黄河流域末次冰消期以来古洪水事件研究进展

近20多年来,黄河流域末次冰消期以来古洪水事件研究取得了丰硕成果。论文系统回顾了黄河流域有关古洪水事件识别、年代序列建立、气候成因揭示、古洪水洪峰水位和洪峰流量恢复以及古洪水事件社会影响探讨等方面的内容;提出了当前在古洪水悬移质泥沙沉积物精确断代、古洪水成因及古洪水水文重建等方面面临的主要问题和未来的发展建议;并在现有研究的基础上从加强有条件河段不同规模古洪水的重现期、不同河段古洪水沉积记录的对比研究及建立古洪水水文学数据库等方面对未来黄河流域古洪水研究进行了展望,以期为全球变化背景下黄河流域洪水的预测、防治及风险评估和黄河流域生态保护与高质量发展提供科学依据。     

青海湖末次冰消期以来的湖面变化

青海湖是我国最大的内陆封闭湖泊,处在东亚季风、印度季风和西风带的交汇处,对环境变化敏感,是研究该区域及青藏高原环境变化的理想地点。前人基于其连续的湖相沉积物的多项环境指标与其四周湖成阶地、古岸堤以及表层所覆盖的风成沉积物的年代学研究,探讨了青海湖晚第四纪以来的湖面变化情况,取得了显著成果。然而由于测年材料和测年方法的不同,对于高湖面出现的年代问题依然存在着诸多争议。根据近年来已发表的测年数据、前人对青海湖湖面升降变化的研究结果和青海湖QH-2000孔介形类壳体δ18O的记录进行综合集成,构建了自14 ka以来的青海湖湖面变化曲线。在约14～12 ka,湖面在海拔约3 206 m,比现代湖面高12.3 m(以2010年3月湖面海拔3 193.4 m为基准);在约12～10 ka,湖面急剧下降到海拔约3 165 m,比现代低28.4 m;在10～9ka,湖面急剧上升到海拔约3 173 m;在9～6 ka,湖面相对稳定在海拔3 213 m;在6～4 ka,发生过一次干旱事件,湖面下降到低于现代湖面;在4～1 ka,湖面相对稳定在海拔3 193.7 m;在1 ka至今,湖面呈持续下降趋势。     

甘青地区末次冰消期以来植被与气候演化的孢粉记录对比分析

选用甘青地区达连海、青海湖、苏家湾、大地湾4个典型高分辨率的钻孔资料进行对比分析,阐明了该地区末次冰消期以来气候变化规律与主要气候事件,初步探讨了该地区植被纬向时空演化规律。结果显示末次冰消期大致开始于15.2~14.6 ka BP之间,冰消期期间该地区气候表现为冷暖波动频繁,气候不稳定,植被类型由东向西为草原-荒漠化草原。全新世早期阶段10.4~8.2 ka BP气候表现为温干,植被类型由东向西为疏林草原-草原。全新世中期8.2~4.3 ka BP气候温暖湿润,植被发育良好,由东向西出现森林-森林草原植被。4.3 ka BP以后该地区气候总体向凉干方向发展,3.9~3.4 ka BP期间陇中地区气候波动较显著,植被类型草原-森林草原交替出现。晚全新世后期2.3~0 ka BP气候冷干,从东到西发育草原-荒漠化草原植被。     

末次冰消期以来白令海盆的冰筏碎屑事件与古海洋学演变记录

通过对白令海盆中部BR02岩芯高分辨率的颜色、粒度和元素地球化学地层的研究发现:(1)该岩芯较为完整地记录了末次盛冰期结束以来(约16.3 ka BP)的多期冰筏碎屑事件,包括H1、OD、YD和北方2期,其中以H1和YD最为显著,反映了末次冰消期以来该地区海冰/冰山以及区域性冰川的消长变化;(2)BR02岩芯上部17—25 cm段出现富Mn、富Ba的氧化型沉积,说明在全新世高海面时期,白令海与北太平洋、北冰洋之间的水体交换达到极点,白令海环流加强,海盆底层水含氧状况明显改善,并引发海洋生产力增加;(3)CaO、Na2O、Sr、Zr及Na2O/K2O比值的分布说明,海盆冰筏碎屑主要来自富碳酸盐的育空河流域,其次为阿拉斯加半岛和阿留申群岛等火山岩区;岩芯上部Na2O/K2O比值的递增暗示10 ka BP以来与火山物质输运有关的北太平洋入流(阿拉斯加流)可能增加。     

共和盆地黏土矿物与孢粉记录的末次冰消期以来的气候环境相位差

在青藏高原北缘共和盆地达连海钻取了40.92 m沉积柱,其¹⁴C年代有10个控制点,底部年龄最大值为14.5 cal ka BP,沉积柱为末次冰消期以来的湖泊沉积物。在沉积柱中按20 cm/70 a分辨率选出200个样品进行了黏土矿物、粒度、碳酸盐、沉积速率等非生物指标与生物指标的孢粉等多项指标的综合分析。结果表明：末次冰消期以来,达连海沉积柱中非生物指标与生物指标反映的气候和环境变化阶段的显著性不同,反映的气候环境的变化阶段也不尽一致,出现气候环境的相位差。冰消期黏土矿物非生物指标与孢粉生物指标有约1.0~1.2 ka的相位差;早、中全新世黏土矿物反映的气候变化时段较孢粉指标指示的时段滞后约1.0 ka;在晚全新世黏土矿物反映的气候变化较孢粉滞后约0.1 ka。造成黏土矿物和孢粉反映气候环境相位差的原因是孢粉和黏土矿物对气候响应的差异性、黏土矿物和孢粉搬运方式的不同、气候条件及其转换、地貌等多因素的综合影响。     

共和盆地末次冰消期以来的植被和环境演变

在青藏高原共和盆地中的内陆湖泊--达连海获取40.92 m长的湖泊岩芯(DLH钻孔),选用植物残体作为测年材料,利用AMS14C测年技术建立可靠的地层年代序列,对岩芯进行孢粉分析,重建该地末次冰消期以来的古植被和古环境。末次冰消期以来达连海周围山地在14.8～12.9Cal ka BP和9.4～3.9 Cal ka BP时段曾发育森林,气候较湿润,达连海附近盆地发育的荒漠草原盖度增加或演化为草原;在15.8～14.8 Cal ka BP、12.9～9.4 Cal ka BP 和3.9～1.4 Cal ka BP 时段该地气候比较干旱,依据干旱的程度周围山地森林退化或消失,盆地内发育盖度较低的荒漠草原或草原化荒漠。1.4 Cal ka BP以来湿度有所增加,发育草原植被类型。依据植被的演替历史推断该地气候的变化历程是15.8～14.8 Cal ka BP 干旱,14.8～12.9 Cal ka BP 湿润,12.9～9.4 Cal ka BP干旱,9.4～3.9 Cal ka BP湿润,3.9～1.4 Cal ka BP干旱,1.4～0 Cal ka BP湿润。达连海的孢粉记录与附近青海湖的孢粉结果对比,发现两地植被发育基本一致。末次冰消期Bølling-Allerød 时期,山地森林发育;新仙女木事件发生时森林萎缩;全新世中期两地针叶林发育达到鼎盛,之后逐渐减少至消失。早全新世达连海森林扩张的时间滞后于青海湖,主要与两地森林树种的不同和植被演替的时间差异有关。该区森林发育的全盛时期在中全新世,这与石笋记录到的亚洲季风强盛时期在早全新世不相一致,可能与植被复杂的响应机制有关。     

末次冰消期以来冰岛周边海域古海洋环境及海冰研究进展

冰岛位于北大西洋北部地区,是对全球气候变化最为敏感的区域之一,对其周边海域古海洋环境的深入研究是全球气候变化研究的重要组成部分。海冰的大面积分布是该地区的显著特点之一,对全球气候系统产生较大的影响意义。此外,冰岛周边海域大量火山灰沉积,也为古海洋环境研究提供了可靠的年代资料。本文以冰岛为中心,回顾了冰岛周边海域末次冰消期以来古海洋环境及海冰研究的现状,探讨了该海域不同记录之间的差异,并通过分析末次冰消期以来古环境研究的不足,提出了相应的展望。     

末次冰消期以来黄河首曲流域气候变化与地表过程相互关系

黄河首曲是世界高海拔地区生物多样性丰富和生态变化敏感的地区,其环境演变过程如何响应区域气候变化具有重要的科学意义。针对该区末次冰消期以来气候环境重建结果的分歧,以目前已发表的多载体记录为基础,独立集成区域气候变化的框架性过程和地表环境演变历史,进而探讨两者的相互关系。结果表明：（1）该区在13～6 ka气温和湿度持续增加,10～6 ka为气候最优期,6 ka以后气温和湿度逐渐下降,气候变冷变干。（2）18～11 ka地表过程以河湖相过程为主,风沙活动非常弱;11～8 ka河湖沉积过程减弱,风沙活动增强;8～3 ka古土壤大规模发育;3 ka以来广泛发育草甸土。（3）区域地表环境变化过程与气候变化之间存在非同步变化,6 ka以前气候变化对区域地表过程呈正向驱动,6 ka以后对区域地表过程呈负向驱动。基于现代和晚全新世草甸土壤粒度的比较,发现草甸土壤的发育是气候变冷变干背景下风成物质不断加积的产物,进一步暗示区域土壤发育与气候变化间的复杂关系。     

腾格里沙漠南缘土门剖面末次间冰阶层段的粒度特征及其反映的气候-沉积环境

腾格里沙漠南缘土门剖面末次间冰阶层段（TMS 3）由风成砂、黄土状亚砂土、砂黄土、古土壤、湖相沉积物和冲积黄土等6种沉积相相互叠覆构成。粒度分析结果显示,该层段以砂质沉积物为主,粉砂次之,黏土最少,平均值分别为65.45%、26.72%和8.83%;在砂粒级中,以细砂含量最高,其次为极细砂,其余为中砂-粗砂颗粒。粉砂含量、黏土含量、M_z和σ在风成砂中呈现谷值,在其他沉积相为峰值,中砂-粗砂和细砂则相反。粒度指标指示腾格里沙漠南缘土门剖面末次间冰阶至少经历了13次暖湿和12次冷干的气候波动,且可划分为TMS 3e（54 200~59 750 a BP）、TMS 3d （54 200~40 800 a BP）、TMS 3c （40 800~32 800 a BP）、TMS 3b （32 800~25 400 a BP）和TMS 3a （25 400~22 940 a BP）等5个亚段, 25次冷暖波动与格陵兰冰芯和中国南方石笋记录的D/O事件以及北大西洋深海沉积物记录的H事件具有很高的同步性。     

末次冰消期以来中国湖泊沉积记录的古气候演化及其驱动机制研究

末次冰消期是全球气候与环境出现较大变化的时段,其间发生了一系列气候突变事件,在全球不同地区以不同方式回应着这些事件的变化过程。综述了末次冰消期以来青藏高原高寒干旱区、西北干旱区、云贵高原湿润区以及东部平原地区的湖泊沉积记录的古气候演化特征,探讨了气候变化的驱动机制,并提出未来该研究领域亟待深入开展的工作,包括拓展高分辨率湖泊沉积记录的气候演化时间序列研究,提升学科交叉和与其他地质记录的对比研究,加强中国第四纪湖泊数据库和全球气候变化研究,以及加强水汽来源示踪研究。     

近2000年古里雅冰芯气候变化的子波分析

运用子波分析方法探讨了δ^18O和积累量记录多尺度振荡特征，发现在年代际尺度上近百年来的升温仅是近2000年来的一次正常波动；在百年尺度上的升温是过去1700年来最强烈的一次，小冰期的三次冷期在该时间尺度上表现最明显，而中世纪暖期没有明显的反映。在温度和降水的组合中，无论在年代际尺度，还是在百年尺度和千年尺度上，暖湿、暖干、冷湿和冷干等四种类型的温湿组合气候都出现了。但是，在百年尺度上，以公元800’s为界，气候出现了转型，在此之前为暖干、冷湿，此后呈现暖湿、冷干的气候特征，伴随着气候状态转折的是200左右的周期发生了根本变化，之前该周期不明显，此后该周期的功率很强，达到了95%的信度标准。     

中国西北与华北地区末次冰期黄土气候记录的对比研究

选用末次冰期具有代表性的黄土高原西部区临夏塬堡黄土剖面和华北地区具有代表性的北京西山东斋堂黄土剖面,通过对这两个剖面岩性、质量磁化率、粒度中值的变化幅度、频率、量值和所反映的气候环境状况及产生这种气候状况的原因的对比分析发现:两个剖面均记录了末次冰期可与反映全球冰量变化的SPECMAP曲线对比的MIS2、MIS3和MIS4 3个阶段,尽管其反映的气候状况并不相同。如末次冰期西北和华北地区风力强度基本接近（粒度中值值基本接近）,华北地区气候更为温湿,土壤的成壤强度更高,降水量更大,而西北地区就弱很多。这可能与两个地区地处不同的气候带有关,即西北地区地处温带干旱、半干旱区,华北地区地处暖温带半湿润区,尽管两剖面同处中纬度,但西北地区的塬堡剖面深居内陆,四周多高山,来自海洋的湿润气流很少能够到达,降水量远比同纬度其他地区少的缘故。同时还表明:就磁化率指标和粒度指标而言,磁化率指标对区域气候环境变化的响应更敏感,更能准确记录反映区域的气候环境变化状况。     

中国过去2000年气候变化的评估

根据近20年中国在过去2000年气候变化研究领域的主要文献,对中国(特别是中国东部)过去2000年气候变化进行了综合评估。主要结论有：(1)在中国东部,虽然20世纪暖期的温暖程度非常明显,但至目前为止的研究结果显示,其温暖程度和波动幅度可能尚未超过过去两千年曾经出现过的最高水平。(2)中国东部降水同样存在数百年的趋势变化,且存在明显的区域差异,特别是华北与江南的低频变化趋势几乎相反。就东部地区的总体变化趋势而言：280′sAD以前,相对湿润;自280′SAD开始,逐渐变干;而至1230′SAD以后,则维持在一个相对较干的水平上。(3)中国西部的温度变化趋势与东部基本一致,但中世纪暖期与小冰期不如东部明显。(4)中世纪暖期,中国东部的华北地区相对干旱,江南则相对湿润;而在小冰期,华北地区则相对湿润,且整个东部地区的降水变率增大。     

福建屏南天湖山泥炭腐殖化度记录的早全新世以来气候变化

以14C测年为基础,构建了天湖山泥炭剖面的年代序列,通过对研究区泥炭腐殖化度与有机质的分析研究,发现两者呈现出很好的相关性,共同记录了研究区约9．5kaBP以来的气候变化,可划分出3个主要阶段：1）早期（9．5 ka BP-6．3 ka BP）泥炭腐殖化度最低,指示气候湿热,其中7．9ka BP-6．3kaBP为整个剖面腐殖化度最低值阶段,可能为研究区全新世气候最适宜期（全新世大暖期）阶段;2）中期（6．3 ka BP～2．8 ka BP）泥炭腐殖化度较低,指示气候温凉湿润;3）晚期（2．8 ka BP以来）,泥炭腐殖化度偏高,波动较大,指示气候温凉偏于．利用redfit红色噪声谱分析发现,有机质含量变化时间序列中存在948a、268a、342a的准周期,反映了中低纬度亚热带季风区气候变化对太阳活动的响应．     

福建屏南天湖山泥炭腐殖化度记录的早全新世以来气候变化

以14C测年为基础,构建了天湖山泥炭剖面的年代序列,通过对研究区泥炭腐殖化度与有机质的分析研究,发现两者呈现出很好的相关性,共同记录了研究区约9．5kaBP以来的气候变化,可划分出3个主要阶段：1）早期（9．5 ka BP-6．3 ka BP）泥炭腐殖化度最低,指示气候湿热,其中7．9ka BP-6．3kaBP为整个剖...     

气候变化下极端水文事件的研究进展

气候异常变化导致洪涝灾害、干旱等极端水文事件的发生及其增加的水灾害风险正成为人类生存所面临的重大挑战。近年来,开展气候变化背景下流域极端水文事件的变化趋势、发生机理及其对气候变化的响应与预测研究正逐渐受到国内外众多学者的关注。本文从极端水文事件的定义、研究方法、水文极值分布函数、观测事实及模拟研究等方面分析评述了极端水文事件问题的研究现状和研究成果。在此基础上,讨论了研究现状存在的问题并对该领域未来研究方向进行了展望。     

变暖背景下陕西极端气候事件变化分析

利用1961-2010年陕西省78个气象观测站的逐日最高温度、最低温度、平均温度以及日降水量资料,采用趋势分析方法对该地区极端气候事件的变化进行了分析。结果表明:①近50 a来陕西降水极端事件没有显著的增减变化趋势,但存在明显的阶段性。②近50 a来区域严重干燥事件在显著增加而严重湿润事件趋于减少,2000年以后严重干湿事件均偏多,区域降水有向不均衡、极端化发展的趋势。③区域年极端高（低）温事件在近50 a来呈现显著的增加（减少）趋势,其空间分布具有较好的一致性。极端温度事件的变化在各季节存在差异,冬、春季变暖的趋势比较显著。在显著变暖的20世纪90年代以后,相对于降水极端事件,温度极端事件显现地更为突出。     

南昌市厚田沙地风沙沉积记录的末次冰期气候变化特征

位于南昌市南部的新建县广泛分布着由沙丘砂-古土壤叠覆堆积组成的沉积序列。在野外调查的基础上,选择位于新建县南部的厚田剖面进行工作,其沉积序列由3层沙丘砂和3层砂质古土壤组成,顶部与底部的光释光（OSL）年代分别为14.9 ka BP和77 ka BP,为末次冰期的产物。结果表明：（1）厚田剖面的末次冰期地层可划分为HTS4（77~57.1 ka BP）、 HTS3c（57.1~49.7 ka BP）、HTS3b（49.7~36.8 ka BP）、HTS3a（36.8~26.5 ka BP）、HTS2（26.5~14.9 ka BP）5个阶段。（2）以粒级-标准偏差法与主成分因子分析法提取敏感粒度,12.619~20 μm含量与平均粒径和黏粒含量正相关,400~563.667 μm含量与平均粒径和黏粒含量负相关,反映冬季风强度的敏感粒径为400~563.667 μm,反映夏季风强度的敏感粒径为12.619~20 μm。（3）平均粒径、黏粒含量、敏感粒度在剖面上呈现明显的峰谷交替变化,暖阶段基本同步于葫芦洞石笋记录的夏季风强盛期和65°N 7月的天文辐射总量的高峰,揭示出HTS3c、HTS3a、HTS2早期为温暖期,砂质古土壤发育;冷阶段对应于葫芦洞石笋记录的夏季风减弱期和65°N 7月的天文辐射总量的低值,揭示出HTS4、HTS3b、HTS2晚期为寒冷期,沙丘砂发育。厚田剖面末次冰期的气候变化存在万年尺度的气候波动,是太阳辐射总量和东亚季风共同影响下的结果。