华北区第四纪植被演替与气候变化

文中华北区是指燕山、辽南一线以南、吕梁山以东、渭河谷地与准阳丘陵以北地区。该区属暖温带,即蒙古和东北寒温带、温带区域与华中和华东亚热带区域之间的过渡地带,故第四纪冰期、间冰期气候的变化,对本区的影响表现得很强烈,它引起第四纪植被的明显演替,是我国第四纪植被变化较大的两个区域之一(另一为青藏区)。     

南海北部陆坡ODP 1144站位第四纪硅藻及其古环境演变

中国南海北部陆坡ODP 1144站位硅藻植物群的研究，建立了西太平洋边缘海一个新的中更新世晚期以来的硅藻生物地层图式，根据硅藻化石中具有指示意义的硅藻种的分布和生态变化（暖水种和冷水种），划分了8个硅藻组合带，其硅藻组合带分别在不同的高低海面环境下形成的，根据ODP1144站位氧同位素（OIS）测定结果，8个硅藻组合带与OIS 1－8期相对应。1、3、5、7硅藻组合带相当于OIS1、3、5、7期，间冰期是以热带和亚热带硅藻占优势，其中冷期出现大量的沿岸硅藻为特征，反映高海平面温暖的气候条件；2、4、6、8硅藻组合带相当于OIS2、4、6、8期，冰期是以亚热带，热带和出现较多冷水硅藻为特征，反映低海平面较冷气候条件，硅藻丰度值的变化与冰期和间冰期有关，可以证实间冰期时期高的海平面和较低的生物生产力以及冰期时低的海平面和高的生物生产力，而生物生产力的变化又与沉积时期沿岸流或上升流的强弱及水团活动有密切关系，进而揭示该区古海洋环境的演化与季风强弱之间的内在关系。     

当代生物多样性剧减与古-中生代之交生物绝灭的对比

18世纪以来人类活动对环境造成了强烈破坏,给生物多样性带来了巨大损失.为了了解生物多样性的变化趋势,利用"绝灭物种统计法"、"种-区曲线法"和化石记录对400年以来的生物多样性和古-中生代之交的生物绝灭进行了分析.当代生物多样性剧减表现为物种的快速绝灭(从8×104种/Ma增大到1.2×106种/Ma),而属的绝灭几乎为0;古-中生代之交生物绝灭的初始阶段也表现为物种的快速绝灭(从40种/Ma增大到150种/Ma),并且这个阶段的属的绝灭速率远低于绝灭高峰阶段的相应值(即66属/Ma远小于465属/Ma),可见当代生物多样性剧减相当于二叠-三叠系之交生物绝灭的初始阶段.     

南海北部海水氧同位素剩余值在冰期-间冰期气候旋回中的变化及其古气候意义

氧同位素剩余值(Δδ)是指从浮游有孔虫氧同位素中扣除温度和全球冰量效应后得到的剩余值,它一般被用作海水古盐度变化的代用指标。文中给出了南海北部三个柱状样在氧同位素6期至5期(MIS6-5)和MIS2-1期间Δδ的变化曲线。末次冰期与全新世和倒数第二次冰期与末次间冰期的对比表明,Δδ在冰期比随之而来的间冰期低。冰期海平面下降和海岸线前移可能是冰期Δδ及盐度相对降低的原因。但在定量了解海平面下降、珠江口前移及现代盐度的分布情况后,笔者否定了海平面下降对Δδ变化的主要影响。因此,冰期南海地区降水相对增大和气候变湿可能是导致冰期Δδ偏低的主要原因。末次间冰期与全新世相比,Δδ明显增大,表明海水盐度增加。这可能与末次间冰期期间由于表层海水温度较高,厄尔尼诺事件频繁和海水蒸发量较大有关。     

南海巽他陆架末次冰期以来的孢粉记录初步研究

通过分析沉积速率较高、且有同位素准确测年的南海南部巽他陆架18323柱状样的孢粉记录,分析重建该地区31 ka BP以来的植被和气候变化历史。结果表明,末次冰期以前植被主要组成是热带低地雨林,到末次冰期温度降低,热带低地雨林含量减少,草本植物含量剧增,红树林几乎绝灭;再从末次冰期到融冰期气温升高,热带低地雨林回升,对海平面变化反应敏感的红树林含量稳定增加。研究认为末次冰期前到末次冰期气温降低,湿度下降,到融冰期气温波动性回升,海平面升高。     

220ka BP来萨拉乌苏河流域地质剖面地球化学特征及其对全球气候变化的响应

萨拉乌苏河流域位于我国北方沙漠/黄土过渡带和生态脆弱带,它对全球气候变化反映非常敏感,是研究全球气候变化响应的理想区域.对该区域滴哨沟湾剖面地球化学元素氧化物及其比值变化进行了分析,结果表明:约220 ka BP以来我国北方气候变化极不稳定,存在着不同时间尺度的频繁变化,这种不稳定性无论是在冰期还是间冰期都有很好的反映.其中倒数第二次间冰期存在3次气候波动;倒数第二次冰期存在7个气候旋回;末次间冰期存在7个气候旋回;末次冰期存在9个气候旋回.这些气候变化与深海氧同位素、极地冰芯反映的全球变化具有良好的对应关系,反映了该区气候变化与全球变化的高度一致性.     

250kaB.P.以来西太平洋暖池中心区——Ontong Java海台古生产力演化

多年平均表层水温超过28℃的"西太平洋暖池",是全球海平面高度的加热中心和大气三大环流的辐散中心。为评价西太平洋暖池中心区域海洋生物泵的演化特征、规律与机制,本文以位于热带西太平洋暖池核心区——Ontong Java海台的WP7柱状样为材料,通过提取浮游有孔虫^δ13C组成、底栖有孔虫群落和钙质超微化石下透光带属种Florisphaera profunda相对百分含量变化等指标,反演该区250kaB.P.以来的古生产力的演化历史。研究结果表明,250kaB.P.以来西太平洋暖池中心区的古生产力演化与地球轨道变化控制的冰期-间冰期旋回以及岁差控制的太阳辐照率密切相关。在冰期-间冰期尺度上,西太平洋暖池中心区距今250ka以来的生产力变化间冰期明显低于冰期,而且在间冰期阶段生产力相对稳定,冰期波动幅度较大。在冰期或间冰期背景下显著的岁差周期是该区古生产力演化的又一重要特征。而且在岁差波段生物生产力的变化可能领先极地冰体积变化2～4ka左右。热带东西太平洋的古生产力演化在冰期-间冰期变化和岁差尺度上存在ENSO式的变动机制,而且二者互相调谐,产生了似30ka和19ka周期,并出现了"半30ka周期"和半岁差周期。此外,WP7孔Neogloboqudrina dutertrei的^δ13C显示在MIS 1/2,MIS 3/4和MIS 5e/6的冰期向间冰期的过渡期的冰消期阶段存在变轻事件,可能与数千年尺度的大洋环流演化有关。     

新元古代极端冰期事件中生物避难所的环境条件

新元古代成冰纪(南华纪)(720～635 Ma)以全球性冰期事件而闻名。这次冰期事件对早期生命演化产生了显著影响,被认为是生命演化的“过滤器”和“瓶颈”。冰期前后生物对比表明生物演化并未中断,暗示冰期过程中存在生物避难所。扬子板块北缘神农架地区成冰系南沱组中发现了罕见的宏体藻类生物记录——宋洛生物群。为了探究成冰纪全球性冰期背景下,古环境与生物幸存之间的关系,本文对扬子北缘宋洛剖面和青林口剖面南沱组内含化石页岩层和不含化石泥岩层开展了元素地球化学对比研究。结果显示,不含化石泥岩层沉积于半咸水氧化环境,而含“宋洛生物群”化石的页岩层沉积于冰消期末期,当时海洋为正常盐度、次氧化状态,该地区具有相对温暖的气候条件。这可能为“宋洛生物群”在极端冰期下幸存并保存为化石提供了有利条件。该研究也表明新元古代极端冰期事件中的确存在适合复杂生命生存的避难所。     

冰期出露的巽他陆架:重要的陆地碳储库?

冰期旋回中的碳循环是一个复杂的地球系统科学问题。尽管取得了很大进展,但是定量精细的循环过程仍未解决。其中一个重要的限制因素就是对于陆地生物圈碳储库及其变化的估算尚存在很大的不确定性。位于热带东南亚的巽他群岛是当今陆地生物量最丰富的三大热带森林区之一,对全球陆地生物圈碳储库有重要贡献。在冰期海平面下降时临近的巽他陆架出露成陆地,使得该区域陆地面积增大1倍。出露陆架上的植被状况有可能对冰期旋回中的碳循环产生重要影响。对冰期旋回时的碳循环进行了介绍和讨论,认为应加强对冰期巽他陆架地区古气候和古生态的研究,为定量分析和模拟冰期旋回中的碳循环提供关键数据。     

安徽宿松上石炭统碳酸盐岩台地沉积物定量分析与海平面变化

安徽宿松地区上石炭统碳酸盐岩发育,厚约100m,化石丰富,属于比较典型的浅海碳酸盐岩台地沉积。定量分析显示,研究区岩石类型主要为颗粒灰岩和泥粒灰岩,颗粒平均含量分别为81.2％和69.6％,以浅海生物碎屑为主;其次为粒泥灰岩和泥晶灰岩,颗粒平均含量分别为26.4％和4.1％。依据岩石学特征,研究区主要发育开阔台地相和潮坪相,并可进一步划分出5种沉积亚相,分别是台内滩、台内盆、台内坪、潮间坪和潮上坪。在研究区上石炭统中共识别出3个长期的海进—海退旋回,其表现出在海平面变化总体呈下降趋势的背景之上叠加了短期的高频海平面波动的特征。这3个旋回与扬子板块其他地区及欧美板块同时代地层中的长期海进—海退旋回相当,表明海平面的变化可能受到晚古生代冈瓦纳大陆冰川的冰期和间冰期交替活动的影响。     

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。     

冰芯记录中末次间冰期-冰期旋回气候突变事件的研究进展

冰芯记录中的气候变化是古气候研究中的重要组成部分. 极地、中低纬度和热带地区的冰芯记录表明, 在冰期间冰期旋回大尺度气候变化背景下, 全球经历了一系列数百年至千年时间尺度的快速气候突变事件, 诸如末次间冰期的干冷事件、末次冰期的DansgaardOeschger事件、 Heinrich事件和Younger Dryas事件等, 虽然这些穿插在冰阶中的暖湿气候事件、间冰阶中的干冷气候事件的成因、机制和影响范围还存在明显的不确定性. 主要介绍不同区域冰芯记录中末次间冰期冰期旋回这些气候突变事件发生的时间、过程和机制等的研究进展.     

赫南特冰期古海洋环境转变及其成因机制研究现状

奥陶纪-志留纪转折期是地质历史时期一个重要的时间节点,形成了广为人知的赫南特冰期。该冰期的形成不仅诱发了显生宙第二大的两幕生物绝灭事件,同样使海水中的地球化学元素循环受到强烈的影响,如海洋碳酸盐与大气CO₂的循环受到扰动,全球海平面的降低促使水体逐渐富氧化,进而导致海洋水体Mo、S、U等同位素值出现波动,而冈瓦纳大陆被冰雪大面积覆盖则削弱了铝硅酸盐岩的风化作用,并限制了陆壳放射性187Os、87Sr同位素向海水的运移。赫南特冰期的成因一直是学界探讨的热点,被归结于风化作用、火山活动的增强或有机碳的大量埋藏等因素,但对冰期的成因机制与持续时间仍具有较多的争论,其原因很多,比如缺乏独立的生物地层单元同时能够控制浅水碳酸盐岩及深水泥页岩区,缺少转折界限处高精度的地球化学信息与全球等时地层格架下的对比,以及未能排除风化作用、成岩作用和构造热事件对古海洋与古气候重建时的扰动等。     

低纬西太平洋末次冰期以来海洋孢粉记录对海平面变化的不同响应

通过对菲律宾南部MD06-3075和婆罗洲东北部MD98-2178两个深海钻孔的孢粉分析,结合氧同位素记录以及西太平洋地区已有的孢粉记录,得到末次冰期研究区域海洋孢粉中的红树林花粉和蕨类孢子含量比间冰期时要低,特别是在末次冰盛期.这可能体现了冰期时海平面较低,湿度较低等环境和气候条件.同时,西太平洋一系列海洋孢粉记录的对比发现,南海南部陆坡地区冰期时的红树林含量仍然较高,巽他陆架等地区冰期时的蕨类孢子含量则表现为明显高值.这些记录的差异可能说明了由于不同地区的地形分布特征不同,在冰期海平面下降时,导致陆架出露的幅度存在明显的差异.如果陆架较宽,则海平面波动会显著改变植被分布范围和孢粉传播距离等,从而对孢粉数据的气候、环境指示意义产生影响.因此,海洋孢粉数据解释时需要结合多种沉积记录指标以及地球物理调查等,提高海平面变化以及相应的沉积环境演化对孢粉搬运沉积的了解程度,增强海洋孢粉中古气候、古环境信息的有效提取.     

东北印度洋区BAR9427岩心末次冰期以来的古季风活动记录

末次冰期旋回尤其是氧同位素3期气候明显不稳定, 南亚季风活动并不遵循冰期间冰期的规律.通过东北印度洋区位于安达曼海南部、苏门答腊岛西北端格雷特海峡的BAR9427岩心的古海洋学研究, 并与相邻孟加拉湾地区的MD77181和MD81349二支岩心进行对比分析, 认识到末次冰期氧同位素2期时, 研究区东北冬季风增强, 上升流活跃, 古生产力较高, 同时近岸地区蒸发作用强烈, 海水盐度升高.末次冰期大间冰阶氧同位素3期的早、晚期, 研究区西南夏季风活动强烈, 向东的西南季风流, 使得孟加拉湾中部盐度升高, 而北部由于季风降雨, 大量的淡水输入使得盐度大幅度下降, 且八月盐度远低于二月.西南夏季风变化遵循23ka的岁差周期, 在我国青藏高原、黄土与沙漠以及阿拉伯海等区都有表现.      

鄂西走马地区南华纪大塘坡间冰期古气候研究

新元古代后期地球经历了至少两次全球规模的冰期,分别为Sturtian冰期和Marinoan冰期。鄂西走马地区南华系古城组与南沱组分别属于Sturtian和Marinoan冰期沉积,大塘坡组代表间冰期沉积。本文研究了走马地区ZK701钻孔岩芯大塘坡组细碎屑岩样品元素地球化学特征,计算了化学蚀变指数(CIA)、化学风化作用指数(CIW)、n(K)/n(Na)、n(Mg)/n(Ca)、Rb/Sr等古气候代用指标,探讨了研究区源区南华纪间冰期的古气候演化过程,结果显示:源区古城冰期晚期气候寒冷干燥(两件样品CIA值分别为57.1和58.1),大塘坡间冰期早期气候依然寒冷(CIA值介于56.5~64.6,均值59.8),大塘坡中晚期气候恢复温暖湿润(CIA值介于69.8~78.8,均值75.5);CIW、n(K)/n(Na)、n(Mg)/n(Ca)、Rb/Sr值等指标反映的古气候演化过程与CIA值反映一致。此外,对该钻孔大塘坡组下部的凝灰岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄测定,获得了658.1±2.6 Ma(MSWD=1.5,n=28)的n(206Pb)/n(238U)加权平均年龄,结合前人对扬子板块大塘坡组底部凝灰岩的同位素年代学研究成果认为,大塘坡间冰期早期(663~658 Ma),扬子板块上南华盆地内海冰虽已消融、但古陆物源区气候依然寒冷。该时期扬子板块"源、汇"两区气候条件可能不同步,其原因涉及深层次的岩石圈、水圈、大气圈和生物圈的耦合关系。     

晚更新世末期以来黄河口古地理环境的演变*

文章通过老黄河口海域CB20A孔岩芯的粒度、碎屑矿物、有孔虫、介形虫、瓣鳃类、腹足类、孢粉、植物化石和¹⁴ C测年等指标的分析鉴定结果,探讨并研究黄河口区古地理环境的演变。从晚更新世末期至今,本区地理环境演变经历了6个主要阶段,即全球最末一次冰期的早期、间冰期、晚期和冰后期的早期、中期及晚期。其间出现明显的气候冷暖交替、海平面升降及岸线进退的变化,多次出现沧海桑田的景观。在这6个变化阶段中还有一些规模较小的海平面升降,如最末一次冰期早期气候寒冷,海平面大幅度下降,然而在这一时期的沉积物中却发现了气候变暖的海相沉积层,反映海平面曾经上升。而在最末一次冰期的间冰期,气候变暖,但是它并非始终温暖如一:其下部沉积物中的化石反映的是气候较冷海面较低的滨海沼泽特征;中部反映的是气候温暖的浅海环境;而上部反映的是海面明显下降的潮坪环境。这些气候和海面波动现象在冰后期仍然存在。     

柴达木盆地中、新生代介形类爆发与绝灭事件

柴达木盆地中、新生界富含微体化石,节肢动物介形类分布尤其广泛,其中Cetacella、Cypridea、Austrocypris、Hemicyprinotus、Cyprideis 和Ilyocypris inermis是晚侏罗世以来各相关层位的标准化石。这些水生生物的绝灭或发生均很迅速,在区域或全球范围内均可对比,具有生物事件地层学意义:Cetacella属的绝灭可能是侏罗、白垩纪之交全球性的古气候降温和气候带变化在柴达木盆地的反映;早白垩世之后Cypridea的迅速衰退是地外因素灾变的结果;中始新世晚期的Austrocypris的绝灭、渐新世Hemicyprinotus的绝灭都与当时地质条件的改变存在着内在的联系;中中新世Cyprideis的爆发推断是青藏高原隆升,导致气候干燥、湖水咸化的结果;而晚更新世晚期I. inermis等介形类动物群的急剧衰减则与全球气候骤然变冷的末次冰期事件有关。     

苏门答腊海区末次间冰期以来的季风上升流活动记录

对苏门答腊海域BAR9432岩芯末次间冰期以来的氧碳同位素、AMS14C测年、浮游有孔虫组合及其所反映的古生产力、温盐及温跃层变化的研究结果表明:研究区132kaB.P.以来气候变化的特点,明显受冰期间冰期海平面波动的影响,在此基础上,还与23ka岁差周期引起的北半球高纬太阳辐射变化密切相关.末次间冰期阶段,海平面较高...     

湛江田洋玛珥湖孢粉组合与古气候变化

田洋玛珥湖位于我国雷州半岛热带亚热带地区，以其独特的封闭性与特殊的物化条件，成为研究全球古气候变化的重要场所。根据孢粉组合研究，按冷、暖，湿润、干燥的变化，把近40万a来的古气候划分为13个气候期。第11气候期（35万a B.P.)最热，年平均气温23℃以上；第7气候期（20万a B.P.)气候炎热，年平均气温23℃左右，是玉木／里斯间冰期；7万－1.2万a B.P.气候变冷，称玉木冰期。第3气候期（4.8万－3万a B.P.)相对温暖，称玉木亚间冰期，表现为湿热多雨。第2气候期（3.0万－1.2万a B.P.)最冷，年平均气温为14℃，称为玉木主冰期。第1气候期就是近1.2万a以来的温暖的全新世，年平均气温22℃左右。