若尔盖高原全新世气候序列的类脂分子化石记录*

基于可靠的年代标尺,结合青藏高原泥炭沉积剖面的有机碳、孢粉等相关资料,首次在该区利用类脂分子化石指标建立了全新世以来的气候与环境演化序列。结果表明,正构烷烃、脂肪酸和脂肪醇等类脂分子化石指标存有意义的规律性变化。其中,反映低等菌藻生物和高等植物相对变化的轻组分与重组分之比L/H以及平均碳链长度ACL具有很好的古气候意义,即L/H高,ACL低,指示气候偏暖湿;L/H低,ACL高,指示气候偏干冷。各个类脂分子化石指标记录的气候信息在细节上具有一定的差异,可能是不同类脂物分子的地球化学行为和生物组成结构的不同以及对气候因素温湿组合变化响应各异的体现。同时,也较好地揭示了类脂分子化石具有自己的敏感性,在细节上较传统的有机碳指标在记录气候信息上更为敏感。该研究进一步突出了这些泥炭类脂分子化石在第四纪研究中的重要地位和应用潜力。     

黄土高原南部全新世黄土-古土壤 序列若干元素分布特征及意义*

选择黄土高原南部的XJN,XMC和JYC全新世剖面为研究对象。通过对地层中Ca,Ba,Rb和Sr元素分布的研究,发现Ba/Sr和Rb/Sr比值在不同地层中含量差异十分明显,并与成土作用强度显著正相关,可作为良好的气候替代指标;表生环境中Rb和Ba较稳定,Sr和Ca元素十分活跃,易于迁移,其中Ca的迁移能力高于Sr元素;从XJN→XMC→JYC剖面,Rb和Ba元素含量增加,而Sr和Ca元素含量降低,这与区域环境差异有关;全新世中期暖湿的亚热带气候主要出现关中盆地地区,六盘山以西则是暖温带气候。     

陕西洛川地区全新世中期土壤与气候变化*

在洛川城东全新世中期古土壤剖面中采集了66块样品,利用气量法、磁化率测定、颗粒分析和显微镜观察方法,对土壤层中的CaCO₃含量、磁化率、颗粒成分、微结构进行了分析和鉴定。粒度成分显示洛川中全新世土壤可分为两层,中间为薄层黄土层。实验资料表明,洛川中全新世早期土壤CaCO₃含量低,平均为0.34 ％ ,具有显著淋溶土壤的特征; 小于0.005mm的粘粒含量比马兰黄土高约12 ％ 。粘化层(Bt层)中光性粘土胶膜有一定的发育,而且可见少量块状粘土胶膜存在,表明该层古土壤具有粘粒迁移和粘粒淀积的特征,指示中全新世早期发生的成壤作用比洛川现今成壤作用显著强。由此可以确定,中全新世早期土壤类型应为淋溶褐土, 当时夏季风活动增强,气候比现今明显温湿,年平均降水量至少比现今多100mm余。中全新世晚期古土壤CaCO₃平均含量为2.5 ％ ,淀积型粘土胶膜发育差,以残积粘土为主。中全新世晚期古土壤比早期土壤发育弱,但比该区现代土壤发育强,土壤类型应为典型褐土,当时气候也比现代温湿。中全新世中期6000~5000年间为气候冷干和沙尘暴活动加强的环境恶化期。研究结果对揭示黄土高原中部全新世中期土壤性质和气候变化具有重要意义。     

青藏高原全新世1月和7月气温序列重建

青藏高原自然环境受人类干扰相对较小,为利用古孢粉记录重建气候因子提供了可能,高原过去气候因子的重建对于预测未来气候变化趋势有重要意义.通过选取的29条高原化石孢粉记录,利用现代类比法和化石孢粉点与高原气温的函数关系,把化石孢粉点古气温转化为青藏高原古气温,重建了高原全新世1月和7月古气温序列.结果表明：对于1月和7月气温而言,全新世早期（11.5～8.5 ka BP）为气温波动上升期;全新世中期（8.5～4.6 ka BP）为全新世大暖期,气温整体高于现代;全新世晚期（4.6 ka BP～至今）又可分为两个阶段,一个是4.6～2.4 ka BP,在此阶段1月和7月气温都有减小的趋势,另一个阶段则是2.4 ka BP至今,气温出现反常的趋势.     

东昆仑断裂带西大滩段全新世古地震研究*

对东昆仑断裂带西大滩段进行了断错地貌填图和古地震探槽揭露,共揭露出6次古地震事件,它们的年龄分别为10302±651aB.P. , 8650±500aB.P. , 7160±506aB.P. , 2830±170aB.P. , 1985±121aB.P.和1540±92aB.P. ;古地震重复间隔分别为1652±820a,1490±711a,4330±534a,845±209a和445±152a。研究发现,西大滩段全新世古地震活动具有丛集现象和重复间隔时间的分段性,第1丛集期在10300~7100aB.P.期间,平均重复间隔1571±543a,第2丛集期在2800~1500aB.P.期间,重复间隔400~800a左右,平均重复间隔645±129a,两个丛集期间隔4300a。西大滩段全新世地震活动规律对昆仑山地区未来地震危险性评估具有重要意义。     

岱海沉积记录的季风/干旱过渡区全新世适宜期特征*

岱海两支岩芯独立的高分辨率代用指标序列揭示了季风/干旱过渡区全新世适宜期的气候环境特征。研究表明,在约7.9~3.5kaB.P.期间,岱海流域出现植被繁盛、生产力相对增强和降水丰富的状况,显示气候条件相当适宜;而在约10.0~7.6kaB.P. 期间,流域气候以相对干燥为特征。这与早先认为的岱海流域全新世初期为适宜期,且降水丰富的结果明显不同。比较岱海与鄂尔多斯-内蒙古高原中部其他湖沼记录,季风/干旱过渡区的气候适宜期基本集中在约8~3kaB.P.的全新世中期,尽管各记录在适宜期的起止时间、表现特征上存在一些差异。这些差异的产生,一方面可能体现了不同的局地地形、植被、水文条件等对区域水热条件的不同反馈,另一方面则可能暗示不同的沉积序列、测年材料之间难以进行精细的对比。沉积序列的连续性、稳定性及高分辨率、测年材料的适用性是进行全新世气候、环境特征研究的前提。     

青藏高原中、东部全新世以来多年冻土 演化及寒区环境变化*

古冻土存在的依据和判别标志主要是古冻土遗迹(深埋藏多年冻土层、古冻土上限、融化夹层、厚层地下冰)和古冰缘现象(古冻胀丘、古融冻褶皱、砂楔、土楔、冰楔假型、风成沙丘、黄土层、厚层泥炭和腐殖质层等)。文章结合大量的测年数据,利用古代和现代冻土以及冰缘现象的时空分布差异综合分析对比,将全新世以来青藏高原多年冻土演化过程和环境变化划分为6个较明显的时段:早全新世的气候剧变期(10800aB.P.至8500~7000aB.P.)、中全新世大暖期(8500~7000aB.P.至4000~3000aB.P.)、晚全新世寒冷期(4000~3000aB.P.至1000aB.P.)、晚全新世温暖期(1000aB.P.至500aB.P.)、全新世末小冰期(500aB.P.至100aB.P.)及近代升温期(100aB.P.至今);同时,概述了各时段高原冻土的发育条件、分布范围及总面积,和当时高原上的古气候、古地理环境。     

关于全新世底界年龄的14C测定

根据16个全新统底部¹⁴C样品的年龄测定,证明把全新世底界的年龄定在11000aB.P.前后是合适的,但云南几个样品的年龄数据明显偏老一千多年,这可能与纬度有密切关系,因而中国全新世与晚更新世的年龄有随地区而异的现象。因此,我国全新世底界划分仍需要进一步讨论。     

亚洲中部干旱区全新世气候变化的西风模式* ——以新疆博斯腾湖记录为例

位于受西风环流显著影响区的我国最大内陆淡水湖——新疆博斯腾湖提供了全新世亚洲中部干旱区气候变化的可靠记录。对该湖钻探岩芯、沉积年代以及孢粉、碳酸盐含量、粒度等代用指标分析结果表明,末次冰消期到全新世早期湖泊干涸,风砂沉积盛行,气候干旱;约8cal.kaB.P.以来现代湖泊形成,气候相对湿润,其中,约6.0~1.5cal.kaB.P.期间代用指标A/C值指示的流域湿度增加,盘星藻指示的湖泊深度最大,全新世最湿润时段发生在中晚全新世。博斯腾湖记录的早全新世干旱和中晚全新世湿润的气候框架得到中亚其他较高分辨率湖泊记录的支持,具有普遍性。亚洲中部西风影响区这一全新世气候变化框架与亚洲季风区早中全新世夏季风强盛、中晚全新世季风衰落的变化模式显著不同,具有近似反相位(out of phase)变化特征。广大中亚内陆干旱区中晚全新世湿润气候不大可能是东亚季风深入内陆造成的,更可能是通过西风环流与高纬度北大西洋相联系,其驱动机制需要更深入研究。     

绰墩农业遗址中存在中全新世水稻土的新证据*

前人研究认为,在长江下游地区绰墩农业遗址的全新世地层中存在2个古水稻土层,但到目前为止尚缺乏土壤化学和物理学方面的证据。为了寻找土壤学证据,在江苏省昆山市绰墩遗址P-01垂直剖面中连续采集了12个样品,分别测定了全氮(TN)含量、总有机碳 (TOC) 含量、粒度组成、质量磁化率以及粘土矿物组成。结果显示,从剖面底部(200cm)到100cm处和从57cm处到现代土壤表层,TOC,TN,TOC/TN比值、高岭石含量以及高岭石/伊利石(K/I)比值两次出现逐渐升高的趋势,而且它们的曲线形态基本一致。这些特点有可能说明P-01剖面中包含着两次成壤过程:第1次形成了古土壤层(160~100cm),第2次形成了现代水稻土(57cm~现代土壤表层)。但TOC和TN以及水稻植硅石资料不支持在深度57~42cm段存在古土壤的观点。从200cm到130cm处,磁化率和粘粒含量有逐渐降低的趋势,说明此处具有长期淹水的特征。现代水稻土的研究表明,水稻田排水过程中可能使部分粘粒被带走流失。因此,粘粒含量从200cm到130cm处逐渐降低的趋势可能与中全新世的人工排水有关。研究资料与考古学、孢粉学和植硅体资料共同说明,该古土壤层(160~100cm)很可能是古水稻土。古水稻土的确认将为农业考古和古环境变化研究提供有利的条件。     

Holocene sea-surface temperature variability in the Chilean fjord region

Here we provide three new Holocene (11–0 cal ka BP) alkenone-derived sea surface temperature (SST) records from the southernmost Chilean fjord region (50–53°S). SST estimates may be biased towards summer temperature in this region, as revealed by a large set of surface sediments. The Holocene records show consistently warmer than present-day SSTs except for the past ~ 0.6 cal ka BP. However, they do not exhibit an early Holocene temperature optimum as registered further north off Chile and in Antarctica. This may have resulted from a combination of factors including decreased inflow of warmer open marine waters due to lower sea-level stands, enhanced advection of colder and fresher inner fjord waters, and stronger westerly winds. During the mid-Holocene, pronounced short-term variations of up to 2.5°C and a cooling centered at ~ 5 cal ka BP, which coincides with the first Neoglacial glacier advance in the Southern Andes, are recorded. The latest Holocene is characterized by two pronounced cold events centered at ~ 0.6 and 0.25 cal ka BP, i.e., during the Little Ice Age. These cold events have lower amplitudes in the offshore records, suggesting an amplification of the SST signal in the inner fjords.     

Testing the consistency of Holocene and Last Glacial Maximum spatial correlations in temperature proxy records

Holocene temperature proxy records are commonly used in quantitative synthesis and model-data comparisons. However, comparing correlations between time series from records collected in proximity to one another with the expected correlations based on climate model simulations indicates either regional or noisy climate signals in Holocene temperature proxy records. In this study, we evaluate the consistency of spatial correlations present in Holocene proxy records with those found in data from the Last Glacial Maximum (LGM). Specifically, we predict correlations expected in LGM proxy records if the only difference to Holocene correlations would be due to more time uncertainty and more climate variability in the LGM. We compare this simple prediction to the actual correlation structure in the LGM proxy records. We found that time series data of ice-core stable isotope records and planktonic foraminifera Mg/Ca ratios were consistent between the Holocene and LGM periods, while time series of Uk'37 proxy records were not as we found no correlation between nearby LGM records. Our results support the finding of highly regional or noisy marine proxy records in the compilation analysed here and suggest the need for further studies on the role of climate proxies and the processes of climate signal recording and preservation.     

河北坝上地区中晚全新世粒度端元分析及其环境意义

河北坝上地区地处东亚夏季风边缘,对气候变化响应敏感,是研究古气候环境演变的理想地区之一。本研究采用粒度端元模型分析方法对坝上地区2 m厚的典型风成砂-古土壤剖面沉积物粒度数据进行分离,同时结合粒度、磁化率和色度指标,探讨剖面沉积物各粒度端元所指示的环境意义以及坝上地区中全新世以来的环境演化过程。结果表明：1）白云湖剖面粒度组分分为3个端元,EM1代表区域暖湿气候背景下的风化成壤作用,间接指示区域的湿度状况;EM2代表区域风沙活动强度;EM3可能反映区域河流对基岩风化产物的搬运作用。2）研究区中晚全新世气候变化大致可以分为5个阶段：7.1 ka B.P.以前,风沙活动和河流搬运作用较强,气候表现为冷干特征;7.1~3.8 ka B.P.风沙活动减弱,气候温暖湿润,区域成壤作用加强;3.8~2.6 ka B.P.期间,气候波动频繁,处于暖湿-冷干过渡阶段;2.6~1.5 ka B.P.风沙活动增强;1.5 ka B.P.以来,气候由冷干向相对暖湿转变,成壤作用稍有加强。

     

琼州海峡西口早—中全新世海滩岩的岩石学特征及古海平面重建意义

笔者在琼州海峡西口第四系松散沉积物中新发现碳酸盐胶结岩,通过生物碎屑AMS14C同位素定年、全岩X衍射定量分析、扫描电镜、阴极发光、全岩主微量元素地球化学测试等方法对其进行了年代学和成因研究。结果显示,碳酸盐胶结岩的成岩时代为早—中全新世,具有等厚纤柱状环边胶结、重力悬挂胶结、马牙状胶结、（似）共轴增生胶结、非等轴胶结等5种胶结物特征;阴极发光环带具有广泛发育、环带密集,可见淡水和海水相互作用的咸淡水混合带,说明其成岩环境包括淡水渗流带、咸淡水混合带、海水渗流带、海水潜流带;结合其沉积主微量元素特征,其赋存层位的沉积环境为海岸沉积环境,滨岸沉积相障壁岛亚相,属于海滩岩。综合雷州半岛西南部灯楼角珊瑚礁的海平面记录,重建了全新世琼州海峡西口地区海平面演化历史：9. 9~6. 7 ka BP海侵期、6. 7~6. 2 ka BP海退期、6. 2~4. 2 ka BP海侵期和4. 2 ka BP至今的稳定期等四个阶段。     

全新世北半球典型冷事件的模拟研究

全新世冷事件期间的气候格局及其成因是过去气候变化研究的热点问题。利用基于通用气候系统模式开展的TraCE-21ka气候模拟试验资料,在定义和提取典型冷事件的基础上,分析了全强迫试验模拟的全新世北半球多次冷事件的规模及冷事件发生时温度与降水的空间特征,并结合全强迫试验中使用的4个外强迫序列（淡水注入、轨道强迫、大气温室气体、大陆冰盖）及其对应的单因子敏感性试验,初步探讨了部分典型冷事件的成因。结果表明：TraCE-21ka模拟的冷事件年份与重建/集成序列的冷事件年份对应较好,模式较好地模拟出了全新世北半球的冷事件;全新世期间,北半球共发生了10次典型冷事件（9.7 ka B. P.、8.3 ka B. P.、7.3 ka B. P.、6.2 ka B. P.、5.2 ka B. P.、4.2 ka B. P.、3.4 ka B. P.、2.1 ka B. P.、1.0 ka B. P.和0.2 ka B. P.）;每次冷事件发生时,北半球大范围降温和变干,温度变化呈现明显的纬度地带性差异,中高纬地区降温最显著,低纬10°N附近降水减少最显著;在8.3 ka B. P.、7.3 ka B. P.、6.2 ka B. P.、5.2 ka B. P.、4.2 ka B. P.、3.4 ka B. P.、2.1 ka B. P.和1.0 ka B. P.共8次冷事件中,北半球温度和降水的空间变化较为相似,北大西洋经圈翻转流（Atlantic Meridional Overturning Circulation,简称AMOC）变弱导致了冷事件,格陵兰岛南部的北大西洋海域降温和变干尤为显著;9.7 ka B. P.和3.4 ka B. P.的冷事件可能与轨道强迫有关,淡水注入造成了8.3 ka B. P.和7.3 ka B. P.的冷事件,0.2 ka B. P.冷事件可能与大气温室气体波动有关。地球系统内部变率对于冷事件的发生可能也有一定影响。

     

基于孢粉数据的珠江三角洲QZK6孔全新世气候定量重建

依据珠江三角洲QZK6钻孔孢粉组合特征及AMS14C测年结果,基于CONISS软件对剖面孢粉组合进行分带分析,其结果分为A、B、C和D四个孢粉带。根据10981a cal BP以来的孢粉组合特点,结合东亚孢粉数据库中位于广东的122个天然植被下的表层土壤样点的孢粉组成特征,利用软件Polygon 1.5定量重建了QZK6孔的全新世古气候参数。结果显示,全新世气候基本以暖湿为主,总体趋势为凉干—热湿—温凉;D带(10981~8500a cal BP)年均温度为21.7~22.1°C,年降水量1778~1888mm,年均温度和年降水量均比较高;C带(8500~8105a cal BP)年均温度为21.9~22.3°C,年降水量为1845~1929mm,达到各带中最高值;B带(8105~4343a cal BP)年均温度和年降水量开始降低,年均温度为20.8~21.7°C,年降水量为1595~1806mm。人类活动从B带开始增强(在A带达到最强);A带(4343a cal BP至今)年均温度为20.3~21.5°C,年降水量为1587~1765 mm,为各带中年均温度最低、年降水量最少的阶段。     

Holocene temperature fluctuations in the northern Tibetan Plateau

Arid Central Asia (ACA) lies on a major climatic boundary between the mid-latitude westerlies and the northwestern limit of the Asian summer monsoon, yet only a few high-quality reconstructions exist for its climate history. Here we calibrate a new organic geochemical proxy for lake temperature, and present a 45-yr-resolution temperature record from Hurleg Lake at the eastern margin of the ACA in the northern Tibetan Plateau. Combination with other proxy data from the same samples reveals a distinct warm–dry climate association throughout the record, which contrasts with the warm–wet association found in the Asian monsoon region. This indicates that the climatic boundary between the westerly and the monsoon regimes has remained roughly in the same place throughout the Holocene, at least near our study site. Six millennial-scale cold events are found within the past 9000 yr, which approximately coincide with previously documented events of northern high-latitude cooling and tropical drought. This suggests a connection between the North Atlantic and tropical monsoon climate systems, via the westerly circulation. Finally, we also observe an increase in regional climate variability after the mid-Holocene, which we relate to changes in vegetation (forest) cover in the monsoon region through a land-surface albedo feedback.     

上海地区全新世海平面的变化

本文通过对位于上海冈身西侧的赵巷孔进行孢粉和微古分析，论述上海地区全新世海平面变化，上海地区在全新世时期海平面经历6次波动，3次海平面上升，3次海平面下降，在7000-6000a,B.P气候最佳时期上海地区海平面表现出升中有降的现象，本文对这一短暂的海退现象作了简要的分析。     

Average Annual Temperature Changes in the Holocene in China

In 1876 Blytt proposed a post-glacial climatic classification, maintaining that the then temperature fluctuated 1- 2℃ higher or lower than that today. Lamb (1969) held that in Europe " the axis of the subtropical high pressure belt was generally displaced north by about 10° latitudes" during the Hypsithermal and that the temperature was three to six times higher than that in the postglacial period.In China, there appear relict beachrocks (living fossils) in tropical tidal zones from the Bohai Bay (40° N) to coastal areas in South China. Many relict tropical marine fossils were discovered, such as Ostrea gigas in Tianjin (which is larger than that found today in Hainan), Placuna placenta in Zhejiang and Spondylus sp. in Fujian. In Hebei, Henan and Zhejiang provinces and Guilin of Guangxi, such tropical fossil animals as Elephas maximus and Rhinoceros sp, were discovered, and in Hebei and Jiangsu provinces such fresh water fossils as Unio douglasiae were found. Their living species are still seen in So     

全新世火山喷发对温度变化趋势影响的模拟研究

全新世气候变化模拟对了解气候变化的特征和驱动机制具有重要意义。而利用地球系统模式CESM对全新世气候进行瞬变模拟的研究至今还是空白。同时前人只考虑地球轨道参数、温室气体、大陆冰盖、融水这4种外强迫因子作用的模拟结果和集成重建的全新世全球年平均温度的变化呈相反的趋势,尤其是在5.00~0.15 ka B.P.时段差异最为显著,被称为全新世"温度悖论",至于其原因至今尚无定论。因此,文章利用CESM1.0.3,并考虑更全面的外强迫（地球轨道参数、太阳辐射、火山喷发、温室气体、土地利用/土地覆被）对全新世气候变化进行瞬变模拟。基于本文模拟结果分析发现全强迫试验模拟的全球范围合成年平均温度与Marcott等（2013）集成重建的全球年平均温度在5.00~0.15 ka B.P.时段的变化趋势基本一致,均下降0.50℃左右,有效地化解了5.00~0.15 ka B.P.时段的"温度悖论"。研究还发现,此降温趋势主要是由火山喷发外强迫作用导致的,在此时段火山喷发外强迫导致了0.86℃的降温效应,温室气体强迫作用导致0.38℃的升温趋势,而其他外强迫的贡献较小,合计约为-0.02℃。5.00~0.15 ka B.P.时段火山喷发导致降温趋势的原因在于连续增强的火山气溶胶改变了地表辐射平衡,使得地表接收的太阳辐射减少和射出长波辐射增加。