3万年以来日本海西部海冰活动变化

海冰是现代气候系统的一个基本组成要素,对气候变化有着重要的调控作用。现今日本海西部仍发育有限的季节性海冰,也是深层水形成的关键区域。由于缺乏沉积岩芯,长期以来对日本海西部海冰范围变化的历史还缺乏深入的认识。本文对日本海西部LV53-18-2岩芯中长393 cm的沉积物进行了粒度分析,采用粒径端元分析方法,重建了过去30.0~5.0 ka海冰和底流活动历史。粒径端元(EM)分析显示,端元3(40~160 μm)是指示海冰活动的有效指标;EM1(2~20 μm)与可分选粉砂平均粒径呈现一致的变化趋势,是指示底流活动的有效指标,但在15.0~7.8 ka受到冰筏碎屑影响。日本海西部海冰活动由冬季海冰形成和春/夏季海冰融化条件的共同制约。末次冰期-冰盛期(30.0~18.0 ka),在强盛东亚冬季风(EAWM)和低太阳辐射量控制下,日本海西部季节性海冰活动保持微弱;在末次冰消期晚期-中全新世早期(15.0~7.8 ka),EAWM仍然强盛,同时北半球高纬日射量和海平面升高,导致海冰活动十分活跃;7.8~5.0 ka以来,随着EAWM减弱和对马暖流入侵,日本海西部季节性海冰活动显著减弱。在海因里希冰阶(HS)1时段(17.5~15.0 ka),大西洋经向翻转流减弱诱发EAWM增强,同时北半球夏季太阳辐射量和海平面都相对较低,可能导致日本海西部海冰持续覆盖。在季节性海冰形成时期,盐析过程增强了水体垂向对流和底流活动,但是在HS1,深层水体形成源区被常年海冰覆盖,抑制了深层水形成,减弱了研究区底流活动。

     

南海西部54万年以来元素地球化学记录及其反映的古环境演变

通过对南海西部上升流区MD05-2899孔开展高分辨率碳酸盐地层学和XRF岩芯扫描元素地球化学分析,重建了晚第四纪54万来以来东亚夏季风的演化历史,探讨海平面升降对南海西部陆源碎屑供应量的影响。研究选用了ln(Ba/Al)作为该海区古生产力的指标,ln(Br/Al)作为有机物的指标,ln(Ti/Al)作为陆源碎屑供应量的指标。研究结果显示,东亚夏季风在过去54万年以来强度不断增强,具有明显的冰期—间冰期旋回特征,在间冰期强盛和冰期减弱,是控制该海区有机物含量变化的主要因素。东亚夏季风不断强盛可能直接导致了南海周边陆地降雨增强,河流径流量加大,使得南海西部上升流区域的陆源碎屑供应量在间冰期明显高于冰期。研究发现,当相对海平面低于-60 m的时候,大面积暴露的巽他陆架可能向南海西部深水区输入大量陆源碎屑物质,造成研究站位的陆源碎屑供应量在冰盛期出现高值。因此,晚第四纪的东亚夏季风演化和海平面升降共同控制了南海西部上升流区陆源碎屑物质供应量的变化。     

关岭-贞丰石漠化治理示范区植被覆盖变化及其对气候因子的响应

为揭示喀斯特石漠化治理示范区植被覆盖变化以及气候因子对植被覆盖变化的影响,利用2006—2015年Landsat 30 m/16 d分辨率影像数据,采用最大合成法、NDVI差值指数和相关、偏相关分析法,系统分析示范区归一化植被指数的时空变化特征及其与气候因子的关系。结果表明:(1)2006—2015年最大NDVI平均值为0.39,NDVI较高覆盖区域在示范区南北边界,而较低覆区域以花江南岸为主;(2)2006年以来示范区极低(-1.210)、低(-0.669)和中等(-0.729)植被覆盖度呈减少趋势,高(1.359)和极高(1.247)植被覆盖度增加,整体上呈显著增加趋势;(3)本月NDVI与本月、上月、上上月降雨量和气温的相关性均通过显著水平0.05检验,且本月NDVI与本月降雨量相关性高于本月气温(RNDVI降雨 =0.782),本月NDVI与上月气温相关性高于上月降雨量(RNDVI气温 =0.771);(4)在月尺度上,示范区植被生长对降雨量无滞后期,而对气温存在1个月的滞后期。      

合肥盆地东部中-新生代的演化及其对郯庐断裂带活动的响应

合肥盆地的沉积作用与其东缘的郯庐断裂带演化有着良好的耦合关系。侏罗纪盆地发育主要受大别造山带演化控制,东部可见对同造山期郯庐断裂带左旋转换走滑的沉积响应。盆地内朱巷组的沉积是对早白垩世早期郯庐断裂再次发生陆内左行平移的响应,该时期成盆模式为一走滑—挠曲盆地。盆地内上白垩统—古近系的形成是对这期间郯庐断裂带伸展活动的响应,盆地具区域性伸展(双向伸展)的特征。盆地东部自新近纪以来的抬升、消亡与东缘反转构造的存在,指示了郯庐断裂带的逆冲活动。盆地东部的沉积记录结合近年来郯庐断裂带内部构造与同位素年代学的最新研究成果,指示该断裂带中-新生代经历了4个演化阶段:同造山期的左旋转换走滑、早白垩世早期的陆内左行平移、晚白垩世—古近纪的伸展运动和新近纪以来的逆冲活动。     

2003-2011年青藏高原佩枯错相对水量变化及其对气候变化的响应

湖泊的退缩与扩张是全球气候变化的指示器.利用2003-2011年Landsat ETM数据和2003-2009年ICESat激光测高数据, 分别对青藏高原佩枯错湖泊的面积和高程变化进行了分析, 并进一步估算了湖泊2003-2009年相对水量变化.结果表明: 佩枯错面积年内变化明显, 湖泊面积冬季最小, 春季出现小峰值, 秋季达到最大; 面积年内波动明显(1.18%), 但在冬季、 春季和秋季相对稳定, 波动范围分别为0.26%、 0.1%和0.29%. 2003-2011年湖泊呈退缩趋势, 冬季、 春季和秋季面积年际变化率分别为-0.52 km²·a^-1、-0.35 km²·a^-1和-0.61 km²·a^-1; 2003-2009年间湖泊水位下降了1.17 m, 变化率为-0.05 m·a^-1; 2003-2010年, 冬季总水量减少了2.51×10⁸ m³, 春季总水量减少了1.74×10⁸m³, 秋季总水量减少了2.80×10⁸ m³, 平均相对水量变化率分别为-0.35×10⁸ m³·a^-1、-0.21×10⁸ m³·a^-1、-0.37×10⁸ m³·a^-1. 从空间上看, 湖泊退缩主要发生在东北角、 东南角和西南角.气候因素分析表明, 佩枯错湖泊退缩秋季主要是因为夏半年平均气温的升高, 冬季和春季则主要是因为冬半年降水量的减少.     

2000-2014年蒙古高原植被覆盖时空变化特征及其对地表水热因子的响应

利用MODIS NDVI数据、同期地表水热组合数据和植被类型数据,对2000-2014年蒙古高原生长季和三季（春、夏、秋季）植被覆盖时空演变特征及其对地表水热因子响应模式进行分析。研究表明：这15 a来,蒙古高原生长季及三季归一化植被指数NDVI均呈增加趋势,且呈显著增加趋势区域主要集中在内蒙古地区,一定程度上反映了该地区生态恢复工程的有效性。研究区植被覆盖变化与地表水分指数LSWI有密切的关系,因此证明研究区植被覆盖的增加归因于自然和人为因素的共同作用。不同类型植被NDVI均呈增加趋势,其中荒漠植被NDVI增加最明显,森林植被增加平缓,且存在季节性差异。此外,不同类型植被NDVI受水热因子影响也存在季节性差异。     

河南省熊耳山地区晚侏罗世-白垩纪构造应力场变化及其对岩浆、热液活动的影响

通过对河南省熊耳山地区晚侏罗世-白垩纪构造应力场、同位素测年以及同期的岩浆、热液活动进行了研究,结果表明,在侏罗纪晚期(145～135 Ma),区内构造应力场最大压应力方向为NW向,同期形成了NW走向的五丈山岩体以及NW向展布三人场、黄水庵2个角砾岩带;在白垩纪早期(135～123 Ma),最大压应力为NNW向,同期花山斑状黑云母花岗岩体上侵,并伴有NW向的祁雨沟角砾岩带的形成;其后(123～105 Ma),构造应力场最大压应力方向变为NE向,同期形成了NE向含金石英脉及角砾岩体中金矿体;最后(105～90 Ma),区域构造应力场的最大主压应力方向变为NEE向,同期形成了雷门沟花岗斑岩以及NEE向展布的雷门沟角砾岩带(含钼矿床).     

湖北中洲子牛轭湖最近70年孢粉-炭屑记录及其对气候和人类活动的响应

根据长江中游湖北省荆江段中洲子牛轭湖孔深为89cm的ZZ-2钻孔（29°48'02N,112°45'14E）孢粉-炭屑记录,结合器测气候数据、前人建立的年代序列、粒度分析和县志记载等,探讨了近70年来ZZ-2孔孢粉-炭屑记录对植被和气候变化以及人类活动的响应。1940年到2012年研究区气候总体表现为冷暖、干湿交替,对应中洲子牛轭湖ZZ-2钻孔的5个孢粉-炭屑组合带：1940~1961年间,乔木花粉含量的减少、农作物花粉含量和炭屑浓度增加与人类砍伐森林、耕地增加和焚烧活动增强有关;1962~1967年间,水生草本及蕨类孢子含量增加是汛期长江水倒灌、或洪水事件的反映;1968~1982年,乔木花粉增加、湿地和林地面积增加,是实施湿地保护政策的响应;1983~1997年间,伴随着松属花粉明显减少,枫杨花粉显著增加,说明经过人工育林,枫杨成为当地的优势种;1998~2012年间,水生草本花粉及大炭屑（粒径大于125μm）含量增加,是实施退耕还湖政策、大量耕地被鱼塘替代、湿地面积扩大以及人类活动加剧的结果。中洲子牛轭湖孢粉-炭屑组合可以清晰的揭示研究区不同时期的环境变化和人类活动事件,如长江流域的大洪水（1949年、1954年、1980年和1983年大洪水）以及“大炼钢铁”（1958年）、人工造林（1982年）和退田还湖（1998年）等事件。     

马尼拉海沟1.4 ka B.P.以来浊流事件沉积及其成因机制*

浊流是远距离沉积物运输的一种重要方式,海底浊流广泛存在于海底峡谷或海沟。马尼拉海沟位于南海东北部,是一条正在活动的板块汇聚边界。独特的地理位置(亚热带—热带)和气候条件(台风频发),使得马尼拉海沟浊流频发,然而,现今对马尼拉海沟的浊流研究甚少。本研究通过对马尼拉海沟北部水深3747 m处重力柱岩心(GEO6)进行高精度的粒度及沉积学特征分析,探讨马尼拉海沟浊流沉积规律。GEO6岩心底部细颗粒沉积物中浮游有孔虫的¹⁴C的AMS年龄为1405 a B.P.。高精度的粒度分析(0.25 cm)和沉积学特征显示: GEO6岩心记录有至少11次浊流沉积(T1-T11),且这些浊流都有明显的底部粒度最粗(砂质粉砂或砂)、向上粒度逐渐变细的正粒序特征,只有T8沉积体为反粒序特征,可能为异重流沉积。结合区域地质资料,本研究认为1.4 ka B.P.以来,研究区频繁的台风带来了大量陆源松散沉积物堆积在马尼拉海沟上游(高屏峡谷),不稳定的构造环境及地震频发导致这些松散沉积物垮塌并向下游马尼拉海沟输送,在海沟内形成频繁发育的浊流沉积体。     

马尼拉海沟1.4 ka B.P.以来浊流事件沉积及其成因机制*

浊流是远距离沉积物运输的一种重要方式,海底浊流广泛存在于海底峡谷或海沟。马尼拉海沟位于南海东北部,是一条正在活动的板块汇聚边界。独特的地理位置(亚热带—热带)和气候条件(台风频发),使得马尼拉海沟浊流频发,然而,现今对马尼拉海沟的浊流研究甚少。本研究通过对马尼拉海沟北部水深3747 m处重力柱岩心(GEO6)进行高精度的粒度及沉积学特征分析,探讨马尼拉海沟浊流沉积规律。GEO6岩心底部细颗粒沉积物中浮游有孔虫的¹⁴C的AMS年龄为1405 a B.P.。高精度的粒度分析(0.25 cm)和沉积学特征显示: GEO6岩心记录有至少11次浊流沉积(T1-T11),且这些浊流都有明显的底部粒度最粗(砂质粉砂或砂)、向上粒度逐渐变细的正粒序特征,只有T8沉积体为反粒序特征,可能为异重流沉积。结合区域地质资料,本研究认为1.4 ka B.P.以来,研究区频繁的台风带来了大量陆源松散沉积物堆积在马尼拉海沟上游(高屏峡谷),不稳定的构造环境及地震频发导致这些松散沉积物垮塌并向下游马尼拉海沟输送,在海沟内形成频繁发育的浊流沉积体。     

哈萨克斯坦南部Shayan黄土粒度端元指示的14.4cal.ka B.P.以来的风尘历史

中亚干旱区不仅是全球主要的风尘源区之一, 也是气候变化的敏感区域之一。重建中亚干旱区风尘历史、解释其驱动机制对治理现代沙尘天气和改善人类生存环境至关重要。然而, 关于中亚干旱区风尘驱动机制的问题仍存在不同观点。本研究采用参数化粒度端元分析方法对哈萨克斯坦南部的Shayan黄土剖面(厚度约650cm)进行了分析。结果表明: 1)Shayan剖面沉积物粒度组分分为4个端元, EM1代表高空西风远距离搬运和以团聚体的形式被粗颗粒携带的粘土组分, EM2代表沉积时期大气粉尘的背景, 以浮尘的形式存在的细粉砂组分, EM3代表低空短距离搬运的近源粗粉砂组分, EM4代表较强风力条件下被搬运的局地砂粒组分; 2)EM3+EM4含量指示的风尘历史显示, 14.4cal.ka B.P.至早全新世阶段(14.4~8.2cal.ka B.P.)风力较强, 中全新世(8.2~4.2cal.ka B.P.)风力较弱, 晚全新世(4.2~0cal.ka B.P.)再次增强; 3)西伯利亚高压强度变化是中亚干旱区过去风尘活动变化的主要驱动力。

     

沙漠/黄土过渡带6 ka B.P.以来气候环境变化及其对人类活动的影响

文章选择沙漠/黄土过渡带的榆林市白河庙村钻孔（38°35'9.89″N,109°24'0.71″E）泥炭沉积,通过建立良好的年代序列和高分辨率花粉记录分析,重建研究区内植被演替和气候环境变化过程。在此基础上,结合考古学资料,探讨适宜的气候环境阶段和极端气候事件对人类活动的影响。结果表明,6 ka B.P.以来研究区植被类型经历典型草原、荒漠草原、干草原、荒漠草原4个阶段,指示6.0~4.2 ka B.P.气候较为暖湿,为全新世适宜期;4.2 ka B.P.时发生极端干旱事件,之后（4.2~1.1 ka B.P.）气候向干旱化发展;1.1~0.5 ka B.P.,气候经历短暂的湿润期;0.5 ka B.P.之后,气候再次转干。另外,通过统计沙漠/黄土过渡带6~3 ka B.P.考古遗址数量及其空间分布变化信息,发现史前人类活动与气候、生态系统变化紧密相关。东亚夏季风带来的降水量控制干旱/半干旱地区水资源变化,从而影响依赖水资源的旱作农业发展、人类活动强弱和考古学文化兴衰。6.0~4.2 ka B.P.降水较多,植被盖度高,毛乌素沙地固定,沙漠/黄土过渡带发育古土壤,并向西北移动。适宜的气候环境和良好的生态条件有利于旱作农业生产,导致人口增加,遗址点数量增多,人类活动范围扩大,仰韶时期和龙山时期的考古学文化繁荣发展。而4.2~3.0 ka B.P.遗址点大幅减少,人类活动规模减小,考古学文化衰退。4.2 ka B.P.极端干旱事件及之后持续的干旱,导致植被退化,毛乌素沙地沙丘活化,沙漠/黄土过渡带向东南方向摆动。水资源短缺和生态环境破坏,对以粟为主的旱作农业生产和人类生存造成严重影响,可能是导致该地区史前考古学文化大范围衰退的重要原因。

     

桂林44kaB.P.石笋同位素记录及其环境解译

通过大气降水多种因素的相关性 ,以及平均温差较大的 2个时段生长的石笋C、O同位素的明显差异性 ,论证了本区石笋碳酸盐的C、O同位素与全球气温变化呈明显的负相关。Pl 1和X 1石笋高分辨率的同位素记录取得了完全一致的结果 ,C、O同位素确定了冰期旋回冰消期的终止点“I” ,其时限为 10 .7kaB .P .。自 4 4kaB .P .以来桂林地区的气候变化可划分为 3个阶段 :4 4～ 2 5.6kaB .P .的冰期 ,寒冷 ,但比盛冰期暖和 ;2 5.6～ 10 .7kaB .P .的盛冰期 ,气     

150ka B.P.以来萨拉乌苏河流域主元素变动旋回

萨拉乌苏河流域米浪沟湾剖面150kaB.P.以来存在27个由风成砂与河湖相和古土壤构成的沉积旋回。通常后两者的Al2O3、TFe、Mn、TiO2、K2O、MgO、CaO和Na2O含量明显高于前者,而SiO2则相反,构成了与沉积旋回相应的150kaB.P.以来27个元素变化旋回。结合各元素的化学迁移特性、研究区所在的鄂尔多斯高原东南部洼地地貌特征以及季风沙区位置,论证了风成砂中SiO2含量增高,Al2O3、TFe、Mn、TiO2、K2O、MgO、CaO和Na2O相对降低,与干寒多风气候及其影响下石英的大量迁入有关,而河湖相和古土壤中SiO2相对迁移、Al2O3等呈聚集的势态,与暖湿气候作用下稳定性元素Al2O3、TFe、Mn、TiO2和非稳定性元素K2O、MgO、CaO、Na2O都能够从四周地表汇集于本区这种特殊的比较封闭的低地有关。研究表明,萨拉乌苏河流域150kaB.P.以来27个元素变化旋回与该时期北半球冰期-间冰期气候波动诱发的亚洲冬夏季风在毛乌素沙漠的多次更迭具有成因上的联系。     

辽宁南部金州地区距今13.5 ka以来古植被古气候变化

全新世的穿时性在我国季风区一直备受关注,辽南地区全新世气候变化研究较为缺乏,针对其变化细节的研究很必要。本文基于辽南金州地区一处总厚为354 cm的山间盆地沉积剖面,以220 cm以上的湖沼相沉积的AMS ¹⁴C年代、岩性、孢粉及硅藻的综合分析,确定该剖面为全新世湖沼-泥炭相淡水沉积。研究表明,西团瓢湖相沉积形成于13500 cal.a B.P.前后,该地区植被主要经历了榆-栎阔叶林到针阔混交林两个演替阶段,基于孢粉记录的气候变化过程经历了新仙女木寒冷干燥期、早-中全新世温暖湿润期、晚全新世从温暖湿润到寒冷干燥过渡期以及现代寒冷干燥期这4个阶段,其中晚全新世1387~1529 cal.a B.P.是该区的泥炭发育的起始期。该研究进一步展示了辽南地区全新世以来的气候变化细节,为研究本区全新世以来环境演变过程提供了重要依据。

     

长江下游南漪湖沉积记录的全新世以来温度变化

了解全新世的温度变化能为理解目前日益突出的全球变暖、评估未来全球气候变化给出重要的参考。在这项研究中,基于长江下游南漪湖沉积岩芯深度为0~450cm中161个样品的brGDGTs代用指标,对过去12.0ka的大气温度进行重建,以进一步深化对全新世温度变化的理解。发现湖泊周边土壤与湖泊沉积物brGDGTs分子组成存在显著差异：土壤以brGDGTs-Ⅰ系列为主,占到总比重的80%以上,计算得的MBT'_5ME平均值为0.81;湖泊表层和柱状沉积物的brGDGTs分子组成更相似,其brGDGT-Ⅰ和brGDGT-Ⅱ分别为43%、48%和62%、35%,对应的MBT'_5ME平均值分别为0.44和0.62,因此认为湖泊沉积物brGDGTs主要为自生来源,进而选用基于MBT'_5ME的湖泊温度经验计算式进行古温度的重建。重建的南漪湖年均大气温度自12.0 ka B.P.以来变化范围为13.8~22.4℃,根据变化趋势,可以分为4个阶段：①阶段,早全新世（约12.0~8.2 ka B.P.）,温度变化范围为15.1~20.6℃,属低温阶段;②阶段,中全新世（约8.2~6.0 ka B.P.）,温度为16.8~20.0℃,为稳定高温阶段;③阶段,中晚全新世（约6.0~3.0 ka B.P.）,温度为13.8~19.4℃,快速降温阶段;④阶段,晚全新世（约3.0 ka B.P.以来）,温度在17.4~22.4℃,快速升温阶段。通过对比其他古气候记录,可以得到以下结论：长江下游地区在约12.0~8.2 ka B.P.时期温度变化主要受高纬度冰川残留的影响,为低温时期;在约8.2~6.0 ka B.P.时期的温度变化主要受到较强的太阳辐射量控制,属稳定高温期,对应全新世大暖期;约6.0 ka B.P.后,温度受到6.0~3.0 ka B.P.中低纬度冷事件以及上升温室气体辐射强迫共同影响,呈现先降后升的"V"型变化趋势。本研究表明长江下游地区自12.0 ka B.P.以来温度变化主要受全球温度变化控制,自晚全新世以来温室气体辐射强迫是影响其温度变化的主要因素。

     

30 ka以来东阿拉伯海U1456站位粘土粒级碎屑沉积物来源及其古环境意义

通过对国际大洋发现计划U1456站位沉积物AMS 14C年代、粘土矿物、常量元素及粒度组成的综合分析,探讨了东阿拉伯海粘土粒级碎屑沉积物的源-汇过程及其古环境指示意义.30 ka以来U1456站位的粘土矿物组合以蒙脱石和伊利石为主,并含有少量的绿泥石和高岭石.物源分析结果表明粘土粒级碎屑沉积物主要来自于印度河与德干高原.30 ka以来西南季风很可能是影响喜马拉雅山脉以及印度大陆风化剥蚀的重要因素.在西南季风减弱的阶段,印度河物源端元对研究区的输入量减少,这可能与此时热带辐合带的南移及末次冰盛期喜马拉雅山脉冰川覆盖面积的增加有关,从而导致印度河径流量及喜马拉雅山脉可供风化剥蚀的区域减少.K/Al比值指示的源区大陆化学风化作用强度与前人重建的西南季风记录间较为同步,在东阿拉伯海可以作为晚第四纪以来西南季风演化的有效重建指标.