山西太原盆地全新世地貌演化及其对古人类聚落分布的影响*

人地关系是现代地理学重要的研究课题,其中地貌是影响古人类文化进程的重要因素。基于研究区野外地貌考察和沉积物的光释光年代测定,并利用地理信息系统分析技术,探讨山西省太原盆地全新世地貌演化过程、人类聚落分布变化规律及两者之间的关系。研究结果表明: 从仰韶到夏商时期,太原盆地平原区一直是不适宜人类居住的河流和湖泊环境,而在盆地边缘有一圈环绕盆地的黄土台地,所以人类文化遗址一直呈环状分布于太原盆地边缘。晚更新世,盆地边缘以洪积过程为主,盆地中部以河流过程为主,形成了盆地边缘高、中间低的地势;晚更新世末期到全新世早期,由于盆地中部构造下陷与气候转变为暖湿的共同影响,盆地边缘地带下切形成黄土丘陵或台地。此时,太原盆地的仰韶文化遗址就分布在环盆地边缘的黄土台地和黄土丘陵上。到了龙山早期,盆地东侧中部陷落平原边缘地势稍高的地区,由于河流进一步下切而高出洪水水位,龙山早期先民开始进入这些地势稍高的平原地区活动;盆地西侧清徐—文水一带也转为下切,形成低台地,开始有人类在此台地上活动。到了龙山晚期,盆地平原区及各河流均发生向上加积,导致盆地平原区水位上升,洪水影响扩大到平原边缘地区,太谷—介休一带,龙山晚期先民开始退出平原地区。夏商时期,先民也从清徐—文水一带低台地上退出。约距今3,ka之后,随着灵石隆起段汾河干流的下切,太原盆地边缘地带及中部平原区河流均有不同程度的下切,人类聚落才又开始向平原地区扩展。全新世太原盆地的地貌演化是影响古人类聚落分布的主要因素。     

河西走廊花海古湖泊早、中全新世湖水盐度变化及其环境意义

通过对花海古湖泊沉积剖面8.42~0.405 m沉积物样品的矿物和化学元素测定,分析了沉积物中盐类矿物含量及化学元素K/Na比值的变化情况,结合已有的年代地层结果,重建了花海古湖泊10.47~5.5 cal ka BP湖水盐度变化. 结果表明：花海湖泊全新世湖相沉积阶段中,除个别层位以硫酸盐类矿物沉积为主外,早全新世(10.47~8.87 cal ka BP)和中全新世(8.87~5.5 cal ka BP)均以碳酸盐盐类矿物沉积为主,并且早全新世时期K/Na高于中全新世时期,揭示了早全新世时期湖水盐度高于中全新世时期. 这一结果与该湖泊沉积过程所揭示的湖泊水位变化、粒度等揭示的有效湿度变化具有一致性,表明花海湖泊早、中全新世湖水盐度的高低可以指示其湖泊水位的变化,并间接反映了有效湿度的变化. 结合花海湖泊晚全新世湖泊萎缩、气候干旱的特点,该区域早、中、晚全新世气候干湿变化变化模式可以概况为早全新世降水增强、气候呈现由干向湿的转变,中全新世有效湿度最大,晚全新世气候干旱. 这种全新世气候干湿变化模式有别于西风区,亦与季风区不完全相同,呈现出了一种季风-西风过渡带全新世气候干湿变化的模式.     

山西太原盆地全新世地貌演化及其对古人类聚落分布的影响

人地关系是现代地理学重要的研究课题,其中地貌是影响古人类文化进程的重要因素。基于研究区野外地貌考察和沉积物的光释光年代测定,并利用地理信息系统分析技术,探讨山西省太原盆地全新世地貌演化过程、人类聚落分布变化规律及两者之间的关系。研究结果表明:从仰韶到夏商时期,太原盆地平原区一直是不适宜人类居住的河流和湖泊环境,而在盆地边缘有一圈环绕盆地的黄土台地,所以人类文化遗址一直呈环状分布于太原盆地边缘。晚更新世,盆地边缘以洪积过程为主,盆地中部以河流过程为主,形成了盆地边缘高、中间低的地势;晚更新世末期到全新世早期,由于盆地中部构造下陷与气候转变为暖湿的共同影响,盆地边缘地带下切形成黄土丘陵或台地。此时,太原盆地的仰韶文化遗址就分布在环盆地边缘的黄土台地和黄土丘陵上。到了龙山早期,盆地东侧中部陷落平原边缘地势稍高的地区,由于河流进一步下切而高出洪水水位,龙山早期先民开始进入这些地势稍高的平原地区活动;盆地西侧清徐—文水一带也转为下切,形成低台地,开始有人类在此台地上活动。到了龙山晚期,盆地平原区及各河流均发生向上加积,导致盆地平原区水位上升,洪水影响扩大到平原边缘地区,太谷—介休一带,龙山晚期先民开始退出平原地区。夏商时期,先民也从清徐—文水一带低台地上退出。约距今3ka之后,随着灵石隆起段汾河干流的下切,太原盆地边缘地带及中部平原区河流均有不同程度的下切,人类聚落才又开始向平原地区扩展。全新世太原盆地的地貌演化是影响古人类聚落分布的主要因素。     

中国北方晚更新世以来地质环境及未来生存环境变化趋势

我国北方晚更新世以来古环境变化在总趋势上有一致性,但又有地区上的差别.青藏高原古气候变化有其特殊性,末次冰期寒冷气候开始早于其他地区;全新世暖期开始晚于其他地区1500年左右.除受全球性气候变化影响外,青藏高原的迅速上升也是影响我国北方晚更新世以来古环境的因素之一;华北平原未来生存环境变化中水资源的变化受人类活动影响很大.目前水资源开发利用程度高,预测于21世纪前半个世纪内缺水状况是严峻的,平原区缺水将大于80×108m3/a;我国北方在全新世大暖期后,气候环境的变化是在大暖期期间形成的环境基础上演变的.总的趋势是向以冷干为主的气候和向干旱化环境演化.     

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。     

德令哈盆地尕海湖DG03孔岩芯矿物组合与古环境变化

对气候敏感区德令哈盆地尕海湖DG03孔岩芯的矿物学分析表明,DG03孔岩芯的矿物主要包括石英、斜长石、微斜长石、绿泥石、伊利石、方解石、文石、白云石、石膏及石盐等。岩芯记录了尕海湖约11 ka以来（AMS 14C年龄）的古环境变化。根据矿物、碳酸盐含量及岩性的变化,整个岩芯可划分为三个部分:Ⅰ. 约11 ka～10 ka BP,晚冰期末期;Ⅱ. 10 ka～4 ka BP,全新世早中期;Ⅲ.4 ka至今,全新世晚期。矿物组合表明,自晚冰期以来,尕海湖先后经历了湖泊演化的逆向和正向演化阶段,即尕海湖先后经历了晚冰期的干冷气候,早全新世的暖干气候,中全新世的暖湿气候以及晚全新世以来的逐渐干冷的气候。岩性分析还表明,尕海湖沉积环境复杂,存在多种微相沉积。     

晚冰期以来共和盆地更尕海碎屑物质输入过程与气候变化

湖泊碎屑物质输入过程的认识对于探讨区域环境演化历史具有重要的意义.采用高分辨率X射线荧光光谱(XRF)扫描分析法,对更尕海沉积岩芯进行了元素测试.沉积岩芯中元素Si等的变化主要由外源碎屑物质输入而贡献.结合粗颗粒组分含量的变化,沉积岩芯的元素含量可以用来指示湖泊碎屑物质的输入过程及其变化.结果表明,晚冰期气候寒冷干旱,风化程度低,湖泊碎屑物质输入过程较弱且以风力输入为主;早中全新世气候湿润,风化作用显著增强,湖泊碎屑物质的流水输入过程增强;晚全新世流域降水量减少,植被有所退化,湖泊碎屑物质的风力输入过程增强,并伴随着百年至千年尺度的风沙活动事件.更尕海碎屑物质输入过程的变化可能响应于区域大气环流的变化.全新世早中期,强盛的亚洲夏季风可能是更尕海流域风化作用、流水输入增强的主要原因;而晚全新世频繁的风沙活动则可能与高纬地区千年尺度的气候冷事件有关.可见,亚洲季风与高纬冷气团(西风环流)的相互作用或许是我国亚洲季风边缘区气候环境变化的主要驱动因素.     

珠江三角洲GZ-2孔全新统孢粉特征及古环境意义*

根据珠江三角洲GZ-2孔测年结果、岩相特征和孢粉地层信息推断,该地区全新统约在6.0 ka BP开始沉积, 全新统孢粉组合特征与更新统相比有明显的区别,表明全新世与更新世的气候相比有明显变化。孢粉与沉积信息揭示,全新世本区气候基本以暖湿为主,气候波动不大,在5.0～2.4 ka BP表现最为热湿,在2.4～1.9 ka BP相对偏凉干,随后恢复暖湿。在这些相对较明显的波动中还包含有次一级的微弱波动。除了反映气候变化,孢粉信息也指示了一定的沉积环境变迁以及人类活动信息。该区在中全新世经历了一次明显的海侵过程,进入晚全新世后人类活动对三角洲植被和环境的影响加剧, 期间水深逐渐变浅,沉积环境由河口湾、浅海、滨海潮滩逐渐演变为三角洲平原,区域气候的变化与海平面变化趋势基本一致。     

内蒙古辉腾锡勒全新世中晚期环境变迁的孢粉记录

通过对内蒙古中部辉腾锡勒湖泊沉积特征及孢粉组合特征的综合分析,重建了该地区全新世中晚期以来气候环境变化过程。研究结果表明,该地区5390 a以来气候总体上由温湿转变为冷干,具体可以分为5个阶段: 5390 ~ 3970 a,以温暖偏湿气候为主; 3970 ~ 3300 a,气候仍为温和偏湿; 3300 ~ 2380 a,A/C比值明显降低,标志着全新世大暖期结束,凉偏干气候显著; 2380 ~ 1160 a,气候转为凉湿,为大暖期结束后一个特殊湿润时期; 1160 a以来气候向温凉偏干转变。      

巴丹吉林沙漠全新世环境记录的年代校正与古气候重建

巴丹吉林沙漠地处东亚夏季风区的西北缘,是认识东亚季风演变及其区域响应的窗口.文章在系统研究前人工作的基础上,对环境记录的年代进行了新的校正,并重建了全新世环境演变的历史.分析结果显示,巴丹吉林沙漠在早全新世开始出现高湖面,早中全新世在湖区广泛出现高湖面和淡水环境并在沙漠东北缘发育了古土壤,晚全新世时湖泊水位下降,沉积地层以风成砂为主.巴丹吉林沙漠全新世环境变化总体上可分为3个阶段:晚更新世末至早全新世初气候干旱;在10.0cal.kaB.P.左右气候由干向湿快速变化,并在8.5～4.0cal.kaB.P.期间气候最为湿润,但同时存在短期的十湿波动;4.0cal.kaB.P.以来气候总体干旱,但在2.2cal.kaB.P.左右出现短期的湿润.巴丹吉林沙漠全新世气候变化反映了该地区在早全新世东亚夏季风降水明显增强,中全新世季风降水较强,晚全新世季风降水减弱,同时具有短时期的不稳定性.10.0cal.kaB.P.以来巴丹吉林沙漠气候总体由湿润向干旱变化,应与北半球全新世以来太阳辐射的持续减弱有关.     

洞庭湖区湖泊洲滩地表覆盖变化

为了解20世纪70年代以来洞庭湖区湖泊洲滩地表覆盖变化,基于1978年以来的多源中分辨率遥感影像,对洲滩地表覆盖情况进行了监测,利用决策树分类方法解译,结合地理国情普查数据验证了解译精度.结果表明:近40年来,杨树和芦苇地是1978年以来变化最大的地表覆盖,二者呈此消彼长的增减状态,2007—2015年分布面积基本相当,2015年至今杨树面积大幅度减少,芦苇面积维持稳中有增的趋势.2002年以前,洞庭湖洲滩总体呈扩张趋势,2002年之后,洲滩面积趋于稳定.目前,芦苇和湖草占洞庭湖洲滩总面积的2/3.洞庭湖自然保护区内欧美黑杨主要分布于南洞庭湖自然保护区,芦苇主要分布于东洞庭湖和南洞庭湖自然保护区.洞庭湖区湖泊洲滩的人工利用程度在2015年后大幅减小,但仍有48.57%,亟待进一步控制.      

Water surface variations monitoring and flood hazard analysis in Dongting Lake area using long-term Terra/MODIS data time series

Dongting Lake is the second largest freshwater lake in China, and its water surface area varied very significantly during last decade. Remote sensing technology has more advantages in macro monitoring of lake water surface area than the traditional methods. In the paper, an integrated threshold method of water body extraction based on MODIS data is given, which synthesizes several factors, including vegetation index—NDVI, spectrum characters of water body, cloud and shadow, and the SRTM digital elevation information. With this method and 356 scenes MODIS 8-Day composite (MOD09Q1) image, water surface area of Dongting Lake was dynamically monitored from 2000 to 2009. The result shows that during 1 year, the water area variation in Dongting Lake area had a typical seasonal (monsoon) behavior, and during last decade, the water area decreased gradually and obviously. Based on variation monitoring, yearly max-submersion time index has been suggested to analyze flood hazard in study area. With the support of ArcGIS software, authors estimated the yearly submersion time of the Dongting Lake for each year separately and average submersion time from 2000 to 2009. The result shows 67.46% of study area is being with high flood hazard.     

三峡水库运行前后洞庭湖水资源量变化

为研究三峡水库运行前后洞庭湖水资源量变化情况,通过利用1994—2019年165个时相的多平台中高分辨率(15～30 m)卫星遥感数据,城陵矶多年日观测水位数据和洞庭湖区降水量、蒸发量等资料,采用掩膜处理、K-Means聚类分析提取水面信息,结合观测数据进行统计分析,研究了1994年以来洞庭湖水面面积与湖容变化情况.结...     

洞庭湖萎缩对湖内洪水影响

为了更好地理解湖泊萎缩对湖内洪水过程的影响,在假定洞庭湖将继续萎缩的前提下,通过建立荆江-洞庭湖水动力模型,定量分析洞庭湖萎缩对湖内洪水的影响。研究结果表明,湖内水位及洪峰流量随湖泊面积的萎缩而增加,洪峰水位到达时刻随着湖泊萎缩而提前。若遇1996年型洪水,洞庭湖面积若从目前的2 670 km2减小至1 380 km2时,西洞庭湖及南洞庭湖内最高水位将抬高2.0 m左右,东洞庭湖水位将抬升0.4 m左右,城陵矶站点洪峰水位到达时刻将提前约11 h,洪峰流量增加约4 800 m3/s。因此,若洞庭湖湖泊面积在目前基础上（面积2 670 km2）继续萎缩,湖区特别是西洞庭湖及南洞庭湖将面临更为严峻的洪水灾害。虽然湖泊萎缩对西洞庭湖与南洞庭湖内水面坡降影响较小,但东洞庭湖内水位同时受湖泊萎缩及长江来流的影响,水面坡降发生较大变化,在距离蔡家洲80~110 km（鹿角站附近）河段水面坡降出现大幅增大。     

三峡水库蓄水期洞庭湖出湖水量变化

基于长江与洞庭湖一、二维耦合水动力模型,模拟了三峡水库蓄水前后洞庭湖湖区的水文过程,定量分析了蓄水期三峡水库蓄水与洞庭湖出湖水量的响应关系。结果表明:蓄水期三峡水库蓄水减少了荆江三口进入洞庭湖的水量,同时也改变了洞庭湖湖容变化的速度;相比还原情况,各典型年下9-10月洞庭湖出湖水量均明显减少,且10月份减少幅度大于9月份,11月变化不显著;9-10月荆江三口水量变化是洞庭湖出湖水量变化的主导因素,而11月主导因素是湖容的变化。通过多元回归分析,构建了三峡水库蓄水量与洞庭湖出湖水量、湖容变化量的响应关系,在湖容不变情况下,洞庭湖出湖水量减少量约为三峡水库蓄水量的23%。     

洞庭湖面积容积与水位关系及调蓄能力评估

洞庭湖水位,直接影响到湖泊面积、容积等的变化,加剧水患危机,并由此引发严重的洪涝灾害。本文通过大量遥感成果的分析总结,建立了洞庭湖湖泊面积、容积与水位关系及蓄洪调节评估数学模型。     

三峡水库运行前后洞庭湖洲滩面积变化遥感认识

为研究三峡水库运行前后洞庭湖洲滩面积的变化特征及原因,利用1994-2016年128个时相的多平台卫星遥感数据,结合城陵矶多年水位观测资料、洞庭湖的多年泥沙出入资料,建立水位与洲滩面积的关系曲线.结果表明,三峡水库运行后,洞庭湖水位和洲滩面积的变化幅度小于运行前,二者呈线性关系.洞庭湖洲滩面积在不同时间段线性趋势不同,总体呈先扩张后萎缩的特征.与三峡水库运行前相比,三峡水库运行后同一水位下洞庭湖洲滩面积更大;且水位越高,增幅越大.三峡水库运行前,洞庭湖泥沙处于不断淤积的状态;运行后,泥沙淤积量降低直至负数,洲滩高程以1.59 mm/a的速率降低.三峡水库的运行和湖砂开采,是影响洞庭湖洲滩面积变化的重要原因.      

长江中下游典型湖泊近代环境变化研究

选择长江中下游的典型湖泊洪湖、巢湖、石臼湖和太湖,采集了沉积柱样,测定了总有机碳、总氮、总磷,并采用210Pb和137Cs定年以研究湖泊近代环境演变。根据洪湖137Cs蓄积峰得到过去50 a里洪湖沉积速率经历了一个由慢到快再变慢的过程,1963~1986年之间沉积速率最大,达0.174 cm/a,这可能是因为当时湖区大规模开垦有关。巢湖钻孔核素的研究发现20世纪70年代以来随着深度的减少,巢湖钻孔中沉积通量在增加,可能与流域内水土流失逐步加重有关。对营养盐的分析表明,洪湖50年代以来沉积物中营养元素急剧增加,巢湖70年代以来营养元素开始增加,在太湖中体现为80年代,石臼湖中则为近百年来营养元素开始快速增加。从营养盐增加的幅度来看,草型湖的洪湖、石臼湖要大于藻型的巢湖以及太湖藻型区域。本文尝试利用总有机碳、总磷获取了湖泊环境变化的速率。研究表明总有机碳和总磷的变化速率存在波动性,这可能与湖泊的自我调节有关。而总有机碳的变化速率在最近时间阶段内基本呈正值,对于洪湖来说在80年代初,石臼湖在1970年左右,太湖在80年代初,巢湖在60年代。总有机碳、总磷变化速率的振荡幅度与周期也许对理解当今湖泊处于何种位置,由此采取何种湖泊管理手段提供重要认识。     

试论洞庭湖区近四十年来的水情变化

洞庭湖位于长江中游荆江以南和湘、资、沅、澧四水控制站以下的原理、湖泊水网区,天然湖泊面积２６９１ｋｍ＾２,洪道面积１４８１ｋｍ＾２。由于泥沙淤积、人类活动的影响,使湖区的水情发生了变化。通过对湖区主要水位控制站的水位流量关系的分析,得到了四十年水情变化的一些规律,供有关部门参考。     

关于长江中游洪灾问题的思考

中国是一个水灾频发的国家 ,长江中游历来就是重灾区。 1998年的长江洪水是 1954年以来最大的一次全流域性洪水 ,高水位持续时间长 ,洪水量大 ,洪水遭遇情况恶劣是这次长江汛期的突出特点 ,由此造成的损失十分严重。导致长江中游洪灾的原因是众多的 ,其中气候异常是最直接的影响因素 ,但过度围湖垦殖与江湖关系失调亦是洪涝灾害日趋严重的一个重要原因。由于自然演变和人类活动的共同作用 ,长江中游河湖环境越来越不利于超额洪水的排泄。江汉湖群、洞庭湖和鄱阳湖面积缩小 ,容积减少 ,对河流水量的调蓄作用大大降低。同时荆江已演变为典型的弯曲河道 ,成为防洪的重点地段。荆江大堤的修建隔断了江湖联系 ,改变了中游河湖关系。所有这些因素都使得中游洪灾日益加重。为了实现区域可持续发展 ,迫切需要建立一套完善的抗洪减灾防御体系。