西藏玛旁雍错沉积揭示的晚冰期以来环境变化

玛旁雍错位于青藏高原西南部,是研究印度季风演化的理想地区之一。利用活塞采样器在玛旁雍错75 m水深处获取了一根4.69 m长岩芯,利用^210Pb和AMS^14C测年确定了岩芯的年代,根据元素含量(XRF扫描)、总有机碳(TOC)、总无机碳(TIC)和总氮(TN)等代用指标,重建了该地区14 cal.ka B.P.以来气候环境变化。结果显示,冰消期(14~12 cal.ka B.P.),TOC和TIC含量变化显示了湖区环境整体上较为暖湿;12.0~11.4 cal.ka B.P.,径流明显减弱,可能是新仙女木事件的反映;早中全新世(11.4~3.4 cal.ka B.P.),湖区环境整体上以暖湿为主,气候有所波动,出现了两次冷事件(10.2~9.8 cal.ka B.P.和8.2 cal.ka B.P.左右),7.4~6.6 cal.ka B.P.,出现了一个暖时期;晚全新世(3.4~0 cal.ka B.P.),湖区环境整体上趋向于干旱化,并伴有两次相对湿润时期(2.6~2.0 cal.ka B.P.和1.4~1.0 cal.ka B.P.)。玛旁雍错环境变化表明,晚冰期以来(14.0~3.4 cal.ka B.P.),受到太阳辐射的影响,印度季风带来的降水以及冰川融水较多,湖区环境较为湿润,整体上有利于内源生物的生存;晚全新世(3.4~0 cal.ka B.P.),北半球夏季太阳辐射量减少,印度季风减弱,径流减弱,湖区环境朝干旱化方向发展。     

末次冰期东北地区食草动物群的演替及其环境意义

距今40ka年来东北地区大型食草动物记录显示,该区末次冰期极盛期前后,在冻土苔原大背景下可能经历了40ka B.P.森林草原、34.3ka B.P.疏林草原、30ka B.P.森林草原、22ka B.P.疏林草原、18ka B.P.森林草原、17ka B.P.疏林草原、14ka B.P.无树干草原及11ka B.P.疏林草原的演变过程,环境最恶劣最干冷的时段似乎在14ka B.P.前后.同时,该哺乳动物组合曲线与气候变化、冰川波动及海面升降等研究结果具有很好的可比性.整个环境演变过程还可与陕西关中渭河流域的3个哺乳动物群(咸阳动物群、蒲城动物群和大荔动物群)所反映的环境演变过程相对比,只是关中地区进入最干冷的无树干草原环境较早.研究认为,之所以产生这种差异是由于地区地理位置的差别,导致受东亚季风影响的强度不同,因而进入盛冰期的时间也有或早或晚的差别.     

青藏高原北部冰前湖沉积记录的中晚全新世冰川活动

青藏高原的冰川为亚洲地区大多数人口提供了重要的水资源,研究青藏高原的冰川活动历史有助于预估未来气候变化条件下的冰川响应。本文通过对羌塘腹地布若错沉积物岩芯的粒度、元素以及总有机碳等指标进行分析,重建了该流域中晚全新世以来的冰川活动历史。结果表明,布若错流域在5.2~4.0 cal.ka B.P.期间,冰川退缩,气候相对温暖;然而,4.0 cal.ka B.P.以来环境逐渐变干,印度季风持续减弱;随着3.2 cal.ka B.P.左右大规模的冰川前进,布若错流域进入新冰期,并受到较强西风的影响,气候寒冷干旱;1.3 cal.ka B.P.以来,流域内冰川仍然维持着较大规模,然而湖面却略有升高,可能反映了西风带来了一定的降水。此外,该流域存在4次显著的冰川前进事件,它们分别发生在3.6~3.4 cal.ka B.P.、3.2~2.3 cal.ka B.P.、1.9~1.7 cal.ka B.P.和0.4~0.1 cal.ka B.P.。这4次冷期与青藏高原其他古气候记录对应较好,这种频繁发生的冷事件可能与太阳辐射的长期衰减以及太阳活动的周期性变化有关,热带辐合带的持续南退是季风持续减弱的重要原因;此外,中晚全新世北大西洋的气候变化通过增强的西风环流对该流域产生影响。     

青藏高原东北缘冬给错纳湖全新世湖面波动

青藏高原处于东亚季风、印度季风和西风环流交互作用区.末次冰消期以来,太阳辐射对该地区的古气候环境产生了重要影响,湖泊随着季风系统的变化发生了明显的水位升降,对湖岸阶地的形成起到了直接作用.本项研究重建了青藏高原东北缘冬给错纳湖湖岸阶地记录的湖面波动历史,试图了解青藏高原季风系统演变过程.通过湖泊北岸265 cm厚湖岸阶地沉积物粒度、碳酸盐、矿物、元素和介形虫古环境指标,结合OSL年代模式,分析表明在约10. 2 ka B. P.之前水体较浅;约10. 2~9. 0 ka B. P.湖面开始上升,气候凉湿;9. 0~8. 5 ka B. P.为印度季风强盛期,湖面明显上升,降雨量增高、温度上升;8. 5~7. 9 ka B. P.湖面降低与气候变冷有关;7. 9~7. 0 ka B. P.印度季风开始减弱,气温、降雨下降,但有效湿度较大,湖面降低;7. 0~6. 1 ka B. P.湖面上升可能与低蒸发作用有关,印度季风仍然影响该地区;6. 1~5. 2 ka B. P.,印度季风衰退,气候逐渐变冷、降雨量减小、水体变浅;5. 2~4. 6 ka B. P.气候冷干,有效湿度减小,湖面进一步下降;4. 6 ka B. P.至今气候干冷,东亚季风衰退,湖面下降,期间也可能受西风环流影响而有短暂的降雨增加时期.     

全新世红原泥炭碳积累速率及其影响因素研究

探讨了全新世中国西南地区红原泥炭地的碳积累速率与气候变化的响应机制,综合腐殖化度、有机碳含量、干容重和纤维素碳氧同位素多指标,重建了红原泥炭地全新世气候变化和碳积累速率变化历史。在温暖湿润早全新世(11.5~6.2ka B.P.)初级生产力超过泥炭分解,是其快速积累期。此阶段红原泥炭碳积累具有明显北方泥炭碳特征。4.5~2.5ka B.P.气候温凉湿润既能促进初级生产力发展,又能抑制泥炭分解,出现高速积累期,此阶段红原泥炭积累速率具有明显热带泥炭碳特征。     

沙漠/黄土过渡带杨桥畔全新世地层微量元素特征及其所揭示的古气候变化

通过对沙漠-黄土过渡带杨桥畔全新世地层中20种微量元素的地球化学特征分析,结合年代学资料,探讨了该地区13.0ka B.P.以来的气候环境变化过程。研究表明,微量元素地层分布规律明显,化学成分具有很高地一致性,Cr、Cs、Co、Cu、Mn与I可作为衡量东亚夏季风强度的古气候替代性指标。根据主要微量元素演替所揭示的古气候变化特征,将该地区气候变化可划分为5个阶段:13.0~11.7ka B.P.气候干燥寒冷;11.7~10.0ka B.P.气候略温偏干;10.0~6.4ka B.P.气候温暖湿润;6.4~1.60ka B.P.偏冷干气候恶化期;1.6ka B.P.以来气候继续朝冷干方向发展,并且冷暖干湿交替频繁。通过与黄土、石笋等记录变化对比,发现杨桥畔地区全新世气候演化过程与全球气候环境的变化基本一致。     

昆仑山垭口地区第四纪冰川遗迹及冰期演化

基于成因-环境原则和多指标综合原则,依据昆仑山垭口地区的冰川地貌特征、冰碛物特征和孢粉信息,重建了该地区古环境演化历史。其中,冰碛物中的石英砂扫描电镜结果揭示了冰川、流水、风等地质营力对冰碛物的影响,孢粉分析结果在一定程度上可以恢复当时的植被类型。根据垭口冰碛ESR年龄280 ka B.P.和冰碛剖面特征,将其时代暂定为300~260 ka B.P.;根据纳赤台地区的冰川地貌和沉积物特征,确定纳赤台后沟沉积为冰水扇沉积,纳赤台冰期为600~400 ka B.P.;根据玉虚峰U形谷两道侧碛垄的ESR和OSL年龄将其时代暂定为末次冰期早-中期。结合前人的研究成果,将昆仑山垭口地区的冰期序列厘定为望昆冰期（700~500 ka B.P.）、纳赤台冰期（600~400 ka B.P.）、垭口冰期（300~260 ka B.P.）、玉虚峰冰期（115~44 ka B.P.）、本头山冰期（20~13 ka B.P.）。     

末次盛冰期以来兴凯湖的古环境演变——基于地磁场长期变化的年龄框架

对小兴凯湖内一根长6m的钻孔(XKH1)进行了沉积物颜色、粒度、古地磁和总有机碳、总氮分析。通过与贝加尔湖和琵琶湖沉积岩芯磁倾角记录的对比,建立了该岩芯的时间序列;基于多指标综合分析,重建了24ka以来兴凯湖区域古环境和古气候演化历史,讨论了湖区环境对东亚季风和北半球温度变化的响应;通过粒级-标准偏差方法获得的环境敏感粒级组分9.29~63.00μm能作为降水量的指标。末次盛冰期时(24.0~19.5ka B.P.),东亚冬季风盛行,XKH1岩芯沉积物平均粒径相对较粗,亮度(L~*)和磁化率(x)值高,有机质含量低,反映湖区气候冷湿,湖泊缓慢扩张,湖面比现在低。19.5~18.4ka B.P.,东亚夏季风逐渐减弱,使流域降雨量减少,湖泊收缩,沉积物有机质含量显著增加,可能在湖滨区域发育了沼泽沉积。18.4~15.1ka B.P.沉积物中植物茎碎片含量高,砂含量波动频繁,指示了湖面进一步降低。冰消期(15.1~11.4ka B.P.),沉积物磁化率(x)升高,色度值(a~*)减小,反映东亚夏季风逐渐增强,湖区降雨量增加,湖泊扩张,为高湖面时期,沉积层底部和顶部砂含量增加明显,环境敏感粒级组分9.29~63.00μm的含量呈现减小-增大-减小的变化规律,可很好的对应于OD/B-A/YD气候波动事件。进入全新世,夏季风进一步增强,11.2~10.6ka B.P.时,XKH1沉积物平均粒径增加,指示降雨量的增加为湖区带来大量沉积物,开始在近岸发育砂坝,大、小兴凯湖被隔开;3.80~0.58ka B.P.时,色度值(a~*)剧烈升高,发育虫穴构造并被黄褐色结核充填,指示湖面变浅,气候干旱。     

辽宁本溪高分辨率石笋氧同位素记录的东亚夏季风“2.8 ka”事件

本研究利用辽宁本溪庙洞石笋MD12,通过230Th定年和高分辨率氧同位素分析,并集成庙洞另一支石笋MD11序列,重建了3.04~2.60 ka B.P.时期辽东地区夏季风(降水)变化历史。该石笋氧同位素序列记录了2.8 ka事件的详细过程,事件的核心阶段起止时间约为2.76~2.66 ka B.P.,中心点位于2.68 ka B.P.,稍微晚于西南石笋氧同位素记录(约2.71 ka B.P.),但是在事件的开始时间上,庙洞石笋氧同位素记录比西南石笋氧同位素记录晚了约100年。因此,庙洞石笋氧同位素记录与西南石笋氧同位素记录中显示的缓慢减弱-快速增强模式不同,2.8 ka事件在辽东石笋氧同位素记录中表现为快速减弱-突然增强的变化模式,与太阳活动代用指标一致变化,支持太阳活动是2.8 ka弱季风事件驱动因子的观点。庙洞石笋氧同位素快速响应太阳活动的变化特征,说明其动力学机制可能是太阳活动减弱导致北半球高纬度地区温度降低,然后通过大气"遥相关"作用影响东亚夏季风。     

黄河源区距今13万年来古气候演化

综合分析黄河源区-青海玛多地区斗格涌盆地钻孔剖面的孢粉及易溶盐等气候代用指标,揭示了该区130ka B P以来的古气候演变规律。即:130.0-110.0ka B P寒冷干旱;110.0-82.0ka B P寒温较湿;82.0-10.4ka B P寒冷干旱;10.4ka B P至现代(即全新世)温湿冷干交替。全新世古气候又可划分为3期:早全新世升温期(10.4-7.5ka B P)(Anathermal);中全新世大暖期(7.5-3.5ka B P)(Megathermal);晚全新世降温期(3.5ka B P至今)(Katathermal)。本区古气候总的规律是:冷期长且比全球其它地方提前,暖期短且开始时期滞后。全新世以来气候波动具有千年尺度的振荡规律,晚全新世至今,气温有逐渐降低,湿度逐渐变干的趋势。      

全新世北半球典型冷事件的模拟研究

全新世冷事件期间的气候格局及其成因是过去气候变化研究的热点问题.利用基于通用气候系统模式开展的TraCE-21ka气候模拟试验资料,在定义和提取典型冷事件的基础上,分析了全强迫试验模拟的全新世北半球多次冷事件的规模及冷事件发生时温度与降水的空间特征,并结合全强迫试验中使用的4个外强迫序列(淡水注入、轨道强迫、大气温室气体、大陆冰盖)及其对应的单因子敏感性试验,初步探讨了部分典型冷事件的成因.结果表明: TraCE-21ka模拟的冷事件年份与重建/集成序列的冷事件年份对应较好,模式较好地模拟出了全新世北半球的冷事件;全新世期间,北半球共发生了 10 次典型冷事件( 9. 7 ka B. P.、 8. 3 ka B. P.、 7. 3 ka B. P.、6. 2 ka B. P.、 5. 2 ka B. P.、 4. 2 ka B. P.、 3. 4 ka B. P.、 2. 1 ka B. P.、 1. 0 ka B. P.和 0. 2 ka B. P.);每次冷事件发生时,北半球大范围降温和变干,温度变化呈现明显的纬度地带性差异,中高纬地区降温最显著,低纬10°N附近降水减少最显著;在 8. 3 ka B. P.、 7. 3 ka B. P.、 6. 2 ka B. P.、 5. 2 ka B. P.、 4. 2 ka B. P.、 3. 4 ka B. P.、 2. 1 ka B. P.和1. 0 ka B. P.共8次冷事件中,北半球温度和降水的空间变化较为相似,北大西洋经圈翻转流( Atlantic Meridional Overturning Circulation,简称 AMOC)变弱导致了冷事件,格陵兰岛南部的北大西洋海域降温和变干尤为显著;9. 7 ka B. P.和3. 4 ka B. P.的冷事件可能与轨道强迫有关,淡水注入造成了8. 3 ka B. P.和7. 3 ka B. P.的冷事件, 0. 2 ka B. P.冷事件可能与大气温室气体波动有关.地球系统内部变率对于冷事件的发生可能也有一定影响.     

16ka以来青海湖湖相自生碳酸盐沉积记录的古气候

研究了青海湖沉积物碳酸盐的组成、来源及其同湖水物理化学性质的关系,建立了文石饱和指数同温度和湖水Mg/Ca比值（可指示盐度）的关系,利用碳酸盐的组成探讨了青海湖16ka B.P.以来的古气候环境演化过程。结果表明,青海湖沉积碳酸盐大都是自生的,16ka B.P.以来沉积碳酸盐以文石为主。文石的高含量时段同暖湿气候相对应,低含量则同冷干气候相对应。15.2ka B.P.为末次冰期盛冰阶进入晚冰期的界限,晚冰期气候的冷暖波动频繁,幅度较小,13.4-13ka B.P.,11.6-12ka B.P.和11-10.4ka B.P.之间的冷颤动分别相当于老仙女木、中仙女木和新仙女木事件,12－13ka B.P.和11.6-11ka B.P.之间的暖期则分别对应于博令和阿勒罗得暖期。全新世初期（10.4-10ka B.P.)白云石含量的突然增高和文石的消失,可能同淡水快速补给前期盐度较高的湖水有关,反映了全新世开始时气温和降水的增加具有突变性的特点。全新世大暖期的鼎盛期,即6.7ka B.P.左右时湖水的盐度较低。6.7-4ka B.P.为气候转型过程中的冷暖和干湿的快速波动期。4ka B.P.以后碳酸盐含量急剧降低,气候逐步向冷干化方向发展。     

吉林辉南二龙湾玛珥湖12.0 ka B.P.以来孢粉记录与气候变化

东北二龙湾玛珥湖孢粉记录显示,12.0 ka B.P.以来,该区植被和气候经历了以下变化：11.76～9.81 ka B.P. 发育针阔叶混交林,气候冷干。9.81～4.11 ka B.P.为落叶阔叶林植被景观,前期（9.81～8.86 ka B.P.）温干,为增温期;后期（8.86～4.11 ka B.P.）暖湿,为气候适宜期。4.11 ka B.P.至今,再次发育针阔叶混交林, 其中1.62 ka B.P.以前,气候温凉;之后湿度下降,气候凉干。研究表明:YD（11.56～10.21 ka B.P.）事件在二龙湾玛珥湖孢粉资料中有突出记录,4.0 ka B.P.左右开始的降温现象在东北东部地区广泛出现。     

末次冰消期以来赛里木湖沉积记录的气候突变

末次冰消期以来的气候突变事件的时空变化特征及其区域响应是古气候环境变化研究的重要内容,然而亚洲中部干旱区末次冰消期以来的气候突变记录较少,尤其缺少末次冰消期期间快速转暖过程的区域响应.本研究通过对位于亚洲中部干旱区的新疆西天山中部亚高山湖泊赛里木湖湖心采得的长300 cm的SLM2009钻孔沉积物的碳酸盐含量和粒度变化特征的分析,在 14 个 AMS 14C测年数据的基础上,探讨了末次冰消期约23. 4 cal. ka B. P.以来亚洲中部干旱区的气候突变事件记录及其区域响应过程.结果表明:赛里木湖湖心钻孔沉积物完整记录了 H1 ( 17. 5 ~ 15. 2 cal. ka B. P.)、 YD ( 12. 6 ~ 11. 7 cal. ka B. P.)冷事件以及 B-A ( 15. 2 ~12. 9 cal. ka B. P.)暖事件等末次冰消期气候突变事件以及全新世以来的10. 5 ka、 8. 2 ka、 5. 5 ka、 4. 2 ka、 2. 8 ka和小冰期冷事件,这与亚洲中部干旱区已有的气候突变事件记录相吻合,表明末次冰消期以来亚洲中部干旱区具有相似的气候突变演化模式.同时这些气候突变事件与高纬冰芯以及低纬石笋氧同位素记录的一致性则表明气候突变具有全球性影响,受相同的成因机制因素控制.     

黄土高原东南部黄土记录的全新世东亚季风变化

在全球变暖背景下,未来东亚季风的变化一直备受关注,而东亚季风演化规律的研究能够为未来的预测提供重要基础。黄土-古土壤序列几乎连续地记录了古东亚季风变化的信息,本文选取黄土高原东南部的荥阳、偃师、灵宝、吉县、丁村五个剖面进行磁化率和古风化强度分析,重建了黄土高原东南部两万年以来的东亚夏季风演化历史: 18～12 ka B. P.,季风强度较弱; 12～10 ka B. P.,季风强度显著增强; 10～6 ka B. P.,季风强度最强; 6 ka B. P.以后季风强度逐渐减弱。对比发现黄土高原东南缘全新世东亚夏季风的演化与东亚季风区不同纬度代表性记录基本同步,没有显著的区域性差别; 东亚夏季风变化主要受控于北半球低纬太阳辐射,但存在明显滞后。同时发现全新世古土壤磁化率与古风化强度峰值在地层中的位置往往不一致,在风化较强的地区,古风化强度最大值位置偏下,两个指标相比,古风化强度能够更客观地反映东亚夏季风强度。      

哈萨克斯坦Tramplin剖面孢粉记录的MIS3a环境变化

利用AMS ¹⁴C测年,通过对哈萨克斯坦南部Tramplin黄土-古土壤沉积剖面的孢粉分析,揭示了中亚干旱区深海氧同位素(MIS)3a阶段植被和气候演化历史：41.4 ka B.P.以前,植被为蒿属植物占优势的荒漠草原,气候干旱; 41.4～40  ka B.P.,植被为蒿草草原,气候湿润程度增加;40～36  ka B.P.,植被为蒿属植物占优势的荒漠草原,气候湿润程度轻微下降;36～33  ka B.P.,植被为蒿草草原,气候湿润程度增加;33～30  ka B.P.,植被为蒿属植物占优势的荒漠草原,湿润程度轻微下降;30～28 ka B.P.,植被为蒿草草原,气候湿润程度轻微上升。     

六盘山东麓泾河上游河流阶地的形成年代及新构造运动意义

六盘山是研究青藏高原东北缘隆升与构造变形的关键部位,其东麓泾河河流阶地是第四纪以来六盘山构造隆升的地貌载体。通过对泾河上游河流阶地的剖面实测,厘定了河流阶地的级序,泾河上游主要发育5级河流阶地T5-T1,不同地段阶地的形态类型不同,柳树沟T5、T4和T3为堆积阶地,T2和T1为基座阶地,高家山均为侵蚀或基座阶地;利用光释光(OSL)、电子自旋共振(ESR)测年并与黄土-古土壤序列进行对比,建立了河流阶地的年代格架,T5-T1年代分别为541 ka B.P.、477 ka B.P.、279 ka B.P.、60 ka B.P.和8 ka B.P。阶地的形态类型、形成年代与气候阶段的对应关系研究表明,泾河上游河流阶地以构造隆升驱动为主,气候变化影响为辅;541~279 ka B.P.期间柳树沟地区为堆积区,堆积速率为0.31 m/ka,而高家山为构造隆升区,河流下切速率为0.37 m/ka,堆积速率与侵蚀速率基本一致,说明T5、T4和T3阶面上较厚的砾石层是六盘山隆升的相关沉积;279 ka B.P.时期由于六盘山快速隆升驱使山前柳树沟地区由堆积区转为侵蚀区,河流侵蚀作用加强造成T2、T1平均下切速率增大为1.13 m/ka,这次地貌转换事件是在青藏高原扩展隆升的背景下六盘山向东挤出隆升的结果。研究结果为青藏高原东北缘以面积和体积扩张的观点提供了新的依据。