大气科学研究的一个前沿领域───气候系统动力学与气候预测

从气候环境的变化及其对工农业和人类生活的影响论述了气候系统动力学和气候预测研究在地球科学中的地位和作用，指出气候系统动力学与气候变化预测是当今大气科学的一个重要前沿研究领域；并从气候系统及其各子系统的相互作用论述了气候系统动力学与气候预测的研究对象和主要研究内容；此外，还从当今气候和环境科学发展的趋势和特点指出气候动力学研究应采取的研究路径与方法。     

大气科学研究的一个前沿领域——气候系统动力学与气候预测

从气候环境的变化及其对工农业和人类生活的影响论述了气候系统动力学和气候预测研究在地球科学中的地位和作用，指出气候动力学与气候变化预测是当今大气科学的一个重要前沿研究领域；并从气候系统及其各子系统的相互作用论述了气候系统动力与气候预测的研究对象和主要研究内容；此外，还从当今气候和环境科学发展的趋势和特点指出气候动力学研究应采取的研究路径与方法。     

过去气候演化的阶段性和突变

地球系统的历史信息是评估全球变化的一项重要因素。前些年，过去气候研究中发现了气候的突然变化的现象，突变证据大多出现在冰期，或由冰期向间冰期的过渡时期，并认为这是冰盖的成冰与溶解过程造成海水铅直运动的结果。近些年，过去气候研究还发现在间冰期中也出现突变。我国的历史文献、冰芯和沉积的高分辨率的古气候恢复工作发现近２０００年来中国气候明显存在着突变事件。因此，这给我们带来了新的问题，即间冰期气候的稳定性问题。如果气候突变的证据增多，那意味着气候系统很可能按两种方式运行     

内蒙古盐海子盐湖Ya02孔元素聚散与古气候变化

通过对内蒙古伊克昭盟Ｙａ０２孔３５件样品Ａｌ、Ｆｅ、Ｋ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆ、Ｃｌ以及Ｔｉ、Ｍｎ、Ｂａ等２２项元素测试结果的研究表明，元素组合与含量变化过程严格受气候因素的控制，并反应敏感。据此将该湖自下而上划分了１３个气候期，揭示了自成湖（２３ｋａＢ．Ｐ．）以来冷暖与干湿的气候环境变化模式：晚更新世主要以冷湿气候为主，并伴有多次相对温干偏湿的气候波动；早全新世为暖湿气候；中全新世以温暖干气候为主，伴有冷湿气候；晚全新世以来，所测各元素含量趋于增高趋势，反映了气候由温暖干向冷凉湿方向渐变     

气候适宜度国内外研究进展及展望

简要概述了国外在气候适宜度方面的研究现状,回顾了我国在气候适宜度方面的研究历程,将气候适宜度研究划分为3个阶段:研究的起步阶段、初步发展应用阶段及应用研究升温阶段。从气候适宜度模型的改进、气候适宜度应用的延伸及气候适宜度模型的发展3个方面介绍了我国在气候适宜度方面的主要成果和进展;从气候变化对农业的影响角度及气候适宜度研究存在的薄弱环节等方面,提出立足作物生长模型的气候适宜度模型研究、立足特色农业的气候适宜度研究、立足气候变化的气候适宜度研究、立足不同理论的气候适宜度模型研究和气候适宜度评价指标研究等方面将是未来气候适宜度研究的重点和热点。     

用湖泊沉积研究过去气候变化

湖泊沉积是一种具高分辨率的自然档案，记载了丰富的过去气候变迁信息；研究湖泊沉积，从中提取气候代用指标，可以恢复区域过去气候变迁史，进而推断过去全球气候变化。评述了目前研究和应用较多的十几种气候代用指标，如孢粉、碳和氧同位素、微体化石、分子化合物、碳酸钙含量、有机碳含量、藻类、沉积物粒径、矿物组合等；指出了当前特别重要的是要对各种气候代用指标的形成及其变化过程、气候代用指标的具体环境意义作深入细致的     

近20年来气候模式的发展与模式比较计划

20世纪80年代以来，全球气候观测系统的不断完善、国际大型外场观测试验的成功实施以及高性能计算机的飞速发展，为气候模式的迅猛发展提供了基础和条件。近20年来气候模式的复杂程度和模拟能力得到了显著的提高，目前已成为研究全球和区域气候的形成及变异、气候系统各圈层之间的相互作用以及全球变化等的有力工具。对气候模式（包括大气环流模式、陆面过程模式、海洋环流模式以及区域气候模式）的主要发展进行综合评述，并简要介绍了目前世界上一些主要的模式比较研究计划。     

物候对全球变暖响应的研究综述

近100年来，尤其是在最近20多年，全球平均表面温度出现了显著上升，全球变暖已成为全球关注的重要问题。物候现象与气候等环境因素息息相关，物候对全球变暖的响应研究正在成为物候研究的一个新的热点领域，NDVI正日益成为植被对气候响应研究的重要手段。概述了当前物候对全球变暖响应研究的主要进展。基于实地动植物等物候观测和遥感监测的大量研究表明，近期动植物等物候正发生着显著变化：北半球中高纬度地区植被生长季延长、植物提早开花、昆虫提早出现、鸟类提早产蛋以及冰川退缩、永冻土带融化、江河湖泊结冰推迟而融化提早等，与气候变暖有密切关系，是对全球变暖的明显响应。目前国内的许多研究者在物候对气候变暖响应方面做了一些工作，但与国际研究进展相比，还有许多研究工作有待于进一步开展。     

高分辨率气候环境变化研究中的石笋微层

在全球变化研究领域，高分辨率重建 2000年来的气候环境变化是近期工作的主要内容之一。石笋微层由于其沉积界面完整，微层明显和组分构造有序，从而成为综合研究气候环境变化的理想载体。详细分析了石笋微层灰度和石笋微层厚度的成因、类型和影响因素，对石笋微层在高分辨率气候环境变化研究中的应用现状及目前所存在的问题作了简要介绍，并对该领域今后的发展方向提出了一些看法。     

中国黄土环境研究的新进展

本文概述了中国黄土气候旋回划分，气候变化周期，黄土地层气候划分与深海沉积氧同位素曲线的对比，传统第四纪冰期划分与黄土地层气候旋回差异的原因，介绍了红褐色古土壤淀积层和古土壤类型研究的新成果，黄土形成与演变的新模型，评述了黄土石植被研究的新进展和今后黄土环境研究的趋势。     

洛南黄土有机碳同位素组成及其与洛川、西峰黄土对比

以往黄土-古土壤碳同位素的研究主要集中在东亚季风控制的干旱-半干旱黄土高原中北部地区,而对于秦岭南部暖温带季风性半湿润气候区黄土-古土壤序列有机碳同位素的研究鲜有报道。对比两种气候条件下的黄土有机质碳同位素组成可更广泛和深入地认识黄土碳同位素所指示的生态环境变化。为此,本研究选取了位于秦岭南麓的洛南上白川、刘湾两剖面,剖面厚度分别为74m和10m,以20cm间距采集上白川剖面38个样品,刘湾剖面51个样品。采用高温灼烧氧化法对全部样品有机质碳同位素组成进行测定,并将结果与黄土高原中部洛川和西峰剖面有机质碳同位素进行了对比。结果表明：  上白川剖面有机碳同位素( δ¹³C_org.)的变化范围为-24.43‰～-21.30‰,刘湾剖面的变化范围为-24.70‰～-20.52‰,洛川剖面的变化范围为-23.37‰～-18.72‰, 西峰剖面的变化范围为-23.68‰～-19.47‰。末次间冰期位于半湿润地区的上白川和刘湾剖面有机碳同位素峰值较半干旱地区洛川、西峰剖面偏负1‰～2‰,即上白川和刘湾剖面有机碳同位素峰值分别较洛川剖面的峰值偏负1.8‰和1.9‰,较西峰剖面的峰值偏负1.3‰和1.4‰。因此,该区的植被覆盖应是以C₃植物为主的C₃和C₄混合草原植被类型;   从整体上来看,洛南剖面古土壤层碳同位素较相邻黄土层的碳同位素偏正,因此,古土壤形成时期C₄植被相对比例增加。末次间冰期洛南上白川和刘湾剖面有机碳同位素峰值较洛川、西峰剖面的峰值偏负1‰多,表明受东亚季风控制的半干旱-半湿润的黄土区,暖季节降水对C₄/C₃植被相对比例增加的趋势和幅度均具有明显的影响,主要表现在暖季节降水的增加有利于C₄植被相对比例的增高,同时降水的季节性分布和/或降水量的增多影响土壤有机碳同位素所记录的C₄植被相对比例及其增加幅度。     

郑州邙山桃花峪高分辨率晚更新世黄土地层

风成邙山黄土分布于河南郑州西北黄河南岸。黄土序列较完整,初步研究了桃花峪剖面S₂以上黄土地层,S₀、L₁、S₁、L₂和S₂分别厚0.6m、70.8m、9.9m、12.4m和1.0m。特别有意义的是晚更新世马兰黄土厚度巨大,分辨率高。以10cm间距对邙山桃花峪剖面进行了磁化率测量,并与海洋氧同位素时间序列进行对比,按Kukla等的磁化率年龄模式,获得相应的年代时间标尺。对末次冰期黄土以40cm间距进行了粒度分析,不同冰期或冰阶的平均沉积速率和分辨率有很大的差异。特别是末次冰期晚冰阶黄土粒度所反映的冬季风振荡的频率和幅度都超过了格陵兰冰芯记录。邙山晚更新世黄土地层是进行高分辨率黄土地层与短时间尺度过去全球变化研究的极好对象.      

青藏高原河流氧同位素区域变化特征与高度预测模型建立

利用氧同位素作为古高度计重建造山带的古高度是近年发展起来的应用比较广泛的方法。本文通过对青藏高原河水δ¹⁸O_w(SMOW)的空间分布特征分析,表明高原南北δ¹⁸O_w(SMOW)由于水汽来源和水汽循环方式不同存在显著差异。以中央分水岭山脉为界,南部δ¹⁸O_w(SMOW)平均值为-15.6‰左右,北部为-8.6%左右;   南部氧同位素值随高度的平均变化率为-0.24‰/100m,北部为-0.15‰/100m。分别建立了藏北地区和藏南地区河水氧同位素和高度的关系,同时应用可可西里及昆仑山口现代食草动物牙齿釉质、尼玛盆地现代土壤碳酸盐的氧同位素值对所建立的经验模型进行了检验,表明这两个模型分别应用于藏北和藏南地区古高度的恢复是可行的,为今后青藏高原古高度研究工作的开展提供了定量的计算方法。     

黄土剖面中古气候变化的地球化学记录

作者通过对陕西洛川黄土剖面中碳酸盐总量、氧化物比值和元素演化周期性的分析，讨论了黄土高原地区２．４Ｍａ以来古气候的演化模式。对渭南黄土剖面高密度连续采集的样品，着重分析了ＣａＣＯ_３、Ｆｅ₂Ｏ_３／ＦｅＯ值和有机碳的高分辨记录。指出它们的变化彼此同步(但趋势不尽相同)，与黄土一古土壤系列变化一致，井与深海沉积物氧同位素可进行良好的对比。它们综合反映了该区１３４５００年来有五次万年级的暖湿(或凉湿)一冷干的气候波动，其中各期又有若干次级的小颤动。它们的变化与季风影响强弱程度明显有关。     

末次冰期黄土中蜗牛壳体碳酸盐同位素组成与其环境指示意义

为了揭示蜗牛化石壳体碳酸盐（文石）稳定同位素组成的古气候和古生态环境指示意义,对采集于河南荥阳邙山末次冰期黄土剖面上部中的粉华蜗牛（Cathaica pulveratrix）化石壳体碳酸盐进行了碳、氧稳定同位素分析,同时还对全岩有机物质（SOM）碳同位素组成以及全岩磁化率和粒度等气候替代指标进行分析,结果显示：剖面中反映蜗牛食物碳同位素组成的壳体δ¹³C_SSA的变化,与反映古植被碳同位素组成的全岩有机物质碳同位素组成（δ¹³C_SOM）无显著的相关关系,但是壳体¹³C相对于SOM的富集程度（Δδ¹³C_SSA-SOM）的变化与石笋氧同位素记录的末次冰期东亚夏季风强度演化同步一致;   壳体δ¹⁸O_SSA的变化不但与黄土磁化率、粒度等气候替代指标变化具有显著相关性,同样也与末次冰期东亚夏季风强度演化同步一致。这些特征,一方面说明受季风环流控制的气候温湿程度变化左右蜗牛夏季活动的几率和食物的类型,干冷气候条件下,相对温湿夏季成为蜗牛活动主要时期,相对富集¹³C苔藓、菌类和植物可能是蜗牛的主要食物;   另一方面暗示蜗牛化石壳体碳酸盐稳定同位素组成能够指示气候温湿程度和生态环境的变化。     

Restricted utility of δC of bulk organic matter as a record of paleovegetation in some loess-paleosol sequences in the Chinese Loess Plateau

Molecular stratigraphic analyses using gas chromatograph-mass spectrometry have been performed in the upper section (S₀, L₁, S₁) of the Yuanbo loess-paleosol sequences in northwest China, with a record extending from the last interglaciation through the present interglaciation. The CPI (Carbon Preference Index) values of both n-alkanols and n-alkan-2-ones display variations between loess deposits and paleosols, showing a correlation with the magnetic susceptibility record, an indicator of the East Asian summer monsoon. The observed variations in the indexes in relation to changes in lithology/paleoclimate are proposed to result from microbial degradation of higher plant lipids in the paleosols. The CPI values of n-alkanes, n-alkanols, and n-alkan-2-ones are negatively correlated with δ¹³C of bulk organic matter. The correlations suggest that the observed glacial-interglacial variations of δ¹³C data in the loess stratigraphy reflect the relative importance of the contribution of paleovegetation compared with microorganisms (including both the degradation and the addition of organic matter) and allochthonous loess/soil parent materials. It is thus necessary to evaluate the contributions of the latter two before the paleovegetation can be reconstructed based on the δ¹³C analysis of bulk organic matter in some loess-paleosol sequences of the Chinese Loess Plateau.     

川西高原甘孜黄土地层学

本文初步研究了甘孜黄土地层，实测了甘孜县城西南郊新市区和满地两剖面，它们分别厚２３．７ｍ和２６．０ｍ。根据岩性、磁性地层特征、磁化率、ＣａＣＯ３质量分数测定和热释光测年结果，甘孜黄土可划分为冰后期Ｓ０复合古土壤，末次冰期Ｌ１复合黄土和末次间冰期Ｓ１复合古土壤等３个地层单位。布莱克反向极性亚时记录于底部Ｓ１ＬＬ１黄土中。甘孜黄土沉积始于晚更新世早期，大约为１２０ｋａＢＰ。甘孜黄土的磁化率变化反映了最近１２０ｋａ来的高原季风演化和气候环境变迁，６个磁化率高值段指示了６个夏季风环流增强的时段，６个磁化率低值段则     

遥感与GIS技术支持下的湖北省生态环境综合分析

在遥感与地理信息系统技术支持下，应用主成分分析法对湖北省全省生态环境质量状况进行了综合评价，得出了湖北省全省生态环境质量状况分级图。在定义生态环境背景指数和土地资源利用程度指数的基础上，通过生成生态环境背景图和土地利用程度图，分析了生态环境背景与土地利用程度的关系，通过相关分析证明土地资源利用程度与生态环境背景有着明显的相关关系，生态环境的好坏决定了土地资源利用程度的高低。同时，对湖北省生态环境演变机制及其驱动因子进行了一些探讨。     

二十二万年以来东亚夏季风的千年尺度变化及其在不同时期的差异

本文采用游离铁和全铁的比值,建立了0．220MaB．P．以来长武黄土-古土壤序列的高分辨率古风化强度序列,揭示出0．220MaB．P．以来黄土高原古环境发生了一系列千年尺度的变化,且多数在同一剖面的磁化率记录上没有明显反映或反映较弱。由于该地区冬季土壤温度低于0℃,化学风化的强度主要受控于夏季的温度和降水。据此我们认为,这种千年尺度的波动是东亚古夏季风强度变化的信号。此指标与格陵兰GRIP冰芯δ¹⁸O记录对比发现,二者在末次冰期有较好的吻合性,而夏季风在末次间冰期(深海氧同位素阶段5e)及以前的变化要平缓得多。因此,本文的结果显示出：0．220MaB．P．以来,东亚夏季风在千年尺度上的大幅度变化在末次冰期最为显著,此前则表现为一种较为稳定的模式。     

石笋氧同位素指示东亚季风大尺度环流特征

利用湖北清江和尚洞的两支具有精确年代的年层石笋,建立了20世纪逐年的石笋氧同位素序列,讨论东亚季风石笋氧同位素的气候指示意义。与现代气象观测资料对比,发现近100年来和尚洞石笋 δ18O 与当地年总降水量和年均温度的相关性并不显著,但与指示东亚季风环流特征的西太平洋副热带高压指数(WPSH)以及相对应的太平洋年代际振荡指数(PDO)相关性好。在年际和年代际尺度上,当太平洋年代际振荡处于正(负)相位时,副热带高压加强(减弱),石笋的 δ18O 相对偏正(负)。因而,石笋 δ18O 反映了东亚季风大尺度环流特征。