红原泥炭腐殖化度记录的全新世气候变化

腐殖化度作为气候代用指标首次用于我国泥炭的古气候研究，较好的记录了红原地区全新世的气候变化。对红原泥炭^14C测年和腐殖化度分析，获得了距今12000年较高分辨率红原地区气候变化记录：11．815—10．9lkaB．P．，气候干冷：10．9—5．6kaB．P．，气候温暖；5．6—3．9kaB．P．，气候干冷；3．9—1．7kaB．P．，气候干冷、湿暖波动；1．7—0kaB．P．，气候干冷。总体而言，大约5．6kaB．P．是红原地区由早中全新世的温暖气候向晚全新世干冷气候变化的转折点。同时，红原泥炭记录的降温事件在北半球具有普遍性，反映了青藏高原对全球气候变化的响应。     

晚全新世黔西南喀斯特地区兴义泥炭高分辨率腐殖化度记录研究

季风气候区泥炭重要组成部分—贵州泥炭的研究较缺乏,其腐殖化度的环境指示意义尚有待挖掘.对黔西南喀斯特地区的兴义泥炭XY1钻孔进行AMS14C测年并构建年代框架,结合不同波长的高分辨率腐殖化度测定,及钻孔沉积速率和碳累积速率,重建黔西南3000～1770 cal.a B.P.的泥炭沉积过程,并探讨其可能的受控机制.结果表...     

福建梅花山泥炭腐殖化度记录的过去千年气候变化

全球变暖背景下频发的极端气候事件, 严重影响了经济社会可持续发展。研究过去人类活动背景下的气候变化特征可为预测气候变化趋势、制定应对策略提供历史借鉴。本研究选取福建梅花山国家级自然保护区山间泥炭岩芯(长度238cm)119个沉积物进行腐殖化度分析, 结合粒度和烧失量记录, 重建近千年来福建地区高分辨率气候历史。研究结果显示, 在东亚季风区的低纬亚高山山间盆地, 泥炭沉积物腐殖化度越高, 指示气候越冷干; 腐殖化度越低, 指示气候越暖湿。梅花山泥炭腐殖化度在980~1529A.D.呈现低值(均值8.4%), 指示中世纪暖期较强的东亚季风和暖湿气候; 1529~1926A.D.呈显著高值(均值24.8%), 指示明清小冰期较弱的季风和冷干气候; 1926A.D.以来波动下降(均值22.8%), 对应了现代暖期。梅花山泥炭腐殖化度记录与区域沉积记录显示出对东亚季风的同步响应。研究结果记录了小冰期的第二次和第三次冷期, 分别为1589~1757A.D.和1842~1926A.D.。梅花山泥炭腐殖化度记录的近千年气候变化可能受太阳辐射、热带辐合带和厄尔尼诺/南方涛动等的共同驱动。

     

东北哈尼泥炭记录的早全新世长白山火山喷发及其古气候意义

泥炭作为古气候与环境载体, 对火山活动及其气候效应有着良好记录。文章采用酸化法成功提取出东北哈尼泥炭沉积样品600~625cm的火山灰层。将制成的薄片在偏光显微镜和扫描电镜下观察, 鉴定发现火山灰颗粒的粒径都小于2mm, 主要由玻屑组成, 含有长石和辉石等矿物, 其颗粒呈气孔、海绵状, 结构松散, 形态极不规则。使用电子探针技术对火山灰化学成分进行测试, 数据显示SiO2含量为62%~66%(wt), Al2O3含量为19.13%~24.13%(wt), Na2O含量为4.91%~6.68%(wt), K2O含量为2.16%~4.39%(wt), 呈现高Na2O低K2O的特点, 元素组成与长白山天池火山岩成分相似, 为粗面岩。火山灰层位边界的泥炭纤维素AMS 14C年龄为9337~10745cal.a B.P., 该层火山灰可能源于早全新世长白山火山喷发; 对比哈尼泥炭中 δ18O和腐殖化度等气候代用指标曲线, 发现该次火山喷发事件导致气温降低、降水减少, 对区域的早全新世气候环境有着重要的影响。     

青藏高原东北部泥炭沉积粒度与元素记录的全新世千年尺度的气候变化

通过对青藏高原东北部共和盆地泥炭沉积的粒度与地球化学元素分析, 重建了区域全新世千年尺度的气候变化过程. 结果显示: 10.0~8.6 cal ka BP区域暖湿程度逐渐增加, 但在8.6~7.1 cal ka BP气候相对寒冷干燥, 7.1~3.8 cal ka BP 暖湿程度总体上为全新世最佳, 但也出现明显的气候波动, 3.8~0.5 cal ka BP气候向冷干方向发展, 0.5 cal ka BP以来气候又逐渐转向暖湿. 这一特征与中国东部季风区的气候变化有很好的一致性. 此外, 区域全新世气候变化过程中存在10次千年尺度的寒冷事件, 并与高原冰芯、 湖泊、 泥炭和风成沉积记录的古气候变化, 甚至与北半球高低纬度的气候变化都具有良好的可比性. 因此, 认为区域全新世气候变化具有"季风模式"与"千年尺度震荡"的双重特点.     

青藏高原东北部全新世泥炭正构烷烃的生物记录

通过对正构烷烃分布特点的系统分析,恢复了青藏高原东北部全新世以来泥炭的生物记录。正构烷烃nC25和nC31相对含量在泥炭序列中呈现的规律性变化揭示出,在全新世期间因气候的变化幅度不同而引起了生物形态种或化学种的取代,即当气候变化幅度大时,沼泽地可能出现了水生植物和陆生植物群落之间的相互演替;当气候波动小时,则出现了分子（化学）种之间的相互取代。将这一研究结果与同一地区的孢粉资料对比、验证,分析了它们之间的差异性,提出了类脂分子化石可作为恢复植被的有效工具,与孢粉相结合,可获取更为全面的植被演化历史。这一研究为青藏高原地区全新世以来的有关生物学信息提供了新的证据。     

贵州草海南屯泥炭记录的中全新世以来的气候变化

通过贵州草海南屯泥炭沉积中的腐殖化度、烧失量两个指标时间序列的综合分析,重建了草海地区自7.1cal.ka B.P.以来的古气候演变特征。结果表明,约7.1~4.5cal.ka B.P.期间,气候波动较为和缓,总体表现为由暖湿逐渐向干冷转变;4.5~2.4cal.ka B.P.期间,气候先出现了两次明显的波动下降,后来快速回升,波动较为剧烈;2.4cal.ka B.P.以后降水逐渐减少,气候总体干冷,但干湿波动频繁。通过区域对比发现,贵州草海地区反映的突变事件与红原、董哥洞、哈尼以及北大西洋地区古环境记录的气候突变事件有较好的对应;同时发现厄尔尼诺的活动强度与西南季风的强弱呈现明显的反相关关系,西南季风的气候波动很可能是ENSO事件驱动的结果,西南季风区受高纬驱动影响相对较小而受低纬驱动影响显著;另外,功率谱分析结果发现气候变化与太阳活动较为一致的周期有1108a、405a和205a,因此太阳活动是全新世西南季风波动主要的自然控制因子。研究结果表明太阳活动与低纬度因子（El Niño等）是中全新世以来西南地区气候变化的重要驱动力。

     

乌伦古湖全新世气候变化的环境磁学记录

对位于新疆北部阿勒泰地区福海县的乌伦古湖WLG10C孔岩芯进行了环境磁学分析,以平行孔(WLG10B) AMS 14C 测年为年代框架,重建了该地区全新世以来气候环境变化。结果显示: 1)乌伦古湖磁性矿物以细颗粒亚铁磁性矿物为主,并含有少量不完整反铁磁性矿物和富铁绿泥石类粘土顺磁性矿物,磁学参数XARM和XARM/X可用作气候变化代用指标,记录了研究区气候环境变化; 2)研究区在全新世早期(7300cal.aB.P.以前)为冷干气候,中、晚全新世(7300cal.aB.P.以来)为暖湿气候。在4600cal.aB.P.左右为该湖高湖面时期,在3500~2500cal.aB.P.之间存在与全球范围一致的突发冷事件。乌伦古湖全新世气候变化与周边环境记录较一致,气候变化模式符合中亚干旱区全新世气候变化西风模式。     

泥炭沉积与气候变化的泥炭记录

气候变化是影响全球泥炭沼泽分布和演化的最重要的因子之一,而泥炭地由于自身的特点成为过去气候变化的良好地质档案。在介绍泥炭沉积过程及不同类型的泥炭沼泽的发育特点基础上,从过去气候变化的常用泥炭记录和泥炭地碳记录等方面总结了国际上针对泥炭地反演气候变化研究的若干重要进展,重点剖析了泥炭腐殖化度、植物残体、有壳变形虫、生物标志化合物、同位素和孢粉等泥炭地过去气候变化重建的代用指标的适用范围和优缺点,同时也分析了泥炭地碳累积和碳循环等热点研究问题。最后从泥炭地作为过去气候变化的记录档案、泥炭地对现在气候变化的响应与反馈及在泥炭地进行现场气候变化监测与实验等方面对泥炭地与气候变化研究进行了展望。     

全新世呼伦湖区植被和气候变化的孢粉记录

文章详细分析了内蒙古呼伦湖HL06岩芯沉积的孢粉组合,基于AMS 14C年代标尺,恢复了全新世湖区植被演变过程;并根据我国北方和蒙古表土孢粉数据和气象资料,建立了孢粉-气候参数转换函数,定量重建了呼伦湖区降水和气温的变化历史.结果表明,11000～8000aB.P.,湖区植被以蒿、藜占优,为干草原景观,气候暖干;8000～6400aB.P.,湖区禾本植物扩张,山地桦林发育,降水显著增加,气温逐渐降低;6400～4400aB.P.,湖区早生草本植物增加,降水减少,气温继续下降;4400～3350aB.P.,耐旱藜科植物大量生长,湖区荒漠化,气候极端干旱;3350～2050aB.P.,湖区草原植被有所恢复,降水略有增加,气温有所回升;2050～1000aB.P.,湖区蒿属植物减少,山地松林发育,气温降至全新世最低;最近1000年,藜科、禾本科等伴人植物大量出现,反映出人类活动对湖区自然环境的影响.全新世呼伦湖区气温变化在轨道尺度上受控于北半球太阳辐射量的变化,而在亚轨道尺度上可能与东亚夏季风强度有关.距今8000年前湖区降水较弱可能因为早全新世北半球高纬残存冰盖抑制了东亚季风雨带的北上,季风降水的千年-百年尺度波动与热带西太平洋海气相互作用密切相关.     

青藏高原东部若尔盖盆地泥炭发育记录的全新世气候突变

青藏高原东部若尔盖盆地泥炭沉积可提供具有可靠年代控制与高分辨率的古气候记录。本研究利用若尔盖泥炭沉积核心区的3个泥炭钻孔,开展了10~20年高分辨率的烧失量分析,重建出高原东部全新世泥炭发育过程及其记录的气候突变事件。研究结果显示,青藏高原东部早、中全新世（约11.5~6.0 ka）气候暖湿适宜,泥炭发育繁盛;之后气候趋向相对冷干,泥炭发育缓慢;泥炭指标序列的主导准周期显示出与太阳辐射和季风变化2000年与1500年周期特征的较好对应关系。研究结果揭示了青藏高原东部全新世气候与生态环境的长期变化受到了太阳辐射与印度季风降水的主要驱动,气候突变事件则反映了来自太阳活动及北半球高纬温度异常的调制作用。

     

泥炭纤维素同位素:全新世气候环境变化的敏感记录

本文简述了笔者与科研组在过去十余年间,在探索和开拓泥炭纤维素氧、碳同位素组成作为全新世气候代用指标方面所取得的研究成果.这些成果已被Nature等国际著名学术杂志上发表的研究论文多次引用,或受到国际同行专题文章的评论.由于泥炭纤维素氧、碳同位素时间序列对气候变化有很敏感的响应,使它能以高的时间分辨率揭示出重要的全球变化现象,成为全球变化研究的有力工具.     

豫北平原全新世孢粉记录气候变化与古文化演替

在¹⁴C测年和岩石学的基础上,对豫北平原全新世钻孔沉积物孢粉分析,发现了蒿属、藜科、禾本科、菊科、莎草科、香蒲属6大科属草本,桦属、栎属、榆属3大科属阔叶类,以及裸子植物和蕨类各2种。孢粉含量具有6阶段的组合特征,分别对应6个时期的古气候与古环境演化：10 200~8 200 cal BP,气候冷湿,8 200 cal BP处指示了一次较大的降温事件;8 200~4 000 cal BP,温湿条件有波动,整体上显示了全新世中期整体暖湿气候的特征;4 000~3 300 cal BP,湿度较4 000 cal BP时降低,气候由冷湿向冷干转变;3 300~2 400 cal BP,整体呈寒冷干旱的气候特征;2 400~1 350 cal BP,温度小幅回升,降水增加,气候变暖变湿;1 350 cal BP迄今,温度小幅回落,气候较为干凉。总体上呈“凉湿-暖湿-凉干”的变化特征,各对应时期的裴李岗文化、仰韶文化和龙山文化分别呈现出“欠兴旺-兴旺-衰落”的景象。全新世气候的变化对古文化的兴衰演替有着决定性的影响。温度和湿度升高时期,受水热配置影响,喜湿热动植物增多,植被茂盛,原始农牧业生产力上升,物质相对丰富,人口增加,文化遗址单个规模、密度增大,显示出古文化兴旺的景象;反之,原始农牧业生产力下降,物质相对匮乏,文化遗址单个规模、密度相对变小,显示出古文化衰落的景象。本文研究结果初步表明中原地区中、晚全新世古气候变化与古文化兴衰之间有着很好的耦合关系。     

柴达木盆地克鲁克湖全新世气候变化的正构烷烃分子记录

对位于青藏高原北部柴达木盆地内的克鲁克湖钻孔沉积物中的正构烷烃进行了详细定量分析。根据正构烷烃Paq指数和叶蜡烷烃平均链长(ACL27~33)等参数的变化特征,探讨了湖区过去12kaB.P.以来的古气候变化特征。结果表明: 该区域在9kaB.P.之前的早全新世气候干旱,9~6kaB.P.是整个全新世相对最湿的阶段,6kaB.P.之后气候又逐渐趋向于干旱,但干旱程度要弱于早全新世。这一全新世气候变化样式与受西风影响的亚洲内陆干旱区全新世以来的气候变化样式基本一致,但与同一钻孔沉积物中CaCO3含量和孢粉 A/C 值所重建的古气候变化过程存在一定差别。这种差别主要体现在6kaB.P.以后的重建结果。我们推测,6kaB.P.后,禾本科植物在湖盆周围植被中的比例显著增加可能是导致上述差别的一个重要原因。本工作表明,在古环境重建中,采用多指标相,互相验证,互相补充,会有利于获得更准确、更详细的古植被及古气候变化历史。     

孢粉记录的青藏高原东北部更尕海地区中晚全新世植被和气候变化

青藏高原现代季风边缘区中晚全新世气候重建存在较大的差异,对位于青藏高原东北部共和盆地更尕海的GGHA孔岩芯进行了孢粉分析(平均分辨率为80年,最高分辨率约10年),重建了过去6.3ka以来区域植被和气候的演化历史。6.3cal.ka B.P.以来盆区广泛发育以蒿属、藜科和禾本科为主的荒漠植被,以及一定面积的以禾本科和蒿属为主的草原植被,其中:1)6.3~5.6cal.ka B.P.,盆区周围山地发育有少量以松属为主的针叶林,此时夏季风较强,低A/C值指示湖区相对湿度偏低,但湖区周围仍有小面积沼泽草甸发育;2)5.6~4.1cal.ka B.P.,乔木花粉含量显著降低表明周围山地森林面积逐渐减小,至4.1cal.ka B.P.山地森林已衰退消失,盆区草原和荒漠面积有所扩大,莎草科花粉含量低指示湖泊周围沼泽草甸面积缩小,A/C值指示总体湿度有增加趋势;3)4.1~3.1cal.ka B.P.,周围山地森林不再发育,湖区湿度剧烈波动,湖泊周围沼泽草甸发育停滞;4)3.1cal.ka B.P.以来,蒿属和莎草科含量呈下降趋势,A/C值逐渐降低指示干旱化程度加深,以藜科为主荒漠草原面积增加并伴随以禾本科和蒿属为主的草原面积减小,麻黄和白刺含量有所增加,说明研究区气候较前一阶段更加干旱。中晚全新世以来盆区气候和盆区周围山地森林的衰退可能与夏季太阳辐射的降低以及与之相关的亚洲夏季风减弱有关。     

晚全新世以来福建仙山泥炭钻孔的正构烷烃记录

通过对福建仙山泥炭钻孔中正构烷烃的分析,探讨了研究区近千年以来的气候特征。分析显示:正构烷烃分布范围主要为C16~C35,且以奇碳链为主,奇偶优势明显。正构烷烃与有机质含量(TOC)密切相关,在典型的泥炭层,TOC含量高,长碳链的C27,C29和C31正构烷烃占优势,揭示有机质主要来源于草本或木本等高等植物,盆地处于相对干的沉积环境; 在非泥炭层,TOC含量低,钻孔中多含粗砂或粉砂,中碳链的C21或C23正构烷烃占优势,揭示有机质主要来源于水生植物或苔藓植物,表明相对较湿的沉积环境。钻孔中正构烷烃 C23/C27 比值与前人提出的 C23/C29 和Paq.等参数呈同向变化,可以作为区域干-湿变化的代用指标。结合地层的年代序列,利用正构烷烃重建了区域距今1400年以来的植被演化和气候变化历史。结果显示,福建仙山地区气候存在3次相对湿润和4次相对较干的时段。在钻孔358~280cm(约公元600~910年),气候相对较干,在280~40cm(约公元910~1640年),降水较多,气候湿润,但中间存在两次变干的阶段; 在40~0cm(约公元1640年至今),降水相对较少,气候转干。TOC含量和正构烷烃 C23/C27 序列与南方旱涝频率序列、石笋和硅藻记录对比显示,研究区在中世纪暖期气候相对较干,而小冰期则相对湿润,揭示出仙山泥炭沉积记录的气候信息具有区域一致性,为认识季风在短时间尺度的变化特征提供了依据。     

中国全新世气候变化研究进展

全新世气候变化研究是古气候研究的一个重点，中国全新世气候变化的研究也是全球变化研究中重要的一部分，大量的研究工作为恢复中国全新世气候做了在贡献。中国地形地貌复杂，又处在具有复杂时空变率的东亚季风控制范围内，这使得不同的研究工作者在一些问题上存在意见分歧，比较统计的意见是：中国全新世纪始于约10．5kaBP；在约9－8kaBP左右为一段降温期；7－4kaBP为一段温暖期，通常称之为全新世大暖期；大约3kaBP左右开始降温，至近代才又升温；约1300aA.D左右进入小冰期，到1850aA．D．左右结束，其间又有几次比较明显的温度振荡。1850aA.D.至今为温度的上升期。对于气候变动的驱动因素，不同的学者看法不一；从长时间尺度看，太阳辐射变化是气候变化的主要驱动力。     

青藏高原东北缘共和-贵德盆地全新世气候变化

青藏高原东北缘地处现代亚洲季风影响的北界和中国干旱与半干旱气候的过渡地带,沉积物对气候变化敏感,是研究全新世高原冬夏季风系统对全球变化响应的理想地点。笔者根据粉尘搬运的动力学原理,利用温湿度组合、风力强度变化和粉尘源区收扩演变特点,分析了共和-贵德盆地全新世气候波动、区域环境变化以及冬夏季风关系等,主要取得了以下认识:(1)建立了大气粉尘的风力强度指数、粉尘搬运距离指数、大气湍流强度指数、春季近地面气温指数和有效湿度指数等估算方法。(2)全新世时期西南季风是影响共和-贵德盆地的主要夏季风系统,高原冬季风则是影响这个地区的主要冬季风,共和-贵德盆地近地面具有不同的风场演化模式。(3)共和-贵德盆地的全新世气候变化可划分为4个阶段:1大约6.5~4.2kaBP的全新世适宜期以湿度大幅增加、温度小幅升高的暖湿为特点。2在2.6~4.2kaBP期间出现了一次以冷干为特点、粉尘源区扩张、冬夏季风均减弱的环境恶化事件,这次恶化事件在高原季风系统的西北粉尘源区和亚洲季风系统的北方粉尘源区都同样存在。3大约1.2~2.6kaBP时期,粉尘源区收缩、环境好转,推测是夏季风小幅加强的时期。41.2kaBP以后,湿度增加、成壤强度先强后弱,总体环境趋于冷湿。     

东北哈尼泥炭沉积物磁化率特征及古气候意义

东北哈尼泥炭沼泽位于长白山西麓和龙岗山脉中段,沉积连续,受人为干扰较小,记录了东北地区全新世以来的古气候、古环境演变信息。本研究采用AMS ¹⁴C测年技术建立了哈尼泥炭剖面年代学框架,并对泥炭柱心磁化率进行测定,分析其古气候意义,结合相关气候代用指标,重建了东北地区14 ka B.P.以来的古气候与环境演化历史。结果表明,哈尼泥炭磁化率总体偏低,说明在全新世的大部分时间内哈尼泥炭中的磁性矿物颗粒富集程度较低。哈尼泥炭磁化率记录了区域环境温度和湿度变化信息,较高的磁化率表明气候温暖湿润,较低的磁化率表明气候干燥寒冷。磁化率参数变化响应了全新世多次气候干冷事件,如0.4~0.6 ka B.P.(小冰期)、2.8 ka B.P.、4.3 ka B.P.和8.2 ka B.P.等气候突变事件。哈尼泥炭磁化率不仅反映了东北地区全新世以来的气候变化,而且呼应了全新世的多起气候突变事件。