青海湖介壳与无机碳酸盐氧同位素组成差异的环境意义

青海湖Q14B沉积物柱芯560~415 cm(约14.0~10.5 ka B.P.)段,介壳1δ8O高于无机碳酸盐1δ8O可能反映了此时青海湖表层水温高于底层水温;介壳1δ8O与无机碳酸盐1δ8O之间的较小差值可能揭示了此时青海湖水位很浅,气候干冷;介壳1δ8O变幅大于无机碳酸盐1δ8O变幅,则可能源于此时青海湖水位大幅度波动导致的底层水温变幅超过表层,以及无机碳酸盐1δ8O测自全碳酸盐所致。在利用湖泊碳酸盐1δ8O进行气候及环境变化研究时,有必要分别测试不同种属介形虫及不同无机碳酸盐矿物的同位素值。     

环境同位素记录中共生碳酸盐氧同位素分馏差值的影响

湖泊化学沉积碳酸盐δ18O是研究区域气候演变的重要环境指标之一。青海湖等闭流湖泊的研究结果证实,在对δ18O环境记录进行共生碳酸盐氧同位素分馏效应校正时,应依据具体情况,采用0-1‰的分馏差值。由高温实验结果推断出的常温分馏差值(4‰-7‰)不能被应用到自然条件下湖泊共生碳酸盐氧同位素分馏效应的校正。     

珠江水体悬浮物颗粒有机碳稳定同位素组成及分布特征

研究了珠江三干流西江、北江和东江水体中悬浮物颗粒有机碳稳定碳同位察的组成、分布以及季节变化特征。研究结果显示：可以根据，C3、C4植物及悬浮物的δ^13C值区分不同流域的植被覆盖状况；东江流域水土流失区以草地、农田为主，C4植物影响较大；北江水体中颗粒有机碳主要来源于森林覆盖区，同位素组成受C3植物影响较大；西江水体中颗粒有机碳同位察组成介于其间，同时受C3、C4植物影响，颗粒有机碳部分来源于森林覆盖土壤，部分来源于草地和农田。     

青海湖碳酸盐氧同位素环境记录再认识

青海湖是我国内陆最大的闭流型水体,地处东亚季风和西风的交汇影响区,对区域降水的改变等气候变化反应敏感,其水位变化历史是研究区域季风环境演变极其宝贵和重要的环境档案。青海湖Q14B孔岩芯介壳δ18Oc变化曲线自1991年发表以来,受到国内外同行的广泛关注和继续探讨。依据近年来青海湖气候与环境演变研究的最新研究结果和个人对闭流型湖泊同位素地球化学的认识,对介壳δ18Oc变化曲线进行了重新判读并得出以下结论:14.5~10.5 ka B.P.,青海湖区气候已逐渐从干冷向温湿过渡,季风降水逐渐增加;10.8~10.5 ka B.P.,青海湖处于碳酸盐滩湖环境,湖水深度从几米演变到接近干涸;10.5~9.5 kaB.P.,季风降水增加;9.5~8 ka B.P,湖水位从此前的接近干涸演变到此间的2~8 m,δ18Oc值跌落到一个较低的位置;8~3.5ka B.P,气候条件相对稳定,湖水不断蒸发引起重同位素的富集;3.5~0ka B.P,湖水处于同位素稳定阶段。研究结果还显示,δ18Oc值的短期波动与湖泊水位短期变化关系密切且明显,即水位高低分别对应δ18Oc的低值与高值。δ18Oc值的长期变化与湖泊水位长期变化关系不明显,水位较浅时,二者几乎无关联;水位较深时,水位的长期缓慢下降自然会导致δ18Oc逐渐攀升,而水位的长期缓慢上升也可以伴随δ18Oc逐渐攀升。     

江西沟1号风成剖面地球化学元素特征及古环境意义

通过对江西沟风成沉积剖面的地球化学分析,并结合OSL年代、粒度和磁化率数据,探讨了末次冰消期以来青海湖南岸气候的演变。剖面常量元素氧化物含量呈SiO_2Al_2O_3CaOFe_2O_3MgOK_2ONa_2O变化特征,常量元素氧化物及化学元素综合参数与地层有较好的对应性。不同的环境指标对气候变化的敏感性不同,总体上看,地球化学元素的敏感性高,全新世以来粒度和磁化率的变幅较小,即使在全新世大暖期,其值变化都很小。地球化学元素记录所反映的气候变化过程如下。Ⅰ.末次冰消期~12 ka BP,13.2 ka BP前总体上呈相对温暖状态,可能受B/A暖期的影响,13.2~12 ka BP气候不断向干冷方向发展,寒冷程度不断加剧并在12 ka BP达到最强,可能反映出12 ka BP左右的新仙女木事件;Ⅱ.12~9 ka BP,气候呈波动回升状态,暖湿程度呈增加趋势,表现出温凉的气候变化特征;Ⅲ.9~4.5 ka BP,气候温暖湿润,与全新世大暖期相对应,该阶段水热组合达到最佳,但存在阶段性的变化;Ⅳ.4.5~2 ka BP,气候总体向冷干方向转变,3 ka BP前变化幅度较小,气候较温暖湿润,3~2 ka BP气候凉偏干。     

青海湖沙柳河流域浅层地下水氢氧稳定同位素分布特征

地下水氢氧稳定同位素的组成与空间分布规律可为研究地下水补给及深入认识水循环过程提供重要理论依据。基于青海湖沙柳河流域浅层地下水样品的氢氧稳定同位素数据,通过空间插值法和δD-δ¹⁸O线性关系法,分析了氢氧稳定同位素组成、空间分布特征及地下水补给关系。结果表明：沙柳河流域中下游地区浅层地下水δ¹⁸O与δD值分别为-8.54‰~-6.02‰和-58.6‰~-34.6‰,平均值分别为-6.79‰和-41.8‰;δ¹⁸O值在流域空间上表现为西北、中部高,南北低的特征;流域西北和中部地区地下水主要受降水补给,补给来源单一、蒸发作用强是该区域地下水同位素值较高的原因,降水→地下水→泉水是其主要补给、排泄关系;流域北部、南部地区地下水与降水、河水、泉水等水体水力联系密切,不同补给来源的平滑作用是该区域地下水同位素值较低的原因,其补给、排泄关系主要为降雨→河水→地下水→泉水（或降雨→地下水→泉水→河水）。     

137Cs和210Pb测年的青海湖西北沉积速率研究

对沉积物柱样1,2的137Cs和210Pb定年分析,这两个样品137Cs最大蓄积峰值出现的年份分别为1963年和1986年。利用沉积物中137Cs蓄积峰,计算沉积物的深度沉积速率分别为0.153 1 cm·a-1、0.153 8 cm·a-1,计算出的质量堆积速率分别为0.048 4 g·a-1·cm-2、0.048 2 g·a-1·cm-2。210Pb计算出的两个柱样的沉积速率分别为0.052 0 g·a-1·cm-2,0.051 4 g·a-1·cm-2,137Cs和210Pb计算出的沉积速率,结果较为一致。由此可见,利用137Cs和210Pb综合定年,相互印证,可以消除一些偶然因素带来的定年偏差,进而较准确地计算湖泊沉积速率,这对研究青海湖近现代环境变化具有一定的现实意义。     

华北平原中部晚上新世以来沉积物碳氧同位素特征及其古环境意义

利用华北平原中部衡水水文地质科研深孔的岩芯,对平原区古土壤钙结核层碳氧同位素组分的古气候环境意义及相关气候指标的定量转换进行探讨,发现碳氧同位素对古气候变化具有较好的响应关系:3.5MaB.P.以来华北平原古气候逐渐由湿润转向干旱,早更新世由多个干湿冷暖旋回组成,晚期气候由暖迅速转凉;中更新世气候略温和,由3个冷干-暖湿旋回组成;晚更新世气候变化趋势为湿润-干燥-湿润,总体上呈现增温趋势。进入全新世后,δ13C平均值(-5)较低,属于相对湿润期;δ18 O平均值(-9.5)较低,属于相对寒冷期。应用相关公式可以定量恢复古温度变化,但平原区古土壤层受后期地下水作用的影响较大,如何消除这一影响还需更多数据支持。     

伊犁喀什河流域丰水期氢氧稳定同位素及水化学特征

气温升高加速高山冰雪消融,造成伊犁喀什河的水文循环及水量平衡发生变化。关于该流域水汽来源、水体补给等问题的研究大都基于年际变化分析、氢氧稳定同位素的季节性对比,缺少针对丰水期、枯水期的特征分析,不利于系统探究丰水期及枯水期水体水化学控制因素或水体补给情况的个别差异。本文利用2018—2021年丰水期在新疆伊犁喀什河流域采集的不同水体水样,运用不同水体氢氧稳定同位素方程线比对及离子比值法,综合Piper三线图、Gibbs图等分析区域水体水化学、氢氧稳定同位素特征,探讨水体补给问题。结果表明：(1)研究区水体均呈弱碱性。地表水水化学类型为HCO₃-Ca型,地下水受石膏溶解影响,SO₄^2-含量增加,水化学类型为HCO₃-SO₄-Na-Ca型;(2)岩石风化作用是研究区地表水与地下水水化学性质的主要控制因素。地表水受到降水的轻微影响但不显著、井水受蒸发-浓缩作用影响;地表水离子主要来源是硅酸盐矿物或石膏,地下水离子主要来源为碳酸盐、石膏或硅酸盐矿物;(3)综合地表水与地下水水化学及不同...     

青海湖西岸风成沙丘特征及成因

沙漠化是青海湖周围生态环境恶化中一个非常突出的问题,尤其湖西岸沙丘是近十多年来才形成的风沙堆积,并逐年扩大,已成为青海湖区第二大风沙堆积区。通过对青海湖西岸沙丘的分布、形态、物源及粒度特征的分析,对其形成进行了研究,并对布哈河三角洲的形成发育与沙漠化之间的关系进行了初步探讨。认为河流的自然摆动和截直造成了该三角洲东北缘的停止发育,加之气候的持续干旱和严重的鼠害,是导致研究区土地沙化、沙漠面积不断扩大的一个主要因素。     

硼同位素分馏及其在环境研究中的应用

二十世纪八十年代以来 ,由于硼同位素的测量技术的创新和改进 ,硼同位素地球化学的研究领域不断拓宽。研究表明 ,自然界中δ11B值的变化范围为 -3 7‰～ +5 8‰ ,不同地质体中δ11B值明显不同 ,反之 ,硼同位素组成与生成环境密切相关 ,可以反映其地质成因环境或地质作用过程。近年来 ,硼同位素在研究海水入侵 ,示踪古海洋和古气候条件 ,和判断污染源区等方面取得初步成效。     

中国北方沙尘源区铅同位素分布特征及其示踪意义的初步研究

对中国北方沙尘源区风成沙Pb同位素的分布特征以及示踪意义进行了初步研究。结果表明,中国北方沙尘源区风成沙Pb同位素的空间分布具有明显的区域差异,毛乌素沙地具有最低的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb值,塔克拉玛干沙漠具有最大的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb值,其他地区介于两者之间。通过对比研究,Pb同位素在中国北方黄土、格陵兰冰芯粉尘和北太平洋深海沉积物源区示踪方面具有较好的有效性。     

沙尘暴沉降物的粒度特征及其环境意义

近年有些研究者尝试用黄土中更为敏感的粒度指标指示冬季风的强度。笔者列举、分析了若干不同强度、不同源地的沙尘暴事件, 总结了沙尘沉积物粒度与风力、源区覆被状况、距源区距离等因素的关系, 认为沙尘粒度组成是由多因素决定的。作为地史上沙尘暴活动产物的黄土, 其粒度组成并不是冬季风的单一函数。黄土粒度中包含了冬季风强度、源区覆被、距源区远近等多方面信息。因此, 在用黄土粒度恢复冬季风强度时, 必须结合其他代用指标。     

新疆典型地区大气降尘磁学特征及其环境意义

应用环境磁学方法对北疆昌吉地区和南疆阿克苏地区大气降尘的磁学特征进行对比研究。结果表明：2012年春夏季昌吉地区大气降尘样品磁性矿物以磁铁矿和磁赤铁矿为主,阿克苏地区样品除受到磁铁矿、磁赤铁矿主要控制外,还含有更多赤铁矿等高矫顽力磁性矿物。两地降尘样品都以假单畴颗粒PSD和多畴颗粒MD为主。昌吉地区大气降尘样品的磁性矿物含量明显高于阿克苏地区。阿克苏地区大气降尘样品以天然降尘为主,强磁性矿物含量较低;昌吉地区降尘样品人为源输入强度高,磁学信号强。大气降尘的磁学特征包含大量环境信息,可以作为粉尘环境监测的重要手段。严格控制工业污染物排放,合理规划工业布局,依旧是治理城市大气污染的重要措施。     

乌鲁木齐大气降尘磁学特征及其环境意义

应用环境磁学方法研究了2012年乌鲁木齐大气降尘磁学特征,并与该地区2006年大气降尘样品磁学特征进行对比,探讨乌鲁木齐城市化进程中的大气降尘磁学特征变化规律。结果表明：乌鲁木齐大气降尘样品磁性矿物以粗颗粒的PSD和MD磁铁矿为主导,同时含有少量的不完全反铁磁性矿物如赤铁矿。与2006年相比,2012年降尘样品的颗粒较粗,且在取暖期内亚铁磁性矿物含量较少。乌鲁木齐冬季取暖整治措施成效显著,但非采暖期大气整体质量相对2006年有所下降,影响乌鲁木齐城市大气质量的主要因素已经由冬季供暖向城市化的加快和工业的发展这两个因素转移。     

向海湿地孢粉记录及其环境意义

以霍林河下游向海湿地为研究对象,通过对湿地垂直剖面的精细采样,将放射性核素精确计年与孢粉组合特征研究相结合,进行高分辨率剖析。研究结果表明:受沉积环境的影响,不同地表水力梯度与不同地貌单元的孢粉组合特征相差较大。典型剖面孢粉图式、A/C比值与麻黄属花粉丰度分析表明,该区域以草甸草原或草原景观为主,流域大环境以半干旱为特征,局部小环境为水流缓慢或静水沉积环境,并受到风沙的影响。240年以来虽然亦存在短暂的温湿期(1851-1861aA.D.及1890-1920aA.D.),但半干旱的气候特征始终没有改变。对照相邻区域研究成果,本区近代气候具有继承性和相似性。     

吉兰泰盐湖的形成及指示的环境意义

选择位于季风边缘区的吉兰泰盐湖为研究对象,利用OSL和14C测年手段重建湖面波动历史,探讨盐湖形成年代与环境变化过程。通过大范围的野外调查发现,在该湖泊南部地区发育高于现代干盐滩9 m的湖滨砂沉积,上覆风成砂沉积,其中湖滨沉积物的OSL年代为6.7 ka BP前后,表明当时该湖泊处于浅水状态,此后湖水经历了快速的下降过程。对于盐湖中心剖面点盐层之下粘土层的14C测年显示,在5 500 aBP以来,集聚大量的石膏、芒硝和石盐等蒸发盐类,该湖泊进入成盐期。通过区域对比发现,吉兰泰湖面快速下降阶段与季风边缘区中全新世干旱事件发生时间相对应。研究认为,吉兰泰盐类矿物的开始沉积,反映了中全新世阿拉善高原区域环境的突然变化,可能指示着5.5 Cal ka BP前后干旱事件的发生。     

青海湖南岸全新世黄土地球化学特征及气候环境意义

位于青藏高原东北部的青海湖是我国最大的内陆湖泊，通过湖相沉积进行湖区全新世环境演变研究已取得诸多成果。作者选择青海湖南岸黑马河有绝对年代控制的全新世黄土剖面，利用CaCO2、CaO、MgO和Sr元素组分以及氧、碳同位素等较为可靠的地球化学指标，尝试进行了湖区全新世黄土的分层，探讨了黄土堆积过程中的气候环境演变。结果表明，青海湖南岸的黄土按成土作用强度的不同可分为两层：上部为成土化较弱的黄土层；下部为成土化较高的古土壤层，其仍可进一步分为两个亚层。全新世湖区气候环境的波动在地球化学分布特征中有较强表现。     

青藏高原沙尘及其可能的气候意义

利用1961-2000年高原91个站的气象实测资料并结合高原沙区分布状况，分析了近40a青藏高原沙尘暴的时空分布特征。结果表明，高原具备发生沙尘暴的前提条件，大片的流动沙丘和大片荒漠化土地为沙尘暴的发生提供了充足的沙源，年沙尘暴发生频率非常高，大体有以羌塘高原为中心向东南逐渐减少的趋势。从12月至翌年4月，沙尘暴发生中心从藏南的雅鲁藏布江上游河谷地区依次逐渐向北扩展到羌塘高原南部、羌塘高原及塔里木盆地南部，这种季节性摆动与副热带西风急流的位置变化密切相关，加上高原海拔4000～5000m的高度，细粒物质被轻松地扬升到西风急流区，传往遥远的北太平洋地区，高原成为远程传输最高效的沙尘源地之一。沉降在北太平洋的沙尘，加强了海洋生物泵的效率，进而可能对全球气候产生影响。