中国全新世4.2ka BP气候事件及其对古文明的影响

利用近年来发表的全新世高分辨率古气候记录,如湖泊、泥炭、石笋及其他古气候地质载体记录,对4.2ka BP气候突变事件在中国的表现进行了分析,认为该气候事件在中国普遍表现为干旱,伴随部分地区的降温,体现了东亚地区对全球4.2ka BP气候事件的响应。结合考古学研究成果,认为这一气候事件所导致的中国北部大范围、持续性的干旱,是造成中国北部新石器文化衰落的主要原因;所导致的南部持续干旱、局部频繁洪涝,以及气候剧烈频繁的波动,是造成中国南部新石器文化衰落的主要原因。对于该气候事件的触发机制,洋流变化的贡献很可能小于大气环流变化的贡献。太阳辐射减弱造成的北半球降温所引起的半球间洋面温度梯度的变化,可导致赤道辐合带(ITCZ)南移,并使得北半球中低纬度地区季风减弱;同时季风与厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)间的相互作用可进一步诱发季风突变,造成北半球中低纬度地区大面积干旱。     

"8.2 ka BP冷事件"的研究现状展望

统计了全新世早期气候突变事件"8.2 ka BP冷事件", 并对其触发机制及区域气候响应做了较深入的分析. 从各种气候记录的分布情况来看, 全新世早期的这次冷事件是全球性气候事件, 并非是一种局部气候变冷事件. 全新世早期Agassiz和Ojibway阻塞湖在大约8.47 cal ka BP时突然排泄, 可能是造成8.4～8.0 cal ka BP时期北大西洋地区突然降温的主要原因;另外, 8.4～8.0 cal ka BP期间的太阳辐射量减小或太阳活动减弱, 也可能对全新世早期的这次冷事件有一定强化作用. 由于西风带南移和季风环流减弱等原因的影响, 使得这次冷事件区域气候响应有明显的不同, 欧洲的中高纬度地区、东亚地区呈现一种冷干的气候状态;北美洲三分之二的地区降水量减少、风力加强;中美洲、非洲的大部分地区和阿拉伯半岛均以干旱为主;东欧、地中海地区呈现普遍的冷湿气候环境, 亚马逊盆地、智利玻利维亚高原呈现低湿的气候状况.     

西藏台错古湖沉积物中的硅藻及其古环境

根据硅藻组成、丰度及其生态特征的研究，可以恢复西藏台错古湖地区的古气候演变：在17．8～16．0kaBP经历了气候严寒期；16．0～13．9ka BP为回暖期；在11．5～10．7ka BP气候发生波动性变化，从较暖湿期到寒冷干旱的新仙女木期；在10．4～9．0ka BP气候略有变化，但总体上仍处于寒冷干旱期；在9．O～8．2ka BP转为为凉干期；6．3～5．4ka BP变为暖湿期；在5．4～4．5ka BP变为温暖、干旱期。由此可以看出，该区古气候演变除有仟年级的变化周期外，还可能存在有百年的气候期。自晚更新世晚期以来台错古湖随着古气候的演变，经历了缓慢扩张，湖水变深，而后又缓慢萎缩，湖水变浅，直至强烈的持续干旱，导致湖泊水位的聚降，使湖泊干枯消失。     

中国4.0 ka BP前后气候的空间分布特征及其对史前文明变迁的影响

本文收集整理了中国不同气候区84个地点110条4.0 ka BP前后的古气候、古环境记录,以讨论该时段前后气候的空间分布特征及其对史前文明变迁的影响.结果表明,4.0 ka BP前后中国绝大部分地区气候以降温为主.从湿度变化上看,北部、西北部的干旱区以及东部季风区的大部分地区气候为干或偏干状况,仅有少数记录,如长江下游、黄土高原中部偏南地区为“洪水”频发表征的湿度增加.总体上看,4.0 ka BP前后,中国气候似乎并未呈现“南湿润北干旱”的空间分布特征,部分地区出现的湿度增加或土壤侵蚀加剧情况,或与4.0 ka BP前后厄尔尼诺—南方涛动(ENSO)变化引起季风降水的季节性分布差异加大有关.同时,中国北部、中原以及长江中下游地区新石器文明在该时段的普遍衰退,则表明气候、环境变化是4.0 ka BP前后史前文明变迁的重要驱动力.     

青海湖东岸全新世风成沉积地球化学特征及其古气候意义

青海湖地区因独特的地理位置,其古气候演化一直为学者们所关注。由于各类环境替代指标的多解性,以往研究中对青海湖地区末次冰消期以来特别是早全新世的气候特征存在不一致的认识。对青海湖东岸种羊场风成沉积物的元素地球化学特征及其古气候意义进行分析,结合磁化率、粒度和色度指标重建了过去约11 ka青海湖地区古气候演变过程。结果表明:1）化学蚀变指数（CIA）值和Al₂O₃-（CaO*+Na₂O）-K₂O（A-CN-K）三元图指示种羊场风成沉积经历了弱风化、中等程度的风化强度。CIA值的波动变化反映青海湖地区全新世期间经历了较大的干湿变化。2）亮度（L*）与总有机碳（TOC）含量呈高度负相关（R2=0.71,P<0.01）,可以间接地反映研究区古气候演变过程。3）种羊场（ZYC）剖面的多指标分析结果和剖面地层特征揭示青海湖地区在11.0~6.5 ka B.P.时期,风化作用较弱,气候可能相对温暖干旱;6.5~1.1 ka B.P.时期风化作用可能较强,为暖湿期,与古湖岸堤记录的湖面变化较为一致;1.1 ka B.P.至今,气候变得干旱。4）亚洲季风和太阳辐射的强弱变化可能造成有效湿度的高低变化,从而导致青海湖地区全新世气候干湿交替变化。     

太湖西部地区8.2ka BP以来的高分辨率孢粉记录

通过AMS14 C测年技术建立年代标尺,对太湖西部地区LTD-12号钻孔301cm以上的岩芯进行高分辨率孢粉分析,重建太湖西部地区8.2ka BP以来的气候和植被,并探讨了太湖地区新石器文化对气候变化的响应。结果表明:1)太湖西部地区8.2ka BP以来的植被类型演替过程大体为:以松属—常绿栎—落叶栎—枫香为主的含针叶成分的常绿落叶阔叶林→以落叶栎-常绿栎-枫香树属为主的常绿落叶阔叶林→以松属-枫香为主的针阔叶混交林→以松属为主的次生性质的针叶林。2)太湖西部地区高分辨率孢粉记录的气候变化可划分为2个大的阶段:(a)8.2~4.4ka BP为中全新世温暖湿润期,最适宜期出现在6.9~5.5ka BP;(b)4.4ka BP~0ka BP为晚全新世降温期,气候从暖稍湿向暖干过渡。3)太湖地区的新石器文化总体上响应于气候的变化。环太湖平原地区至今未发现10~7ka BP的新石器遗址可能与当时过于潮湿和不稳定的气候环境有关;6.9~5.5ka BP温暖湿润的气候适合人类的生存,促使了马家浜文化的出现、繁荣和发展;5.0ka BP左右的干燥降温事件可能导致了崧泽文化的衰落;良渚文化的消亡可能与4.4ka BP前后该地区的气候突变事件有关。     

北半球72 ka BP气候突变事件及其与Toba火山的关系

72 ka BP左右的强降温事件是末次冰期最大的气候突变事件,且同时期发生了第四纪以来最强的火山喷发——Toba火山喷发,后者在此次强降温事件中扮演着什么角色一直是古气候学界研究的热点。对此进行深入的研究,有助于全面评价火山喷发的环境效应,进一步完善末次冰期突变事件的成因机制。系统回顾深海岩芯、极地冰芯、洞穴石笋、黄土、湖泊等古气候载体的研究成果,这些记录对72 ka BP左右的强降温事件和/或Toba火山喷发进行了不同程度的描述,并从不同的角度分析二者的关系。从72 ka BP左右的强降温事件和Toba火山喷发的时间上,以及火山喷发对气候变化影响的机理上看,Toba火山喷发确实对这次强降温事件产生了实质性影响。这个影响在格陵兰冰芯记录中表现得尤为明显,并得到了气候模拟的进一步支持。然而,部分低纬海洋记录研究表明,Toba火山喷发前后气候没有发生显著变化,至少低纬地区的气候不如高纬地区变化明显。古生物研究同时显示出Toba火山喷发并未对其生存环境产生灾难性的影响,由此可见,72 ka BP左右的强降温事件驱动机制及其对Toba火山喷发的响应程度尚存争议。今后的研究应重视提高气候记录分辨率和探测Toba火山喷发证据的研究,从解剖事件的内部结构特征入手,进而建立气候模式与火山效应之间的联系,以此来明确“72 ka事件”驱动机制及其对Toba火山喷发的响应关系。     

桂林地区水南洞14～25万年石笋的碳氧同位素记录和古气候重建

通过对桂林水南洞石笋进行高精度的热电离质谱(TIMS－U)测年和碳氧同位素分析,建立了桂林地区245.20 ka BP至147.90 ka BP间的古气候变化时间序列,确定了石笋记录的时段B与时段C分界的年龄为242.5±6.4 ka BP(相当于深海岩芯氧同位素标准曲线时段7与时段8分界的年龄)、时段A与时段B分界的年龄为 192.6±3.9 ka BP(相当于深海岩芯氧同位素标准曲线时段6与时段7分界的年龄)。桂林地区245.20～147.90 ka BP石笋记录的冷暖事件所反映出的古气候变化,大致可分为3个气候变化阶段:(1) 245.2～242.6 ka BP, 相当于深海岩芯氧同位素标准曲线阶段8的末期;(2) 242.5～192.6 ka BP,相当于深海岩芯氧同位素标准曲线时段7;(3)192.6～147.9 ka BP间的倒数第2次冰期, 相当于深海岩芯氧同位素标准曲线时段6的早中期。石笋的TIMS－U测年和碳氧同位素记录揭示,桂林地区245.2～147.9 ka BP的古气候演变历史与深海岩芯时段8末期、时段7和时段6的氧同位素,深海岩芯中记录的孢子花粉组合、CaCO3含量、海平面的升降变化以及与中国北方黄土、古土壤中记录的孢子花粉组合、成壤程度、全铁富集程度、磁化率变化、原生碎屑CaCO3含量和淋溶强度等所揭示的古气候和古季风变化具有极好的对应关系,表明桂林地区中更新世晚期以来的古气候演变既有全球性特征,又有着强烈的区域性特征。     

The Relation between the 72 ka BP Event and the Toba Super-eruption

72 ka BP左右的强降温事件是末次冰期最大的气候突变事件,且同时期发生了第四纪以来最强的火山喷发———Toba火山喷发,后者在此次强降温事件中扮演着什么角色一直是古气候学界研究的热点。对此进行深入的研究,有助于全面评价火山喷发的环境效应,进一步完善末次冰期突变事件的成因机制。系统回顾深海岩芯、极地冰芯、洞穴石笋、黄土、湖泊等古气候载体的研究成果,这些记录对72 ka BP左右的强降温事件和/或Toba火山喷发进行了不同程度的描述,并从不同的角度分析二者的关系。从72 ka BP左右的强降温事件和Toba火山喷发的时间上,以及火山喷发对气候变化影响的机理上看,Toba火山喷发确实对这次强降温事件产生了实质性影响。这个影响在格陵兰冰芯记录中表现得尤为明显,并得到了气候模拟的进一步支持。然而,部分低纬海洋记录研究表明,Toba火山喷发前后气候没有发生显著变化,至少低纬地区的气候不如高纬地区变化明显。古生物研究同时显示出Toba火山喷发并未对其生存环境产生灾难性的影响,由此可见,72 kaBP左右的强降温事件驱动机制及其对Toba火山喷发的响应程度尚存争议。今后的研究应重视提高气候记录分辨率和探测Toba火山喷发证据的研究,从解剖事件的内部结构特征入手,进而建立气候模式与火山效应之间的联系,以此来明确＂72 ka事件＂驱动机制及其对Toba火山喷发的响应关系。     

西藏昌都崩勒溶洞石笋7 ka BP以来高分辨δ18O、δ13C记录的气候变化

通过对青藏高原崩勒溶洞石笋进行高精度的230 Th测年和C、O同位素分析,建立了中全新世7ka BP以来西藏昌都地区高分辨率的古气候变化记录。石笋C、O同位素记录揭示出,西藏昌都地区中全新世(约7ka BP)以来的气候演化大致可分为3个气候阶段:7000~4500aBP为暖期阶段,气候总体处于高温暖湿,伴随缓慢降温;4500~2300aBP为降温期阶段,出现持续降温,气候变得干旱;2300aBP至今为升温期阶段,气温及降水均出现波动上升。石笋C、O同位素记录的研究结果表明,中全新世以来研究区存在高温暖湿、快速降温干旱以及后期气候强烈震荡升温的气候过程。通过与董歌洞石笋同位素记录对比表明,崩勒溶洞石笋δ18 O同位素曲线变化的斜率、震荡幅度都要明显高于董歌洞石笋记录,揭示出青藏高原东部季风区的气候波动与全球性冷暖变化具有一致性,但高原石笋同位素记录对气候变化更加敏感。昌都石笋同位素反映的气候变化趋势与低纬地区夏季太阳辐射强度变化正相关,表明太阳辐射强度变化是高原季风影响区气候变化的重要驱动因素。