基于泥炭记录的过去150 a东北山地大气粉尘沉降

为了探究过去150 a来大气粉尘沉降历史及其对季风边缘区和季风影响区的影响差异,利用长白山典型雨养泥炭灰分粒度、成岩化学元素、²¹⁰Pb和¹³⁷Cs年代等指标重建过去大气粉尘变化,并与大兴安岭摩天岭雨养泥炭粉尘记录进行比较。东北山地泥炭灰分主要以粘土颗粒和粉砂颗粒物为主。中值粒径和成岩元素特征也初步揭示东北山地泥炭中矿物灰分主要源于蒙古国和中国北方沙漠和沙地的土壤尘。大气土壤尘降通量自19世纪初至20世纪60年代表现出逐渐增加的趋势,与区域近代化、工业化和战争等人类活动强度增加一致。在过去60 a间具有减小的趋势,与区域自然尘暴的监测数据吻合较好。东北地区长距离传输的大气土壤尘降通量背景基线为(5.2±2.6) g m^-2 a^-1。长白山大气土壤尘降通量（5~38 g m^-2 a^-1）小于大兴安岭（14~68 g m^-2 a^-1）,揭示了大气尘降随着与尘源区的距离增加而递减,对东北地区西部的影响要强于对东部的影响。     

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。     

若尔盖泥炭地地下水位和土壤温度对二氧化碳排放的影响

利用中型实验生态系,对若尔盖典型泥炭地二氧化碳排放通量开展地下水位控制实验。通过比较不同地下水位条件下泥炭地生长季(5~10月)二氧化碳排放通量的日变化和月变化,探讨若尔盖泥炭地地下水位和土壤温度对二氧化碳排放的影响。结果显示,5~7月中水位(控制水位为地表以下10 cm)下的二氧化碳排放通量最高,其次是低水位(控制水位为地表以下20 cm)下的排放通量,高水位(控制水位为地表0 cm)下的排放通量最低;8月各水位下二氧化碳排放通量差异不明显;9~10月的二氧化碳排放通量随水位降低而增加;整个生长季,水位由低到高的二氧化碳排放通量平均值分别为404.65 mg/(m2·h)、438.76 mg/(m2·h)和359.18 mg/(m2·h);二氧化碳排放通量随土壤温度变化而变化,其中,中水位条件下二氧化碳排放通量对温度变化最为敏感,其次是低水位下,高水位下相对最不敏感。暖干化的气候变化趋势将导致若尔盖典型泥炭地释放更多的二氧化碳到大气中。     

末次盛冰期以来中国湖泊记录对环流系统及气候类型的响应

为了探讨中国长时间尺度湖泊时空演变规律和潜在的驱动机制,本文在柯本气候分区和中国季风—非季风区的划分基础上,对中国34个有明确数据的典型湖泊运行CCSM 3.0气候模拟系统和水量能量平衡模型模拟其水位变化,同时利用NCEP/NCAR再分析资料对中国按水汽输送划分的季风区进行验证。结果表明,末次盛冰期以来中国湖泊演化主要受千年尺度大气环流的驱动影响,在各个柯本气候区内没有明显的规律性。末次盛冰期以来,在季风区中国湖泊演化主要有早中全新世湖泊水位相对较高以及末次盛冰期和早全新世湖泊水位均较高2种演变规律;在东亚干旱区主要有中晚全新世期间湖泊水位相对较高以及末次盛冰期和中全新世湖泊水位均较高2种演变规律。本文为中国过去气候变化及湖泊演化机制研究提供新的证据,同时为人类全面认识末次盛冰期以来湖泊水位变化提供了新的视角。     

山西公海湖泊沉积物记录的大气粉尘现代过程

湖泊粉尘记录是研究区域大气粉尘演化历史的重要载体,而现代过程研究是定量提取湖泊沉积物中粉尘信号的重要基础。对山西公海湖泊沉积岩芯样品及周边不同类型的表土样品开展了粒度分析,并对岩芯样品进行粒度组分的定量分离。结果表明：全新世湖泊岩芯样品以黏粒（<2 μm）、细粉砂（2～19 μm）和粗粉砂（19～78 μm）为主,粗粉砂组分的粒度特征与湖泊沉积物中的石英颗粒、黄土样品中的粗粒组分及现代大气降尘的粒度特征相似,石英颗粒的表面微形态也具有典型风成特征。因此,公海湖泊沉积物中粒径19～78 μm的粗粉砂组分可用来代表大气粉尘的变化,这与湖泊沉积物中粗粉砂组分是大气尘暴降尘主要组分的认识一致。另外,公海湖泊冰面粉尘样品的平均粒径还具有从西北向东南递减的趋势,表现出与冬季风方向一致的特征,进一步表明公海湖泊沉积物中粗粉砂组分可以代表东亚冬季风强度的变化。因此,公海湖泊岩芯中的粗粉砂组分可用来重建全新世大气粉尘变化以及可能的东亚冬季风强度演化历史。     

国外大气沉降泥炭沼泽档案研究进展

雨养泥炭沼泽养分补给主要源于大气降水。因为沼泽表面水的流动是缓慢并且有限的,所以沉降至其中的物质依然基本保留在原处。因此,大气颗粒物污染历史在泥炭累积时被保存。在最近20a期间,雨养泥炭沼泽被证明是痕量元素大气沉降富有意义的档案。尤其Pb被广泛深入地研究,并且Pb在泥炭芯中的非迁移性被很好地展示,其它元素也被指明保存在泥炭芯中。国外的泥炭沼泽沉积记录研究在某些方面非常深入细致,前期工作成为后续工作的铺垫,长年的积累形成一定的系统性。利用泥炭沼泽档案,人们对历史时期的环境研究取得了一定成果,尤其在大气金属沉降的泥炭沼泽档案与泥炭地古气候反演方面;但稍显不足的是比较重视对“记录”的研究,而对“机制”的研究深度不够。     

中国内陆区湖泊沉积所反映的全新世干湿变化

湖泊沉积记录的环境演变是全球变化的重要研究领域之一,通过对中国内陆区中30 个湖泊研究成果的总结和梳理,探讨了全新世以来该地区干湿变化的规律和区域分异。通过降水量结合传统分区方法将中国内陆区分为西北干旱区、东亚季风边缘区和青藏高原区。对每个湖泊样点以500 年为时间间隔,以孢粉为主要干湿指标,综合氧同位素、有机质及碳酸盐等,将湖泊干湿状况划分3 个干湿等级（干旱,半湿润,湿润）,建立区域干湿指数。结果表明,中国内陆不同区域全新世可能经历了不同的干湿变化过程：①西北干旱区基本上是早中全新世干旱,中晚全新世相对湿润,但区域差异明显;②东亚季风边缘区早全新世早期干旱,早全新世晚期和中全新世相对湿润,晚全新世干旱;③青藏高原区的湿润时期主要发生在早中全新世,但是不同地区有所不同。对比分析显示：西北干旱区的干湿变化可能受西风环流控制,但在时间和强度上区域内部差异较明显;东亚季风边缘区可能主要受东亚季风控制;青藏高原地区早中全新世的湿润可能与印度季风的增强相关。     

中国西北主要粉尘源区地表物质的常量元素分析

粉尘是大气气溶胶的主要种类之一,对区域甚至全球的环境和气候具有重大影响。对中国西北地区主要粉尘源区的元素特征深入研究,关系到西北、华北、远东和太平洋地区粉尘堆积、来源以及环境效应的认识。分析塔克拉玛干沙漠、古尔班通古特沙漠、巴丹吉林沙漠、柴达木盆地、河西走廊和黄土高原等西北主要粉尘源区地表样品的常量元素含量,表明:①Mg、Si和Na的含量各源区之间差异较大,反映了利用Mg、Na和Si识别不同源区的可能性; ②兰州、洛川黄土的各元素除Na外,其余分布特征基本一致,可能揭示了兰州与洛川马兰黄土的物源基本相同; ③气候和母质共同决定了元素分布的区域差异。     

瓦窑沟剖面记录的早中全新世毛乌素沙地东南缘气候变化

毛乌素沙地位于中国东亚季风边缘区,对气候变化响应敏感。区域内分布着大量河湖相沉积地层,忠实记录了全新世以来气候变化状况。选取毛乌素沙地东南缘河湖相沉积地层为主的瓦窑沟剖面（WYG）,在光释光（OSL）和¹⁴C（AMS ¹⁴C）测年基础上,对粒度、色度和有机质环境代用指标进行分析,反演得出毛乌素沙地早中全新世气候经历了3个阶段：约9.8 ka BP前气候干冷,广泛沉积沙层;9.8—9.6 ka BP气候逐渐回暖,为气候干冷转为暖湿的过渡期;9.6—5.2 ka BP气候相对暖湿,发育砂质泥炭层。推测计算得出,剖面地层沉积速率沙层>过渡层>砂质泥炭层,且各地层均存在次一级旋回,曲线旋回周期砂质泥炭层（480 a）>沙层（150 a）>过渡层（130 a）,指示砂质泥炭层沉积速率最慢、形成时期气候相对稳定。研究结果与东亚季风区域古气候记录具有很好的可比性,是对东亚冬夏季风强度变化的全球性响应。     

泥炭记录的晚全新世大气铅沉降及其环境意义

选择长白山地区2种不同类型的泥炭沼泽,进行了典型剖面的大气铅沉降研究。植物残体和泥炭性质表明老白山泥炭地已经发育到贫营养阶段,而大桥泥炭地还处于富营养状态。两地泥炭记录的总铅含量和沉降速率与中国其他地区在同一个数量级上。老白山泥炭记录的大气铅在总铅中占主导地位,大气铅与富集因子呈明显的正相关（r=0.874,n=16,p<0.01）,且在16世纪中叶、18世纪初和20世纪出现峰值。大桥泥炭记录的铅可能存在再迁移和再沉降现象,但是相对较弱,因此,它也可以被用来重建当时的大气沉降。     

河西走廊盐池晚冰期以来沉积地层变化综合分析——来自夏季风西北缘一个关键位置的古气候证据

盐池位于祁连山北麓的河西走廊中段,是研究长时间尺度亚洲夏季风影响区北部边界变化的关键区域。现代气候学证据显示,亚洲夏季风的水汽输送限于祁连山东部地区,但是在全新世长尺度气候变化的背景下,夏季风西北边界是否会南北向移动是一个关键的科学问题。本研究对盐池古湖泊沉积物进行了孢粉浓缩物AMS14C测年,并分析了岩性、粒度、矿物及地球化学等指标。年代结果显示剖面下部湖相沉积层主要形成于晚冰期和早全新世期间,配合指标研究,该时期盐池沉积物体现了湖泊扩张的特征;剖面中部湖相沉积层主要形成于早、中全新世过渡时期,该段年代序列混乱,且普遍偏老,与之对应的指标结果显示湖泊开始退缩。湖泊退缩过程中,湖泊边缘附近水动力作用较强,导致再搬运及再沉积作用明显,从而使得年代结果较老且混乱。中全新世以来盐池古湖泊退缩明显,沉积速率较低,以泥沼相沉积为主。盐池晚冰期以来湖泊演化过程与青藏高原区和典型季风区的古气候记录具有一致性,整体表现为晚冰期及早全新世湖泊扩张,中、晚全新世期间湖泊退缩明显,这种变化模式与西风区湖泊演化存在差异,显示了千年尺度亚洲夏季风对该区域的影响,证明了夏季风北部边界摆动的事实。     

欧亚大陆中北部末次盛冰期以来的湖泊水位变化及其古气候指示意义

湖泊水位高低通常能有效地指示湖盆内湿润条件的变化,进而反映区域有效降水（降水—蒸发）变化,成为重建第四纪古气候演变的重要指标之一。通过对苏联和蒙古国古湖泊数据库以及中国晚第四纪古湖泊数据库中149个湖泊水位变化资料的梳理总结,探讨了末次盛冰期（18 cal. ka BP）以来该地区干湿变化规律及区域分异。根据研究区气候特征、地理位置及已有研究成果将其分为东欧湖泊区、中东亚干旱区和中国北方季风区三大湖区。根据不同水位记录在整个湖泊历史中出现的频率,采用3级重新分类区分出高、中、低3级水量,并把每个湖泊数字化的3级古水量表示成与现代的差值,得到每个湖泊样点每千年时间间隔内相对现代的5级水量变化（很湿润、湿润、无变化、干旱和很干旱）。结果表明,三大湖区末次盛冰期以来可能经历了不同的干湿变化过程：东欧地区湖泊水量记录在晚冰期之前较少,至全新世逐渐增多,且基本表现为早全新世干旱、中晚全新世相对湿润的状况。中东亚干旱区整体呈现出末次盛冰期至中全新世均较湿润而晚全新世干旱的气候状况,但区域内部不同湖泊在起讫时间和强度上存在显著差异。中国北方季风区的湿润期主要发生在早中全新世,但是不同湖泊有所不同。对比分析显示,早全新世时东欧地区东部气候随着斯堪的那维亚冰流的逐渐消退而逐渐变湿润,中全新世由于夏季北欧反气旋东翼的气旋气流增强而达到最湿润状态,西部地区早全新世由于强劲的西伯利亚热高压存在而整体偏干旱,中全新世由于夏季亚洲季风的渗透而转为湿润。中东亚干旱区冰期内的湿润条件可能主要与西风带降水及低温低蒸发有关,而全新世则可能主要与夏季风深入内陆导致降水增加有关。中国北方季风区全新世湿度变化可能主要受东亚季风控制。     

老白山泥炭沼泽元素地球化学特征及其记录的大气沉降

历史时期金属元素的地球化学特征可以为当前环境污染评价提供参考。以长白山西北麓老白山泥炭沼泽作为研究对象,分析该泥炭沼泽常量元素和微量元素的剖面分布,探讨该区近500 a来大气沉降和重金属污染历史。残体类型、泥炭性质和元素Sr的剖面分布揭示出老白山泥炭沼泽在36.5 cm深度以上已经发育到典型贫营养阶段。泥炭灰成分中Al、Fe、Ca、Mg、K、Mn和Na的含量在泥炭藓泥炭层中明显高于下部的草本泥炭层。Zr、Sr、Cu、Zn和Mn的沉积速率与灰尘流正相关,显示这几种元素主要来源于区域的大气沉降。大气Cu、Zn和Mn的峰值揭示从16世纪中叶起人类活动在本区已经有所体现,且19世纪初和20世纪初的峰值越来越强,暗示着人类活动引起的金属污染程度也随之提高。     

柴达木盆地北部风速对尘暴事件降尘的影响

通过系统监测柴达木盆地北部冷湖地区的月降尘通量以及尘暴事件降尘量,发现该地区月降尘通量变化在0.57×103～18.12×103 μg·cm–2·month–1之间,并且与月极大风速（Vextr）具有较好的正相关性（r2=0.60, n=23）;该区年内主要粉尘堆积时段为春季和初夏;尘暴事件发生期间的降尘量不仅与尘暴持续期间10 min平均风速具有良好的正相关关系（r2=0.60, n=16）,而且降尘量与10 min风速变化幅度有关:强劲稳定的风力条件在监测地点产生较少的降尘量,强劲且变率较大的风力条件产生较多的降尘量。监测结果显示,风速的变化对粉尘的释放、输送和沉降有重要的影响,有助于理解地质记录所揭示的冰期-间冰期不同的大气粉尘沉降速率。     

古尔班通古特沙漠及周边区域全新世环境演变研究进展

古尔班通古特沙漠作为中国最大的固定、半固定沙漠,是中国境内受西风环流影响最为明显的沙漠之一,其全新世环境演变过程及其对全球气候变化的响应和反馈,对理解该区现代地表过程与未来环境演变趋势具有重要的科学意义。古尔班通古特沙漠及周边区域全新世环境演变研究的结果明显不同,存在中晚全新世和中全新世降水/湿度变化最优期的分歧,成因机制存在季风深入内陆和西风总体控制的争议。以目前区域已发表的多载体记录为基础,通过降维和集成分析重建了该区全新世气候/湿度变化背景,梳理区域风沙沉积地层年代学时空分布,集成了该区全新世风沙活动历史,进而探讨区域风沙活动与湿度变化的耦合关系。结果表明该区早中全新世（12～6 ka）气候干旱,风沙活动强烈;中晚全新世以来湿度逐渐增加、风沙活动逐渐减弱。通过区域及半球尺度的对比分析,发现该区环境演变过程主要受西风环流的控制。     

中国干旱区与季风区夏季气温变化特征对比

利用1961-2006年西北干旱区139站和东部季风区378站夏季平均气温资料,采用趋势系数、相关性检验等方法,对比分析了两个区域夏季气温的时间和空间变化特征、气温变幅分布,并对产生变化的原因进行了初步探讨。结果表明:受气候变暖大背景的影响,西北干旱区和东部季风区夏季气温变化均为波动式上升趋势,但由于地理位置的差异,受夏季风影响不同,导致西北干旱区(0.24℃/10 a)的升温趋明显高于季风区(0.11℃/10 a),同时明显高于相同纬度区域的季风区(0.15℃/10 a)气温变化趋势。两个区域气温变幅空间变化分布上都存在明显的升温区域和气温变化相对较弱的区域,季风区在黄河中下游以南地区到长江中下游以北的广大地区变化不明显,黄河中下游以北的华北、东北地区有相对较明显的升温趋势;西北干旱区以明显的升温为主,尤其是以青海西部至蒙古高原西部形成的一带状区域为主要明显升温区,其最大升温率达到0.93℃/10 a,变化相对较弱的区域主要位于吐鲁番盆地和塔里木盆地。     

青海湖地区风沙活动研究进展

青海湖位于青藏高原的东北缘,地处青藏高原与黄土高原的过渡地带,一直是风沙活动与风成沉积研究的理想区域。在现有的研究成果基础上,综述了青海湖地区的风沙活动研究进展,包括沙地分布,历史风沙活动记录,风成沉积的物源、输送过程、沉积特征,风沙地貌,以及土地沙漠化。当前,湖东与湖西是青海湖地区主要的沙地分布区,沙地内风成沉积的粒度、化学等沉积特征表明,更新世晚期、全新世早期、全新世晚期为青海湖地区主要的风沙活动时期。该地区位于气候变化的敏感区,气候环境多变,且湖东与湖西沙地的物源不同,风沙活动的输送过程常受大气环流与区域风况的影响。此外,青海湖沙地内沙丘广布,土地沙漠化受自然与人为因素影响而变化明显,但沙漠化程度有减弱的趋势。未来可在青海湖地区古气候环境的演化和差异、年代学框架的建立与完善、风沙活动过程等方面,进行更深入的研究。     

艾比湖周边灌丛沙堆风沙沉积记录的气候环境演化

选择位于西风区的新疆艾比湖周边灌丛沙堆为研究对象,利用光释光测年初步建立风沙沉积的时间序列,分析了风沙沉积粒度和地球化学元素两个环境代用指标的古气候意义,并通过区域对比和综合分析,初步建立区域风沙气候环境演变序列。结果表明:研究区灌丛沙堆主要发育于晚全新世,缺失早中全新世的风沙沉积。晚冰期以来,艾比湖地区的风沙气候环境演变经历了一系列冷湿（凉湿）-暖干（温干）的变化过程,其中暖干（温干）时期气候干旱,风力强劲,湖滨阶地主要发生风蚀过程,不利于灌丛沙堆的发育。晚全新世以来,艾比湖周边灌丛沙堆发育较普遍,风沙沉积至少记录了3次相对干旱期和3次相对湿润期。灌丛沙堆记录的风沙气候环境演化序列与北疆其他全新世沉积记录有较好的一致性,基本遵循晚次冰期以来气候变化的西风模式,同时也受到局地风沙地貌环境的影响。     

长白山锦北雨养泥炭剖面元素富集规律分析

为了揭示长白山锦北泥炭沼泽区泥炭沉积环境和重金属元素的历史变化及其对环境的指示意义,利用荷兰W ardenaar泥炭采样器采取泥炭样品并对样品进行高分辨率切割。用原子吸收分光光度计和等离子体发射光谱仪测定不同深度剖面Ca,Mg,Na,K,A l,Ti,Cu,Zn,Fe,Mn,Pb,Cr,N i和Co的浓度。研究分析了Ca,Mg,Na,K,A l,Ti,Mn,Zn,Cu,Pb,Cr,N i和Co在泥炭剖面的分布趋势并对其进行了相关分析和富集分析,得出Mn,Zn,Cu,Pb,Cr,N i和Co呈显著相关且在泥炭表层明显累积,揭示出泥炭表层重金属元素的大气沉降来源,表明近年来人类重金属消耗量及排放量的增加是大气沉降重金属元素的主要释放源,而且环境中重金属污染有加重的趋势。     

闽江河口感潮湿地入侵种互花米草甲烷通量及影响因子

2007年利用静态箱-气相色谱仪法对闽江河口湿地外来入侵种互花米草斑块甲烷通量进行测定。结果表明,互花米草甲烷排放通量有明显的季节变化,涨潮前和落潮后甲烷通量平均值分别为13.12和12.94mg/(m²·h);涨落潮过程,互花米草斑块排放到潮水的甲烷通量(3.07mg/(m²·h)大于排放到大气的甲烷通量(2.35mg/(m²·h),差异不显著;涨落潮过程中排向大气和潮水的甲烷通量之和(5.42mg/(m²·h)与涨潮前、落潮后甲烷通量差异显著;互花米草排向大气甲烷总通量86.86g/(m²·a),排向潮水甲烷总通量7.84g/(m²·a)。