气候环境变化的湖泊沉积学响应

湖泊沉积可作为气候和环境变化的信息库,它能提供时间分辨率高达百年至十年的气候变化信息。湖泊沉积能灵敏地反映与地球轨道力变化相关的气候效应,以及在此背景上叠加的非线性气候事件。湖泊沉积与其中的古生物组合、元素同位素组成是古气候环境的重要替代指标,为检验大气动力学气候模型和进一步改进模型,预测未来气候提供了依据。     

长江源区湖泊-冰川变化特征及其对气候变化的响应

湖泊是气候变化的敏感指示器,研究其动态变化对揭示全球气候变化及水资源利用与管理具有重要意义。本文以长江源区多尔索洞错-米提江占木错为研究对象,应用Landsat-5/7/8卫星和高分遥感影像,分析了1989—2021年湖泊面积变化的时空特征,并探讨了冰湖-冰川对气候变化的响应。结果表明,1989—2021年间,多尔索洞错-米提江占木错湖泊平均面积为1 011.37 km²,由1989年的872.07km²扩张至2021年的1 119.5 km²,平均扩张率为8.62 km²·a^-1。从年代际变化来看,21世纪初期湖泊面积扩张最明显,尤其是在湖泊北部、西北部及南部地区;20世纪90年代增长最为缓慢。1990—2020年各拉丹冬冰川面积从1990年的797.85 km²缩小至2020年的766.19 km²,减少了31.66 km²,缩减率为1.106 km²·a^-1。20...     

我国西南地区树线高山湖泊过去200年环境变化及生物群落响应研究

根据西南地区树线附近的错恰湖和吉仁错这两个高山湖泊沉积钻孔中生物化石指标（枝角类、硅藻）及多环境代用指标分析,重建了两个湖泊近200年来生物群落组合和环境变化的过程,在此基础上对比分析了区域高山湖泊生物群落组合并探讨了其对环境变化的响应模式。两个贫营养湖泊中枝角类群落组成有明显差异,位于较高海拔的吉仁错以沿岸种尖额溞属（Alona）和兼浮游种圆形盘肠溞（Chydorus sphaericus）为主,而位于树线以下的错恰湖则以浮游种长刺溞（Daphnia longispina）为单一优势种。过去两百年来,吉仁错中枝角类和硅藻群落均有相对明显的变化,枝角类群落变化以Alona rustica和矮小锐额溞（Alonella nana）相对丰度较明显下降为主要特征,硅藻群落变化表现为眼斑小环藻（Cyclotella ocellata）与脆杆藻属（Fragilaria）的含量互为消长;而错恰湖中硅藻群落没有明显变化,枝角类组合以D.longispina和虱形大眼溞（Polyphemus pediculus）相对丰度互有增减为主要特征,其他属种枝角类变化不明显。分析发现,海拔梯度和湖泊流域差异对生物群落组合和长期变化影响明显,从流域森林带输入的溶解性有机质（DOM）和溶解性有机碳（DOC）含量的差异可能是两个湖泊优势种组成和浮游种相对丰度差别明显的主要原因;在过去200年中,更高海拔、位于0℃等温线附近的吉仁错流域受冰雪融水的影响,温度变化要更为明显,气候变暖通过间接途径影响水体碱度,从而引起生物群落发生较明显变化,而错恰湖海拔较低,且流域森林覆盖对温度的变化有一定的缓冲作用,因而生物群落结构相对较为稳定。

     

近40年来青藏高原湖泊变迁及其对气候变化的响应

湖泊对气候波动有敏感记录。本文以GIS和RS技术为基础,在野外实地考察的基础上,从20世纪70年代、90年代、2000年前后和2010年前后4期Landsat遥感影像中提取了青藏高原所有湖泊边界信息,建立了青藏高原湖泊空间数据库。分析表明的青藏高原面积大于0.5 km2的湖泊总面积变化：（1）从20世纪70年代至90年代增加了13.42%; （2）从20世纪90年代至2000年前后增加了4.86%; （3）从2000年前后至2010年前后增加了13.04%。可见,近40年来,青藏高原湖泊个数和面积均呈增加的趋势。气象数据分析表明,青藏高原气候出现了由暖干向暖湿的转型,表现为气温升高、降雨量增加和蒸发量减小。笔者选取了研究区内面积大于10 km2的时间上合适做比较的所有湖泊,逐一分析了其在4个时期的动态变化情况,并根据变化结果进行了分区。不同时期的湖泊变迁具有区域差异性：（1）从20世纪70年代至90年代,西藏北部、中部、藏南、青海羌塘盆地和青海东部湖泊呈萎缩趋势; （2）20世纪90年代至2000年,青海北部湖泊萎缩; （3）2000年至2010年,除藏南外,青藏高原其余地区湖泊全面扩张。不同补给源的湖泊对气候变化的响应模式不同：（1）气温主要影响以冰雪融水及其径流为主要补给源的湖泊,如色林错、赤布张错等; （2）降雨量主要影响以大气降雨和地表径流为主要补给源的湖泊,如青海羌塘盆地; （3）蒸发量直接影响湖泊水量的散失,在青藏高原总体蒸发量减小的大环境下,部分地区因升温引起的湖泊蒸发效应超过了降水和径流量增加,湖泊出现萎缩的现象,如羊卓雍错流域。总之,地质构造控制了湖泊变迁的总格局,而短时间尺度的湖泊变迁主要受气候因素的影响。此外,湖泊动态变化还受冰川、人类活动、湖盆形状、补给和排泄区等因素的影响。     

青海湖近千年来气候环境变化的湖泊沉积记录

本文通过对青藏高原上所钻取的古里雅冰芯和青海都兰树轮高分辨率气候变化记录的对比,分析了过去近2 000a来的气候变化特征.结果表明:1)这两个地区过去2 000a来温度都在波动中逐渐上升,展示了气候逐渐变暖的趋势.进入20世纪以来,气候显著变暖,并有加速变暖的趋势;2)树轮和冰芯均明显地记录了小冰期的3次冷期,其出现的时间基本上一致.小冰期并不是过去2 000a来的最寒冷的时期.冰芯和树轮记录均表明公元初的寒冷程度要大于小冰期;3)古里雅冰芯所记录的温度和降水量揭示出,过去近2 000a来的降水和温度变化的总趋势是正相关关系;但在短时间尺度上,温度和降水的变化并不同步.这主要表现在两个方面,一是温度长期变化中的低频波动频率要大于降水,二是虽然温度和降水的变化在百年级时间尺度上有正相关性,但降水的变化要滞后于温度变化50～100a;4)同时周期分析表明,古里雅冰芯中的δ180和积累量以及都兰树轮记录的变化周期大多数与太阳活动有关,表明青藏高原地区冷、暖、干、湿变化的主要驱动力可能是太阳活动的变化;5)对这两记录的对比研究也揭示了气候变化的区域差异.如中世纪暖期在都兰树轮记录中很强而在古里雅冰芯记录中很弱,而都兰树轮记录中,中世纪暖期以后至1 800A.D.在波动中变冷,但在古里雅冰芯记录中这一时期在波动中变暖.     

不同气候区湖泊有机碳同位素对区域环境变化的响应

同位素地球化学在湖泊沉积记录的气候环境研究方面的应用日益广泛.由于分馏造成的同位素差异大小除与本身的植物生理特征有关外,还受周围环境变化的影响.     

青海湖近千年来气候环境变化的湖泊沉积记录

本文根据青海湖沉积岩芯（QH00A）碳酸盐含量、TOC和Rb/Sr等环境指标的综合分析，探讨了该地区近千年来的气候变化过程和化学风化史。结果表明：青海湖地区近千年来经历了5次冷湿期和5次暖干期，气候组合类型为冷湿与暖干交替。中世纪暖期、小冰期以及20世纪以来的升温在该沉积岩芯中得到良好的记录。沉积岩芯Rb/Sr较好地记录了湖泊流域化学风化的历史，并揭示流域化学风化的主要控制因素为气温变化。     

可可西里地区湖泊深钻揭示的中更新世以来环境变化

以青藏高原腹地可可西里地区湖泊沉积钻孔BDQ06（35°13'05"N,93°55'52"E;孔深106 m）为研究对象,基于古地磁测年建立的年代框架,通过对BDQ06孔沉积物粒度、总有机碳、有机碳同位素（δ¹³C_org.）及C/N值等气候环境代用指标的分析,重建了可可西里地区中更新世以来的古气候古环境演化序列。根据各环境指标的变化特征将中更新世以来古气候演化划分为5个阶段：929~660 ka B.P.,气候以暖湿冷干交替变化为主;660~480 ka B.P.,与前一阶段相比气候暖湿程度降低;480~360 ka B.P.,气候较为干旱;360~160 ka B.P.,气候不稳定、波动幅度增大;160~5 ka B.P.,气候再次转为暖湿冷干的变化特征。929~610 ka B.P.期间气候出现4次明显的冷干时期,时间上与MIS 22、MIS 20、MIS 18和MIS 16阶段相对应,此后气候表现出明显的趋冷、趋干特征,可能主要受全球变冷的"中更新世革命"（MPT）的影响;360 ka B.P.开始出现频率增强的暖湿气候波动,说明气候不稳定,显示出明显的区域性特征;160 ka B.P.左右出现的较为干冷的时段,与倒数第二次冰期气候相一致,之后环境温度呈现出快速上升的趋势,气候演化进入末次间冰期-末次冰期模式,表现出全球气候一致的特征。整体上,BDQ06孔记录的气候环境演变特征与全球气候变化在冷暖事件上保持一致,但在持续时间、变化强度上存在一定区域性差异。

     

2000—2020年纳木错的时空变化特征及其对气候变化的响应

基于2000—2020年Landsat TM、ETM + 以及OLI遥感影像,采用目视解译的方法提取纳木错的湖泊边界并计算其面积和湖岸线长度,分析20年间纳木错湖泊面积和湖岸线的时空变化特征,同时,利用同时段的气温和降水数据对湖泊变化原因进行探讨,为研究纳木错水资源的时空变化特征提供科学依据。结果表明：（1）2000—2020年纳木错湖面面积增长38. 58 km^{22相似文献}   

青藏高原湖泊沉积物色素与湖泊环境的响应

本文通过对青藏高原湖泊表层沉积物色素、有机碳含量和环境因子的测定和分析,初步探讨了青藏高原湖泊中色素的来源特征和该地区湖泊浮游植物群落组成结构等信息。结果表明,青藏高原湖泊沉积物TOC含量多在4%~6%之间,藻类植物是沉积物色素的重要来源。颤藻科和蓝藻科在青藏高原湖泊浮游植物中生长优势明显,颤藻科在数量上相对蓝藻科有明显优势。青藏高原湖泊溶解氧(DO)、电导率(SC)对湖泊中藻类生长状况影响明显,其中SC的升高对该地区湖泊中藻类生长有抑制作用。     

1980 - 2015年南迦巴瓦峰地区冰川变化及其对气候变化的响应

基于地形图和Landsat TM/OLI遥感影像等数据, 利用目视解译和波段比值法提取1980年、 2000年和2015年南迦巴瓦峰地区冰川空间分布数据, 分析研究区近35年冰川变化, 探讨冰川对气候变化的响应。结果表明： 1980 - 2015年, 南迦巴瓦峰地区冰川面积持续减小并呈加速退缩的趋势, 近35年共减少了（75.23±4.67） km², 占1980年冰川总面积的（25.2±1.6）%, 年平均面积减小率为（0.73±0.05）%。研究区东南坡冰川面积变化速率大于西北坡, 在不同流域、 海拔及朝向上, 冰川变化差异较大。南迦巴瓦峰地区冰川表碛十分发育, 表碛覆盖冰川面积变化率小于裸露冰川, 表碛覆盖对冰川消融具有抑制作用。南迦巴瓦峰地区在气温显著升高的背景下, 虽然降水量有所增加, 但冰川对气温更加敏感, 因气温升高引起冰川消融所带来的物质损失超过降水增加对冰川的补给, 导致南迦巴瓦峰地区冰川普遍萎缩。     

珠峰地区天气气候特征分析

利用珠穆朗玛峰地区北部定日站和西部聂拉木站1971-2009年的月平均气温、月平均最高、最低气温、月降水量、月蒸发量资料,对珠峰地区1971-2009年近39a来气候变化的时空分布特征进行了分析.同时,利用该区域5个自动气象观测站2009年的资料进行了温、压、湿、风等分析.结果表明:1971-2009年珠峰地区气温呈现出明显的上升趋势,尤其是进入21世纪后,增温更为显著,高于同期全球平均温度变化幅度;定日站增幅较聂拉木站明显,且以冬、春两季的气温增长幅度大.位于珠峰的西边略偏北的聂拉木站,迎向暖湿气流,降水丰富,但季节差异很小;定日站的年降水量不到聂拉木站的一半,且夏季降水占到了全年的85%;定日站的年降水量略微呈上升状态,蒸发量下降,两者的变化趋势都不是太明显;聂拉木站的降水量下降趋势比定日站明显,蒸发量略显上升.2009年资料显示,珠峰地区5个站的气温、气压、相对湿度、风速各异,温度、气压与各站的海拔密切相关.     

近40年来气候变化对青海盐湖及其矿产资源开发的影响——以小柴旦湖为例

青海是中国盐湖主要分布区之一,蕴藏着丰富的矿产资源。文章以RS和GIS技术为基础,从20世纪70年代、90年代、2000年前后、2008~2009年和2013~2014年五期Landsat遥感影像中提取了青海面积大于10 km2的所有盐湖(不包括干盐湖),分析了其近40年来的变化趋势:总体上,盐湖总面积除在2000年前后有所减少外,基本上呈现增加的趋势;具体而言,2000年前后,萎缩的盐湖主要分布在柴达木盆地;其他时期均呈现全面扩张的趋势。在全球气候变暖的大背景下,通过分析青海地区11个气象台站的年平均气温、年降雨量和蒸发量数据,可知青海地区气候呈现了向暖湿方向转型的趋势,且2002年之后更为明显。最后,以青海省小柴旦湖为例,分析了湖泊淡化、矿产资源贫化对盐湖资源开发的影响,具体为:1资源开发成本升高、难度加大,甚至使一些处于工业开发临界品位的盐湖失去开发价值;2盐湖淡化条件下,锂等矿产资源有效提取技术亟待研发;3政府制定矿产资源开发政策时,需要对气候及盐湖的动态变化过程综合考虑。以上说明,青海地区的暖湿气候使盐湖大幅度淡化,给盐湖矿产资源开发带来了新的挑战。     

祁连山东段童子坝河阶地对气候变化与新构造运动的响应*

通过对祁连山东段童子坝河各级阶地的年代和变形程度进行测定,得到了河流阶地的形成年代和过程,推算出民乐—大马营逆断裂的活动强度和速率,并分析了阶地形成和气候变化之间的关系。童子坝河5级阶地(年龄分别为16.70±1.81 cal,ka BP、 10 092.5±27.5 cal a BP、8127.5±72.5 cal a BP、2900±60 cal a BP、282.5±17.5 cal a BP)均形成于气候由冷转暖的阶段,属于气候成因阶地。基于断裂两侧阶地面的平面几何形态并结合上、下盘阶地横剖面同级阶地的高差,得到T4、T3、T2和T1阶地在民乐—大马营断裂处的垂直位错分别为10.6±3.1,m、5.0±2.6 m、2.0±1.9 m和1.9±1.3 m,推算出全新世以来民乐—大马营断裂的垂直滑动速率为1.05±0.31 mm/a,水平缩短速率为1.02±0.60 mm/a。     

The Piltdown Skull Site: the rise and fall of Britain's first geological National Nature Reserve and its place in the history of nature conservation

The Piltdown hoax is one of the best known cases of scientific forgery in the world and has been the subject of hundreds of papers, books, articles, press reports and web-pages. Whilst the story of the hoax has secured a place in history, the pioneering role played by the site of the Piltdown ‘finds’, the Piltdown Skull Site, in the early days of British nature conservation has been forgotten. This paper describes how the Piltdown Skull Site in East Sussex, England, a site now known to be of little or no scientific importance, almost became Britain's first National Nature Reserve (NNR), and how, in 1952, it did become Britain's first geological NNR. It describes how the newly formed Nature Conservancy (NC) and the British Museum (Natural History) (BM(NH)) worked together at Piltdown to undertake innovative site management that played a part in exposing the hoax and describes what happened to the NNR as the details of the forgery emerged. Although the NC was clearly embarrassed by the NNR once the hoax was revealed, it is argued here that there was little to be ashamed of and much to be commended.     

中国冰川变化对气候变化的响应程度研究

理清冰川变化对气候变化的响应程度、揭示响应度的空间变化规律,是开展冰川变化预估及其对社会经济影响程度量化研究的基础。使用1958-2010年西部地区150个气象站点的夏季平均气温和年降水量资料、中国第一、二次冰川编目数据,通过夏季平均气温和年降水量变化趋势值定量反映气候变化,以冰川面积变化率表征冰川变化,借助GIS技术平台,采用参照对比方法,从宏观层面研究了中国西部冰川变化对气候变化的响应程度。依据等分分类法（Equal Interval）,将响应程度分为极低度响应、低度响应、中度响应、高度响应、极高度响应5级。结果表明：中国冰川变化对气候变化的响应方式与程度不同,对夏季平均气温变化表现为正响应,而对年降水量变化主要表现为负响应,冰川分布区年降水量增加带来的冰川积累量增多不足以抵消因温度升高而增加的消融量,升温是中国西部冰川快速退缩的主导性因素。就整体而言,冰川变化对夏季平均气温变化的响应程度相对较低,但局部地区冰川变化对温度变化高度敏感,响应程度高与极高。不同类型冰川的变化对夏季平均气温变化的响应程度亦不同,海洋型冰川的变化以中高度响应为主,极大陆型冰川的变化主要呈现极低、低响应程度,而大陆型冰川变化的响应程度呈两级化。     

1971 - 2017年羌塘国家级自然保护区陆地生态环境变化

利用羌塘国家级自然保护区边缘5个气象站1971 - 2017年逐月平均气温、 平均最高气温、 平均最低气温、 降水量和逐年最大冻土深度等气象资料, 以及卫星遥感资料, 采用线性回归、 相关系数等方法, 分析了自然保护区气候（气温、 降水等）、 水体（湖泊、 冰川）和植被等生态环境因子的变化。结果表明： 近47年自然保护区年平均气温以0.46 ℃·（10a）^-1的速率显著升高, 明显高于同期全球和亚洲地表温度的升温率。四季平均气温升温率为0.37 ~ 0.55 ℃·（10a）^-1, 升幅在冬季最大、 夏季最小。年降水量呈明显的增加趋势, 增幅为11.0 mm·（10a）^-1, 主要表现在春、 夏两季。近43年（1975 - 2017年）色林错面积呈显著增加趋势, 平均增长率为38.48 km²·a^-1。1973 - 2017年, 普若岗日冰川面积整体上趋于减少, 平均每年减少2.11 km²; 自然保护区年最大冻土深度变化率为-35.7 cm·（10a）^-1。1999 - 2013年保护区NDVI增幅达25.3%, 平均每10年增加0.0184, 植被覆盖度明显增加。总之, 近47年自然保护区表现为气候暖湿化、 冰川退缩、 湖泊扩涨、 冻土退化、 植被覆盖增加的变化特征, 而冰川变化引发的水资源时空分布和水循环过程的变化, 无疑将给高原社会经济发展带来深刻影响。     

中国天山地区降水对全球气候变化的响应

天山地区的降水变化及其对全球气候变化的响应是近年来研究的热点。利用中国天山地区40个气象站1951-2014年的月降水数据,运用线性倾向估计、相关分析等气候诊断方法,分析了该区域的降水变化,探讨了主要气候指数与降水同步变化的相关关系。结果表明：年降水呈现出"西多东少,北多南少,高山多外围少"的特征,年降水变化率为6.0 mm·（10a）^-1。SASMI与年降水表现为显著正相关,PDO、PNA和AO与年降水表现为弱正相关,且有局限性。在枯水期,SASMI与天山北坡及部分中高山地带的降水表现为弱正相关,而在西天山南坡表现为弱负相关,ENSO与中、西天山南北坡的中低山带的降水变化相关性较高。在丰水期,SASMI与天山南坡和高山区降水变化相关性较高,PDO与中、西天山南北坡的低山带部分站点的降水变化相关性较高。     

新疆气候水文变化趋势及面临问题思考

新疆是亚洲中部干旱区的重要组成部分, 对全球变化响应异常敏感, 水资源问题突出, 研究变暖背景下新疆的气候水文变化及面临的问题, 对应对和适应未来气候变化及水资源安全具有重要意义。基于最新的气候水文观测资料和相关成果, 研究了新疆水文气候要素变化趋势与演变特征, 探讨了目前面临的主要问题及对策建议。结果表明： 1961—2018年新疆升温幅度高于全球平均水平, 冬季升温贡献最大; 降水量和降水日数均明显增加, 夏季降水增加最显著; 21世纪以来气温和降水均在高位波动, 但增加幅度减缓, 气候有从暖湿化向暖干化转折的迹象, 干旱化趋势加剧。21世纪以来, 极端最高气温、 极端最低气温和高温日数显著增加, 高温初日提前, 高温终日推迟, 极端降水事件、 暴雨雪强度和频次明显增加。受气候变化和人类活动共同影响, 塔里木河流域源流区径流量明显增加, 干流径流量微弱减少; 博斯腾湖水位阶段性变化明显, 2013年以来逐渐扩张; 艾比湖总体萎缩, 而山区湖泊赛里木湖面积稳定扩张。新疆气候水文变化面临主要问题包括： 对新疆气候变化趋势和物理过程认识不明、 水文气象灾害风险加剧难以把控、 气候变化影响不确定性加剧, 水安全问题迫在眉睫。建议趋利避害, 抓住气候机遇, 加快生态环境建设; 开展气候水文综合科学考察, 加强机理研究, 构建综合观测协同网络, 提高水文气象灾害风险调控能力; 将有效应对、 有序适应气候变化提升到战略的高度, 为建设美丽新疆和高质量发展服务。