中国北方部分科属花粉-气候响应面分析

以中国北方地区不同类型植被下的215个表层土壤样品中花粉丰度及每个采样点的气候参数为基础数据,选择地层中出现频繁、花粉形态特征明显的花粉类型的百分比与7月平均温度及年平均降水量两个气候参数进行多项式回归分析,其结果不仅开拓了从古气候意义上对一些花粉类型的新认识,而且为定量重建古气候提出了较为准确的数量指标。     

中国北方几种主要花粉类型与植被定量关系

为了解中国北方典型植被类型表土主要花粉类型与植被间的数量关系, 通过205个表土样品分析与植物样方植被调查结果显示: 不同生态类型植被的花粉组合差别明显, 温带落叶阔叶林中乔木花粉多大于30%; 温带草原花粉组合中草本花粉一般高于90%, 其中蒿属、藜科是最主要的花粉类型, 蒿属一般高于30%; 荒漠植被孢粉组合中藜科花粉百分比一般大于蒿属, 蕨类孢子较少出现; 亚高山或高寒草甸花粉组合中莎草科花粉百分比多大于20%. 花粉百分比与植被盖度间关系研究表明: 多数乔木花粉与植被盖度间表现出较好的相关性, 灌木花粉表现出一定的相关性, 草本花粉相关性较差. 乔木花粉中以云杉属花粉与植被盖度相关性最好; 其次为栎属和鹅耳枥属; 桦属、落叶松属、胡桃属花粉与植被盖度间也具有较好的相关性, 桦属花粉为超代表性类型, 桦林中桦属花粉高于40%; 落叶松属和胡桃属花粉为低代表性类型, 花粉含量超过10%, 可肯定当地有落叶松或胡桃林; 松属花粉与植被盖度间有一定的相关性, 为超代表性类型, 只有松花粉含量高于30%以上时, 周围才有可能有松林存在; 榆或杨属花粉与植被盖度的相关系数较 低, 当这两种植物与其他乔木混生时, 花粉不易被记录到, 但只要花粉含量超过1%, 周围存在该植物的可能性很大. 灌木花粉中, 以荆条与植被盖度关系最密切; 其次为榛属、柽柳及白刺, 这些植物不出现时, 花粉百分比一般小于1%; 锦鸡儿和绣线菊花粉与植被盖度有一定的相关性; 蔷薇科、虎耳草属花粉与植被盖度关系不明显. 草本花粉中, 莎草科花粉与植被盖度关系最密切, 当莎草科占优势时(盖度高于30%), 随盖度的增大, 花粉百分比增高, 植被盖度低于30%时, 花粉百分比多低于5%; 蒿属和藜科花粉含量主要与所在区域有关; 禾本科、豆科、菊科与植被盖度关系不明显.     

中国北方典型草原区花粉产量及其定量重建古植被的作用

基于中国北方典型草原区30个样点现代孢粉分析和植被调查,研究估算了常见花粉类型的相对花粉产量,并将估算结果应用于全新世以来的古植被定量重建．典型草原区现代花粉组合以蒿属、藜科、禾本科、莎草科和菊科等草本植物花粉为主,与草原区植物群落较一致．中国北方典型草原区上述五种主要花粉类型和常见花粉类型（唐松草属、鸢尾科、委陵菜属、麻黄属、十字花科和榆属）的风力传播能力强,相对花粉源1000m左右（以表土样品取样范围为沉积盆地半径,0．5m）,且基本不受风速影响．榆属、蒿属、十字花科和藜科植物花粉产量最高,唐松草属植物花粉产量较高,而菊科和鸢尾科植物花粉产量较低,禾本科、莎草科、委陵菜属和麻黄属植物花粉产量适中．相对花粉产量检验表明：多数花粉类型相对花粉产量结果可信;但菊科和鸢尾科相对花粉产量被显著低估,禾本科、藜科、麻黄属相对花粉产量被高估或低估,利用相对花粉产量定量重建古植被时应谨慎．依据花粉产量定量重建的植被演替表明,现在的中国北方典型草原区6500—5600cal．aBP之前为以禾本科、莎草科和蒿属植物为主的草甸草原,之后逐渐演变为现在的典型草原．     

近5000a的气候波动与太阳变化

对JohnA .Eddy提出的过去 5 0 0 0a中 1 6个明显的太阳活动变化 ,金川泥炭纤维素δ18O温度代用记录有很好的一对一的响应 .每当较长期的太阳活动水平低落时 ,δ18O值就减小 ,地表气温下降 ;反之 ,在高的太阳活动水平期间 ,δ18O值增大 ,温度上升 .据此讨论了未来 5 0～ 1 0 0a地表气温的演变趋势     

全球沙漠变化的气候影响

沙漠是重要的地表景观,其变化影响着人们的生产和生活.但是,目前对全球沙漠变化的规律及其气候影响了解有限.本文使用气候再分析数据和遥感产品,分别计算了全球沙漠的面积变化,分析了不同气候因子对沙漠变化的影响,并利用CMIP6(Coupled Model Intercomparison Project 6)模式结果,估算了未来全球沙漠变化趋势.结果表明,全球沙漠面积约17.64×10⁶km²,占陆地面积的12%;在20世纪80年代末到90年代快速减小,其中主要发生在北非和澳大利亚; 21世纪初沙漠开始缓慢扩张.气候干旱区面积存在年代际波动,各气候区干旱指数(AI)与沙漠面积变化有明显差异.相关性分析表明,降水增加对沙漠面积变化有直接影响;潜在蒸发、温度和湿度与沙漠面积呈明显相关关系,风速变化与沙漠面积的关系存在区域性差异. CMIP6模式结果表明,在ssp245和ssp585情景下, 21世纪全球沙漠都将有不同程度的扩张,其中,亚洲、非洲和澳大利亚沙漠扩张最多,而北非南部沙漠将会缩小、北非沙漠北移.     

中国北方沙尘暴气候形势的年代际变化

分析了中国北方沙尘气候的时间变化特征, 重点研究与沙尘气侯的年代际变化相应的冬、春季气候和大气环流异常特征. 文章揭示: 在沙尘活动频繁年代(1956~1970)和稀少年代(1985~1999)冬、春季的气候和大气环流有显著差别. 与前一个年代相比, 在后一个年代里冬季极涡异常加深, 50°N附近的西风增强, 东亚极锋锋区位置偏北, 东亚大槽偏弱; 西伯利亚高压北部及中心强度变弱, 阿留申低压明显升压; 东亚季风强度变弱, 影响中国的冷空气势力减弱, 冬、春季大风天气变少. 同时中国北方广大地区冬季温度显著升高, 西北和内蒙古的沙源地区春季降水明显增多. 研究还发现, 在年际尺度上, 中国北方的沙尘活动频次与前冬的西风指数、北极涛动指数呈显著的负相关, 与冬、春季东亚季风指数呈显著的正相关.     

山西岩溶大泉近50年的流量变化过程及其对全球气候变化的指示意义

山西岩溶为中国北方岩溶之典型代表, 岩溶水是当地最重要的供水水源之一. 20世纪50年代以来, 该区各岩溶泉的流量大都以衰减为主要变化特征. 本文以娘子关泉、辛安泉、郭庄泉、神头泉、晋祠泉、兰村泉、洪山泉等7个岩溶大泉为例, 将岩溶泉的流量变化过程划分为天然波动阶段与人类活动影响叠加阶段, 其流量衰减主要受气候因素与人类活动因素控制, 其中前者的贡献约为60%, 后者的贡献约为40%; 而根据气候与人类活动的影响程度的差异, 又可将泉流量衰减模式初步划分为天然衰减为主型、开采衰减为主型、混合衰减型三类. 7个岩溶泉总还原流量的变化与同期全球气温变化存在良好的对应关系, 对近几十年来的全球变暖与干旱化过程具有指示意义, 表明岩溶泉的流量演化过程分析可以作为全球变化研究的一种新手段.     

植物生理学与地球物理学的结合点

介绍了含羞草在台风前及榉树、枫树、山茶、月桂等树木生物电位在地震前的异常变化 ,指出了植物生理电位与地震前兆现象之间存在的相关关系 ,找到了植物生理学与地球物理学的结合点     

中国吉林晚三叠世天桥岭植物群时代的确定:来自LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄的证据

晚三叠世吉林天桥岭植物群是我国中生代一个著名植物群,它的发现不仅重塑了中国晚三叠世植物地理区划分,而且对整个东亚地区晚三叠世古植物地理区研究具有重要意义.长期以来,天桥岭植物群时代已经被古植物学家认定为晚三叠世,其主要依据古生物资料,而缺少同位素年代学证据;因此,其准确时代尚待进一步证明,这也一直是困扰古生物学家的科学...     

鄂尔多斯盆地白垩纪沙漠旋回、风向和水循环变化--白垩纪气候非均一性的证据

温室效应下的气候状态是当前的研究热点.地史中的温室气候尤其是白垩纪气候究竟是均一还是非均一的问题曾引起了广泛的讨论.通过对中国鄂尔多斯盆地白垩纪沙漠的旋回性、古风向转换和水循环变化的分析,认为白垩纪气候具有极强的周期性,不仅具有中长周期的变化,而且还有极强的季节变化,甚至还有瞬间的变化.研究表明,白垩纪气候并非均一.     

中国气候干湿变率与ENSO的关系及其稳定性

利用1951-01~2000-10中国160站气温和降水月平均资料, 计算了自修正PDSI指数. PDSI指数EOF分析第一模态空间场分布和1951~2000年PDSI指数的变化趋势分布十分相似, 第一模态时间系数反映了空间场随时间的演变情况. 研究发现, EOF分析所揭示的中国气候干湿变率和ENSO有着很好的关系. 这种关系表明, 在典型的ENSO暖状态, 中国大部分地区都偏干, 特别是华北地区更易偏干, 长江以南地区和西北容易偏湿, 而长江中下游地区处于变干和湿的过渡区, 变干或湿不明显. 在典型的ENSO冷状态则情况相反. 而中国气候干湿变率年际和年代际变化都对应着强El Niño事件; 反过来当发生强El Niño事件时, 中国气候干湿变率在年际和年代际尺度上有可能发生剧烈变化. 最近20~30 a中国气候干湿的年代际变化, 特别是华北自20世纪70年代末的变干和西北自80年代中期的变湿, 与ENSO朝更暖的状态变化及全球变暖有着紧密的联系. 1951~2000年中国气候干湿变率和ENSO关系的稳定性分析表明, 中国气候干湿变率和ENSO之间在3~8 a变化周期上存着很好的相关关系, 但这种相关关系不稳定, 存在着年代际变化: 1951~1962和1976~1991年两个时间段两者相关关系很高, 而在1963~1975和1992~2000年两时段内, 两者相关关系较差.     

滇南地区降雨量与水位变化的关系——以澄江井、建水井为例

2015年1月9日,云南地区出现大幅度水位同步转折上升现象,而地下流体群体异常的聚集区可能是未来强震的孕育区,及时排除环境等干扰因素,对确定地震危险区很有帮助。本文选取澄江井和建水井的水位观测数据,分析降雨量与水位变化的关系,认为滇南地区的水位年变化与雨季降雨量之间有较好的线性关系。本文对澄江井和建水井2012-2014年的水位异常信息进行提取,对其映震情况进行了总结,研究表明滇南地区降雨量对水位引起的异常,主要表现在变化幅度和变化时间等方面。此次出现的水位同步转折上升现象多为降雨干扰影响。     

中国东部大陆尺度南北样带尘土花粉散布规律与现状植被的关系

在中国东部地区纵向地理剖面(N18°~53°)进行了连续的尘土孢粉取样, 样点分布路线沿热量带从寒温带一直到热带的整个东部断面. 孢粉分布规律的研究结果表明, 尘土中各类花粉的含量分布具有明显的地带性, 花粉谱与地带性植被和相应气候带的人工植被分布是完全吻合的, 根据分析数据可以定量分析人工引种植物树种的分布界限, 同时利用尘土花粉与天然林下花粉的对比, 获得人类对植被干扰程度的信息. 另外, 各类草本的大陆尺度分布也具有很明显的规律性, 其总含量变化与净第一性生产力(NPP)模拟结果具有一致性, 其中最丰富的蒿属与禾本科两类草本花粉沿纬度带呈现有规律的增减, 两者的比值由南向北呈有规律的指数上升.     

黑龙江阿城晚二叠世安加拉-华夏混生植物群——兼述古亚洲洋的关闭问题

记录了产自黑龙江阿城地区上二叠统红山组的20种植物化石,包括Pecopteris tangwangheensis Huang, C. obese Huang, C. shenshuensis Huang, C. tangwangheensts Huang, C. heilongjiangensis Huang, C. zeilleri Zalessky, C. sp., Comia yichunensis Huang, C. tenueaxis Huang, Iniopteris sibirica Zalessky, Supaia teiliensis Huang, Compsopteris tchirkovae Zalessky, C. cf. adzvensis Zalessky, Nilssonia sp. 1, Nil. sp. 2, Taeniopteris cf. densissima Halle, T. cf. nystraemii Halle, T. sp., Noeggerathiopsis derzavinii Neub.等．植物群主体为安加拉型,但共生有晚期华夏植物群的重要分子,显示了混生植物群的特点．主要分子的地史分布及与相似植物群的对比表明该植物群的时代为晚二叠世晚期,其混生的特点指示西伯利亚板块在晚二叠世和华北板块于西拉木伦河-长春-延吉缝合带拼合,古亚洲洋关闭．     

长江上游近千年来的洪水变化——比较气候-水文模型模拟数据与重建数据

了解水文过程对温室气体水平上升的响应,对气候变化影响研究至关重要.然而,由于缺乏长期的观测数据来了解气候系统的长期行为,这方面的研究往往受到一定限制.结合重建数据和模型模拟(全球气候模式和水文模型)数据将有助于更好地理解气候和水文过程在过去几十年到几个世纪的时间尺度上的变化.在本研究中,利用模型链方法研究长江上游过去千年至21世纪末的洪水变化.首先,利用四个全球气候模式(BCC-CSM1.1、MIROC-ESM、MRI-CGCM3、CCSM4)的降水和温度数据驱动水文模型,模拟长江上游在过去千年(850～1849年)、历史时期(1850～2005年)和未来时期(2006～2099年)的日径流过程.在此基础上,评估了模拟降水、温度和极值流量是否与文献记载的干湿期、温度变化和古洪水记录具有相似的统计特性.最后,通过模型模拟结果探究了极值流量从过去千年到未来的变化.结果表明:(1) MIROC-ESM模式不同于其他三种气候模式,从温暖期(中世纪暖期; MCA)到寒冷期(小冰期; LIA),温度增加,而其他模式的温度变化与历史记录相似;(2) BCC-CSM1.1模式的模拟降水与记录的干湿期之...     

末次冰期青藏高原的气候突变--古里雅冰芯与格陵兰GRIP冰芯对比研究

通过对古里雅冰芯的研究和与格陵兰GRIP冰芯的对比 ,探讨了末次冰期青藏高原的气候突变事件 .冰阶 间冰阶变化以及反映大范围气候变化的 7次暖事件 (BrΦrump ,Odderade,Oerel,Glinde ,Hengelo ,Denekamp ,BΦlling) ,在两冰芯中都有一致的反映 .但古里雅冰芯记录有一系列独具的特征 .古里雅冰芯中气候由暖变冷的速率及气候变化幅度都大于格陵兰GRIP冰芯记录 .古里雅冰芯记录的另一显著特征是 ,在距今 18～ 3 5ka时 ,出现了一系列时间尺度在 2 0 0a左右的循环 ,其中温度变幅超过 7℃的升温事件 2 2次 ,超过 7℃的降温事件 2 0次 ,而温度变幅在 3℃以内的升温、降温事件达 10 0多次 .研究表明 ,不同的因子对不同时段的气候突变起作用 .冰阶 间冰阶尺度的气候由暖变冷的突变是由太阳幅射变化驱动并经青藏高原积雪面积变化放大作用导致的 ,而更短时间尺度的气候突变是太阳活动和季风相互作用的结果 .     

浅层地热能开发利用与地质气候的影响——访中国地质调查局浅层地温能研究与推广中心副主任冉伟彦

2010年4月,为贯彻落实党中央、国务院应对全球气候变化的重要战略部署,国土资源部办公厅下发《关于做好“应对全球气候变化地质响应与对策”有关工作的通知》（以下称《响应与对策》）。通知指出,在浅层地热能开发上,计划用三年时间查清我国浅层地温能和地热资源开发利用潜力。中国浅层地热能的分布状况与开发特点是什么？浅层地热资源推广与利用情况怎样？     

基于OpenSees的不同频率正弦波下群桩动力响应数值模拟与试验对比分析

地震作用下桩土的相互作用一直都是抗震研究中的热点问题。基于2×2直、斜群桩振动台试验,利用OpenSees有限元软件进行不同频率正弦波输入下直、斜群桩的动力响应对比分析。结果表明:在正弦波作用下、直、斜群桩承台位移与加速度均被放大;随着输入正弦波频率的增大,承台位移与加速度放大倍数均表现出增长趋势,并且直群桩承台的放大倍数大于斜群桩;对于正弦波输入下的非液化砂土和饱和砂土的直、斜群桩工况,振动过程中土样的液化速度与输入正弦波频率成正相关。通过OpenSees软件进行数值模拟的计算结果与振动台试验结果吻合较好,验证了液化土中直、斜群桩动力响应数值模型的正确性。     

全球MS≥8.0地震和中国大陆MS≥7.0地震发生与地球自转速率变化的关系

利用1963—2017年间中国大陆地区29次M_S≥7.0地震和全球范围内42次M_S≥8.0地震资料,根据地球自转速率季节性变化计算了它们的相位角,分析了它们的相位角分布,利用统计检验方法对它们与地球自转季节性变化之间的关系进行了检验。结果是:中国大陆地区M_S≥7.0地震,约81%的地震发生在地球自转速度季节性变化加速初期和高值点附近-减速初期,在α=0.001显著性水平下通过显著性检验。全球范围发生的M_S≥8.0地震,约68%的地震发生在地球自转速度季节性变化低值点附近,在α=0.001显著性水平下通过显著性检验。      

中国苦草属(Vallisneria)植物萌发与生长的影响因素

由于人类生产生活对众多淡水水体的扰动、污染,我国苦草属(Vallisneria)植物的种群规模出现了严重的退化.明确苦草属植物萌发和生长的影响因素,阐明苦草属植物退化的原因,是保护和恢复该属植物亟需解决的科学问题.通过对已发表的文献进行收集和分析,总结了影响苦草属植物萌发和生长的主要因素,并通过挖掘文献中的数据,对重要环境因子与苦草属植物萌发和生长参数的关系进行了分析.结果表明:(1)涉及苦草(V.natans(Lour.) Hara)的研究较多,而涉及刺苦草(V.spinulosa Yan)和密刺苦草(V.denseserrulata Makino)的研究较少;(2)苦草属植物种子的萌发受到温度、光照强度、水深、掩埋深度、基质情况和储存方式等因素的影响;(3)苦草属植物生长受到光照强度、水深、水体营养水平、底泥营养水平、底泥有机质和动物牧食等因素的影响;(4)其他条件适宜时,苦草和刺苦草种子在20～30℃都保持较高的萌发率(均值 50%);(5)苦草种子萌发率随着掩埋深度的增加而快速下降;(6)苦草的相对生长率随光照强度的增加而升高,随水深增加而下降;(7)苦草的相对生长率随着氨氮浓度增加而下降;(8)水体和底泥中高含量的总氮和总磷对苦草属植物生长的抑制作用主要是通过促进浮游植物和附着藻生长导致的遮光,而不是直接毒害作用.未来需要进一步加强苦草属植物萌发、生长参数与环境因子关系的定量研究,更好地服务于该属植物的保护和恢复.