青藏高原东北缘武山盆地中中新世炭屑记录及其古气候意义

火是生态系统中的重要因子,是反映古气候和环境变化的重要标志。因此,重建火活动历史可以帮助我们理解过去的气候变化和火活动的机制,但是目前在全球范围内十分缺少对中新世时期高分辨率的火活动记录的研究。炭屑已被证明是重建火活动历史的有效替代性指标,基于青藏高原东北缘武山盆地中中新世时期高分辨率的炭屑记录,重建了研究区天然火活动历史,结合现有资料,探讨了火-植被-气候之间的关系以及研究区火活动对全球变化的响应。结果表明：（1） 15.30~13.60 Ma时期,炭屑总浓度变化范围为59~4324粒·g^-1,平均浓度为835粒·g^-1。炭屑形状以次圆形为主,且几乎所有的炭屑粒径都小于50 μm,反映出研究区天然火活动是以乔木植物燃烧的森林火活动为主,主要是区域性火活动。根据炭屑总浓度的变化趋势,将研究区天然火活动历史分为2个主要阶段。阶段Ⅰ（15.30~14.00 Ma）：炭屑总浓度逐步增加,平均浓度为866粒·g^-1。其中,阶段Ⅰ又可以细分为3个次要阶段,Ⅰa（15.30~14.38 Ma）：炭屑总浓度最低,平均浓度为693粒·g^-1;Ⅰb（14.38~14.20 Ma）：炭屑总浓度快速减少,平均浓度为1140粒·g^-1;Ⅰc（14.20~14.00 Ma）：炭屑总浓度急剧增加,平均浓度为988粒·g^-1。阶段Ⅱ（14.00~13.60 Ma）：炭屑总浓度急剧减少,平均浓度为777粒·g^-1。（2） 孢粉数据重建的研究区的植被和气候变化结果表明,15.30~14.38 Ma时期为开阔的森林植被,湿度较低;14.38~14.00 Ma时期乔木增加,湿度增加;14.00~13.60 Ma时期乔木属种显著减少,湿度降低。（3） 经过对比分析,炭屑总浓度变化趋势与乔木类花粉百分比趋势相近,次圆形炭屑浓度趋势与阔叶类植物花粉的百分比趋势显著正相关,认为武山盆地中中新世的天然火活动与森林植被的盖度（尤其是阔叶林的盖度）有较强联系,在气候温暖湿润的时期,炭屑浓度高。此外,通过对比炭屑总浓度趋势和深海底栖有孔虫氧同位素的变化,可以推测,全球温度变化可能通过影响研究区植被变化来对天然火活动产生重要影响。     

黄土高原东西部全新世剖面炭屑记录的火环境变化

对黄土高原东、西部全新世3个典型黄土—土壤剖面磁化率和炭屑浓度进行分析和对比研究,探讨该区域剖面中炭屑含量变化及其所记录的火环境变化特征。马兰黄土堆积时期,气候干旱而不稳定,地方性和区域性火频繁发生,炭屑含量较高;全新世早期,气候由冷干向温湿过渡,但仍较干旱,炭屑含量相应也较高;全新世中期是全新世最为温暖湿润的时期,炭屑含量出现全新世时期的最低值,但在夏商文化时期和庙底沟文化时期炭屑含量出现峰值,则是人类活动的结果;全新世晚期,在干旱的气候条件下,人类活动加速了火的频率和强度,炭屑含量大幅度增加。在全新世不同时期,黄土高原东、西部的炭屑含量存在一定差异,黄土高原东部火活动较为微弱,而西部火活动相对频繁,这是火环境条件区域差异性的表现。     

全新世巢湖沉积物炭屑记录的火环境变化

通过对巢湖湖泊沉积岩芯不同粒级炭屑浓度和磁化率等指标变化的研究,揭示了全新世以来的区域火环境变化及人类活动影响。结果表明：① 全新世早期,气候由寒冷干旱向温暖湿润过渡,但仍较为干旱,炭屑浓度也相对略高,火活动比较频繁,地方性和区域性火时有发生;② 全新世中期是最温暖湿润的适宜期,炭屑浓度出现全新世以来的低值,火活动微弱,但在文化兴盛时期炭屑浓度出现峰值,则归因于人类活动的影响;③ 全新世晚期,在气候趋于凉干的环境背景下,人类活动的增强更加剧了火活动的频率和强度,炭屑浓度大幅增加;④ 近200 a炭屑浓度的降低可能与湖区附近已没有足够生物量引起火灾有关。     

泥炭地炭屑研究进展

泥炭地炭屑记录作为火演化的代用指标已经被广泛认可,可以用于反演历史时期火事件。综述了国内外利用泥炭地炭屑记录进行火事件以及人类活动效应研究的进展;总结了泥炭地炭屑作为火事件代用指标的独特优势,指出泥炭是探讨气候变化、植被类型与人类活动之间关系的良好载体;针对目前泥炭地炭屑研究存在的问题,结合国内外研究现状,对今后泥炭地炭屑研究进行了展望。     

以孢粉学方法为例浅论黄土沉积物中微体炭屑的统计问题

作为火的代用指标—炭屑在过去生态环境变化及人类活动研究中具有重要意义,基于孢粉学方法开展的微体炭屑—火的研究得到了研究者的广泛关注,但关于炭屑统计的标准目前尚未统一。通过选取黄土高原灵台剖面顶部13 m共16个样品,采用孢粉流程法提取炭屑（外加石松孢子以计算炭屑浓度）,对样品进行随机分组统计。具体方法如下：统计时以50粒外加石松孢子为单组,每个样品累计统计20组,且每组中按形态（长宽比）分为长条形炭屑与近圆形炭屑,按大小划分为10~30 μm,30~50 μm,50~100 μm和>100 μm共4种粒级。结果表明20个单组中炭屑含量相近但有一定波动性（标准偏差0.06%~8.70%）;当石松孢子累计统计500粒（10组）以上时,炭屑浓度、各粒径炭屑所占百分比均趋于稳定（相关系数r=0.99）;当石松孢子累计统计300粒（6组）以上时,炭屑的长/圆比值趋于稳定（标准偏差0.01~0.24,r=0.87）。基于以上结果,建议在黄土高原微体炭屑研究中统计500±50粒的石松孢子,以确保数据稳定。以此为基础,初步发现灵台地区自165 ka以来,火事件较为频繁,草本较木本植被更占优势,此结果与该地区黄土—古土壤中元素碳含量等数据有较好对应关系,表明该地区的古火发生与环境变化具有较强联系。     

全新世中期毛乌素沙地炭屑记录与火灾历史

炭屑是探索自然火和人类用火及其驱动机制的重要指标。作者试图通过孢粉提取法获得毛乌素沙地东缘锦界剖面全新世中期(7.5~4.6 ka)的炭屑记录, 用来揭示该地区炭屑变化特征和火灾历史, 并探讨其与气候环境变化之间的关系。结果表明:在7.5~4.6 ka期间炭屑浓度变化范围为340～17 420粒·g^-1, 平均为3 350粒·g^-1。剖面炭屑总浓度变化趋势曲线呈“弓形”, 即在7.2 ka以前炭屑浓度较低, 平均约为1840粒·g^-1 ;在7.2~6.6 ka浓度最高, 平均约为5 280粒·g^-1, 并在6.8 ka前后达到峰值17 400粒·g^-1 ;在6.6 ka之后浓度下降, 平均为1720粒·g^-1。同时, 炭屑粒径指标表明<50 μm的炭屑占主导,>100 μm的炭屑稀少。炭屑浓度主要反映火灾频率和强度, 炭屑粒径则反映火灾距离和范围, 即毛乌素沙地东部在全新世中期火灾活动相对频繁并在6.8 ka左右达到最大值, 同时炭屑物源较远, 主要为区域性火灾。锦界剖面的化学风化指数、地球化学元素和粒度变化特征表明该地区在7.5~4.6 ka气候条件整体较好, 湿度增加, 处于全新世适宜期, 并在7.2~6.6 ka达到最佳值, 这表明毛乌素沙地的火灾主要发生在气候最佳时期。结合毛乌素沙地及其邻区的孢粉资料推测, 该地区在全新世气候适宜期时植被相对茂盛, 为毛乌素沙地的火灾提供了丰富的可燃烧物, 可能是火灾增多的主要原因。     

东北三江平原全新世火演化及其与植被和气候的关系

通过勤得利泥炭剖面碳屑、花粉记录,重建东北三江平原地区全新世火演化与植被变化的历史;研究火演化与植被、气候的关系;探讨人类火活动及其环境效应的信息。三江平原最近9700aB.P.以来,疏林草原植被时期(9200-8500aB.P.)和疏林植被时期(9700-9200aB.P.)对应了暖干气候阶段,碳屑浓度出现峰值,而湿润时期的碳屑浓度均很低。显示在暖干气候阶段,火灾发生的频次高、强度大;湿润或相对湿润阶段。火灾力度相对较小或频次较低。同时,自然植被状况和植物类型同样制约了天然火发生的频次和强度。20世纪50年代三江平原开发与垦荒对火演化和环境产生重要影响。     

河西走廊酒东沙地风沙沉积物理化特征及其环境意义北大核心CSCD

酒东沙地位于河西走廊中段的张掖绿洲和酒泉绿洲之间,其风沙环境的变化对周边的人类活动至关重要。与其他沙区相比,该沙地的研究基础相对薄弱。对酒东沙地表层风沙沉积物的粒度、化学元素和矿物特征进行了研究,并探讨了其环境指示意义。结果表明:酒东沙地表层风沙沉积物平均粒径218~308μm,以中沙和细沙为主,分选性良好,偏度近对称,峰度中等;沉积物粒径总体上由北向南逐渐变细;在近东西向的两条断面上,位于沙地腹地的表层风沙沉积物自西向东逐渐变细,而沙地南缘则呈现相反的规律;酒东沙地表层风沙沉积物中跃移组分含量最高,其次为短距离悬移组分、蠕移组分和长距离悬移组分。常量元素以SiO_(2)为主,CaO和MgO含量存在顺主导风向减少的规律;微量元素除Cr、Ni和Co表现出明显的富集特征外,其余元素均出现不同程度的亏损。矿物以硬矿物石英和长石为主,其次是白云石,其他矿物含量极少;矿物成分成熟度指数Q/TF较低。酒东沙地表层风沙沉积物处于基本未受或遭受了较弱的化学风化的初期,以物理风化过程为主,推测其形成于干冷、弱化学风化和弱成壤环境下。     

北部湾东北部沉积物运移趋势分析

选取北部湾东北部约450个表层样品进行粒度分析,并采用矩法计算各粒度参数(平均粒径、分选系数、偏态),利用Gao-Collins粒径趋势分析模型模拟出海底表层沉积物净输运趋势,发现北部湾东部底质沉积物运移规律:总体上是由陆地向海洋输送,靠近雷州半岛一侧主要为由南向北输送,输运过程中部分沉积,部分转向东南沉积,在该调查区域大体存在8个较为明显的沉积汇聚区;同时对约230个站位利用LISST激光粒度仪进行悬浮体粒级现场测量,选取各站位底层体积总浓度作图分析,发现该海区底层悬浮体体积总浓度快速变化区与底质泥沙汇聚区具有一定的对应关系,为在该海区研究沉积物运移趋势提供了一条新的途径。     

中国东部沙区表层沉积物粒度特征

通过分析中国东部沙区表层沉积物粒度特征及其与风力、植被覆盖的相关性,探讨了东部沙区现代风沙沉积环境及其区域差异性。结果显示:东部沙区各沙漠/沙地粒径级配相对一致,均以细沙、中沙为主,粒度分布整体呈单峰形态,中等分选,粒度分布和分选性均与西部沙区有较大不同。风力和植被覆盖状况的差异决定了各沙地所处的风沙环境性质和风沙活动强度不同,导致东部沙区表层沉积物粒度特征存在明显的区域差异性。其中,库布齐沙漠粒度特征与该区风蚀、搬运、堆积过程频繁交替的风沙活动方式密切关联;呼伦贝尔沙地粒度特征反映了风蚀主导的风沙环境;科尔沁沙地、浑善达克沙地,毛乌素沙地粒度特征和风沙活动方式相对复杂,与这3个沙地内部风蚀主导区和沙尘沉降主导区镶嵌分布的格局有关。东部沙区表层沉积物平均粒径和分选系数均与沙地年均风速和植被总盖度双因素之间具有显著的非线性相关性。     

黄河中游悬移质泥沙粒径与流域环境的关系

以黄河中游多沙粗沙区为研究区，在流域泥沙粒径、降雨、地面物质组成、地面形态、植被和高含沙水流等资料采集的基础上，采用“环境要素法”和多元回归分析来阐明泥沙粒径空间分异的机理。研究表明，随降雨不均匀系数的减小，断面最大含沙量的减小，流域内黄土覆盖面积的增大，以及植被盖度的增大和沟谷密度的减小，悬移质泥沙粒径趋于变细，反之，趋于变粗。其中，流域地面物质对泥沙粒径组成起最重要的控制作用，其次是植被，高含沙水流、沟谷密度和降雨影响作用相对较小。     

浑善达克沙地植物群落主要类型与特征

浑善达克沙地植被在维护草原与沙地生态系统稳定、保护京津冀地区生态安全方面发挥着重要作用。因水分条件的不同,浑善达克沙地植被从东到西具有明显的地带性,物种组成和群落结构差异明显。本研究在野外样方调查的基础上,对浑善达克沙地不同降水条件下的植被类型进行了划分,分析了不同水分条件下群落的物种组成和多样性特征。结果表明：（1）浑善达克沙地植被类型丰富,可划分为5个植被型组、12个植被（亚）型、27个群系。（2）物种组成多样,共有维管植物46科149属256种,草本植物占75%以上。（3）东西部空间差异明显,由东部的疏林草原、中部的典型草原向西部的荒漠草原过渡。中东部优势科为菊科、禾本科、豆科等,西部的优势科为苋科和禾本科。     

东部沙区表土有机质和速效养分与风沙环境关系初探

东部沙区表土有机质、速效养分含量普遍较低。按照库布齐沙漠、毛乌素沙地、浑善达克沙地、科尔沁沙地和呼伦贝尔沙地的次序,有机质和速效K含量逐渐增大,这种分布格局与区域风沙环境性质、风沙活动方式密切相关;各沙漠/沙地内部,表土有机质和速效K含量分别与植被盖度、颗粒平均粒径、分选系数之间存在较好的相关性。速效N和速效P含量未表现出上述变化规律。可见有机质和速效K含量对风沙环境的变化较为敏感,因而其在表土中的再分配可以在一定程度上反映局地风沙环境的变化,而速效N和速效P对风沙环境的指示意义不明显。东部沙区表土有机质、速效N及速效P含量普遍高于西部沙区,而速效K含量明显偏低。     

A Late Holocene Vegetation and Environment Record from Byenup Lagoon,South-western Australia

South-western Australia has a Mediterranean-type climate and its infertile soils support a highly diverse angiosperm flora. Little is known of the vegetation history of this region, and this means that little can be said of the roles of environmental stability, climate change, or human impact on the maintenance or development of the high biodiversity of the region. This study presents a pollen and fossil charcoal record from two peat profiles from a freshwater lagoon region near Lake Muir, east of Manjimup, in south-western Australia. The record shows a glimpse of an early Holocene where a mix of Casuarina and eucalypts with an understorey of heath and some open herbaceous vegetation, including chenopods, occurred. Fire was not an important factor at this time. The main record begins from about 4800 BP, and shows a vegetation mix of Corymbia calophylla and Eucalyptus marginata, with the latter becoming dominant by about 3500 BP. Corymbia calophylla again becomes prominent in the last few centuries. A heathy understorey is present throughout the last 4800 years, but was apparently less dense during phases when C. calophylla was more prominent. Melaleuca woodland has been the main vegetation type around the wetland areas and areas of inundation since the mid-Holocene. Major fire periods at Byenup, around 4200 BP and between about 3000 and 2000 BP, did not result in major vegetation changes. An analysis of cation content in the sediments suggests that weathering and erosion rates have been relatively stable throughout the record, but an increase in phosphorus and possibly organic matter in the surface layers suggests that agricultural practices have led to changes in the chemistry of sediments. It is hypothesised that an increase in effective precipitation about 4800 BP led to the initiation of the continuous part of the sediment record at Byenup. This increase most likely resulted from a more effective westerly wind stream. Changes since this time are more likely a result of changing fire regime and the interaction of species, rather than climate shifts.     

African Fire Cultures,Cattle Ranching,and Colonial Landscape Transformations in the Neotropics

Fire regimes emerge partly from human activities that reflect cultural‐ecological knowledge of the relationships among fire, vegetation, grazing, climate, and other variables, as well as social relations. More knowledge of such “fire cultures,” past and present, therefore remains necessary to better understand the causes and persistent consequences of landscape burning. In the neotropics, people have used fire for centuries to manage livestock pastures. Conventional wisdom has long posited that such practices derived solely from antecedent European and indigenous, Native American fire cultures. Analysis of accounts of rangeland burning from throughout the neotropics during colonial times, however, demonstrates that ranchers incorporated African fire cultures and that the timing of burning shifted from early during the dry season in the sixteenth century to late during the dry season by the nineteenth century.     

Holocene environmental changes on the east coast of Korea

We present a record of Holocene environmental change on the east coast of Korea, inferred using pollen, carbon-isotopic composition (??¹³C), total organic carbon, total sulfur, carbon/nitrogen ratios, particle size analysis and major element geochemistry in a sediment core from Soonpogae Lagoon. A multi-proxy paleoenvironmental approach had not previously been applied in Korea and allowed us to reconstruct climate and vegetation change, sea-level rise, lagoon development, and human impact on the east coast of Korea over the last 8,000?years. Evidence from Soonpogae Lagoon supports the following three conclusions: (1) As a drying trend prevailed on the east coast of Korea after ~5,900?cal?yr BP, chemical weathering weakened and herbaceous plants became more important than during the previous humid phase (Holocene Climate Optimum), (2) Sea-level rise on the east coast slowed dramatically about 6,800?cal?yr BP, resulting in low rates of sedimentation in Soonpogae Lagoon, and (3) Soonpogae Lagoon was almost completely isolated from the sea by sand barriers when human impact intensified ~2,100 BP.     

内蒙古干湿环境演变与地区生态建设优势气候背景分析

通过内蒙古地区近46 a降水和潜在蒸散量以及湿润度在气温突变前后的倾向率和差值变化分析,得出该区域主要植被类型干湿环境演变的时空变化特征。研究结果表明：降水在气温突变前“东增西减”,突变后呈相反的变化趋势。46 a降水倾向率增加区域主要集中在呼伦贝尔市东部和乌兰察布市以西大部地区;潜在蒸散量在气温突变前呈减少趋势,突变后有增加趋势,突变后潜在蒸散量明显小于突变前。内蒙古46 a潜在蒸散量倾向率大部地区偏小,偏大区域仅存在于中东部偏北地区,气温突变后全区大部地区存在明显的“蒸发悖论”;大兴安岭西麓和乌兰察布市以西地区突变后湿润度增加明显,暖湿的气候环境有利于当地植被建设和生态恢复,内蒙古东南部、呼伦贝尔草原和锡林郭勒盟草原区有暖干化趋势,上述草原区存在潜在退化风险。