高纬度地区的亚米兰科维奇准周期性事件进行对比;它也可能反映了E1Nino-SouthernOscillation（ENSO）系统较长周期的变化,其形成和演化机制仍待进一步探讨。     

南海北部5万年来的表层海水盐度及东亚季风降水

为了探讨末次冰期以来南海北部区域降水变化对东亚夏季风强度变化的响应,利用南海北部191PC柱状样有孔虫壳体氧同位素和镁钙比值,重建了过去5万以来的表层海水温度和海水氧同位素变化。通过分析南海北部淡水收支的主要影响因素,认为夏季风降水是本研究站位海水盐度的主要影响因素,而海平面变化导致的冲淡效应变化并非主导因素。基于此前提,将剩余海水氧同位素作为区域降水变化的指标,结果表明,南海北部降水量与东亚季风强度在50~10kaB.P.间变化趋势较一致,10kaB.P.以来则呈相反的变化趋势。本文通过对比分析南海和西太平洋相关站位的古盐度变化、东亚陆地的干湿变化,结合数值模拟结果,认为50~10kaB.P.之间,北半球大陆冰盖对东亚夏季风的影响较强,东亚内陆和南海北部降水同时响应北半球高纬气温变化,表现出冷事件时降水少而暖事件时降水多的特点。而在10kaB.P.以来,南海北部和华南地区降水量与东亚季风强度变化趋势相反,表现出东亚-西北太平洋区域降水量分布的海陆差异特征。此现象与中全新世南北半球夏季辐射量不对称变化和海陆热容差异导致的温度、水汽重新分布有关。     

对南海北部陆坡至东海南部“残留特提斯”的几点认识

特提斯构造域是指发育于欧亚大陆南缘的一条全球性纬向展布的构造域,在该构造域内发育有许多蕴含丰富油气资源的沉积盆地,是世界上最主要的含油气区。通过对比分析世界上典型的"特提斯域"所拥有的特有沉积及构造环境及其对油气生成、聚集成藏与保存带来的深刻影响,如赤道封闭型浅海碳酸岩盐礁为主夹页岩的沉积主体及有机质类型为Ⅰ、Ⅱ型及蒸发岩盖层等特征,并通过对实际勘探资料的对比分析,认为南海北部、东海南部中生代缺乏典型"特提斯域"沉积及典型特提斯型大型油气藏成藏条件。     

南海南部晚第四纪表层海水温度的变化及其与极地冰芯古气候记录的比较

本次研究选取南海南部"太阳号"95航次17961-2柱状样(8°30.4′N,112°19.9′E,水深1795m,柱长10.3m)的175块样品进行浮游(Globigerinoides ruber)和底栖有孔虫(Cibicidoides wuellerstorfi)的氧碳稳定同位素及浮游有孔虫G.ruber壳体的Mg/Ca比值测定,再造了距今约140ka以来时间分辨率约800年的表层海水温度(SST)变化,揭示末次冰期南海南部的SST曾降温达约5℃,且存在类似Dansgaard-Oeschger(D/O)事件的千年尺度波动。将南海南部的研究结果与极地冰芯古气候记录进行对比,发现在千年时间尺度上南海南部SST的变化特征与南极冰芯的古气候变化相一致,而与格陵兰冰芯δ18O所展示的锯齿状形态D/O事件的变化不一样,且最近的两个末次冰消期南海南部SST与代表高纬冰盖体积大小的底栖有孔虫δ18O几乎同步变化,反映南海南部热带海区古气候变化的特殊性,为进一步研究低纬热带海区在全球古气候变化中的作用提供了新证据。