赣北黄茅潭近代湖泊~(137)Cs蓄积特点、SCP计数和事件性沉积及其对~(210)Pb计年的矫正

对赣北黄茅潭近代湖泊沉积岩芯进行了~(137)Cs、~(210)Pb测试和SCP(球状碳粒)计数分析,阐述了~(137)Cs蓄积特征,结合SCP计数、粒度指标及降水记录厘定了一些事件性沉积层位。研究表明,1986年前后是沉积环境中~(137)Cs行为的转折点;在这之前,~(137)Cs以大气散落为主,其蓄积行为大致与降水存在正相关关系,在这之后,~(137)Cs以流域侵蚀为主,其蓄积行为与降水呈负相关关系。1953—1954年、1974—1975年、1998—1999年,流域降水丰沛,相应沉积层位~(137)Cs比活度低,这与流域强烈侵蚀稀释了进入湖泊的~(137)Cs有关。1963—1964年沉积层位~(137)Cs蓄积峰稳定而显著,与高通量的大气散落有关,也与当时降水量低,大雨、暴雨次数少,流域侵蚀强度低造成较低的沉积速率等密切相关,是可靠的定年时标。1986年存在同样的气候环境特点,其蓄积峰可能也是存在的,但需要进一步确认。基于~(210)Pb方法,利用多种计年模式计算了沉积岩芯的年代,发现与这些事件性沉积层位具有较大差异。研究认为,在长江中游这种降水高、流域侵蚀强度高的较为复杂的沉积环境中,~(210)Pb计年存在较大误差。复杂沉积环境中近代沉积的定年,有必要深度挖掘~(137)Cs环境行为,在全面阐述其蓄积特点的基础上,辅以SCP计数、粒度指标及降水等识别事件性沉积层位,矫正~(210)Pb计年,是精确建立近代沉积时标的必要方法。     

粒度揭示的末次间冰期以来长江中游风沙-风尘体系

对长江中游地区定山-太平断面上砂山砂与下风向5个黄土剖面黄土进行了详细的粒度分析,并与其他地区黄土进行对比。结果表明:(1)粒度象和粒度参数特点显示赣北定山-太平断面砂山下风向的黄土状土为风积成土;(2)定山-太平断面的砂山砂-砂山淤泥-黄土粒度特征的渐变过渡,指示了其沉积上的渐变过渡关系。结合区域各沉积相的年代序列认为,末次间冰期以来,长江河谷、漫滩等松散碎屑物在冬季风分选下,粗颗粒物质以砂山形式在其下风向不远处沉积,而剥离出的细颗粒物质则被颠扬到较远的下风向以黄土的形式堆积,从而在区域上形成一个以砂山砂和黄土为主的风沙-风尘沉积体系。     

元素地球化学揭示的长江中下游下蜀黄土物源及其环境意义

中晚更新世以来长江中下游地区粉尘堆积广泛发育,这些广义上可称之为"下蜀土"的区域粉尘堆积,典型代表有"九江下蜀土"、"安徽下蜀土"、"南京下蜀土"。其形成的年代及其粉尘堆积属性已基本明了,但是其物质来源却存在较大争议。详细分析了这些粉尘的元素地球化学特征,并与黄土高原黄土和红土进行了对比,结果表明:1)长江中下游的下蜀黄土均非来自北方的黄土高原,且九江、安徽、南京三地物源相互之间也存在显著差异,均为近源堆积,北方粉尘的作用过去被严重高估了;2)冰期背景下,长江中下游地区气候普遍恶化,区内大面积沙化和厚层粉尘堆积是现代亚热带湿润季风区对冰期气候环境响应的结果,是特殊地形条件和气候背景下冬季风近地面气流侵蚀—搬运裸露的河(湖)漫滩而形成的区域风沙—粉尘堆积体系,长江流域这种区域堆积体系及其地环境与地生态效应在以往的研究中没有得到应有的重视和认识。     

水能联合方程恢复流域古降水量时参数的确定方法及其应用──以青海湖全新世大暖期古降水量推算为例

在同一季风作用区域内,相同天文辐射、降水量、地理环境(包括地形与海拔)的地区其气候是相同或相似的。而这种相同气候条件下的下垫面条件和各气候因素又是相同或相似的,因而其表面蒸发量也应该相同或至少相差不大。利用建立在此基础上的多次逼近法,可定量估算J.E.Kutzbach能量平衡方程中的各气候与水文参数,并据此定量估算封闭流域的蒸发量、降水量。用此法,对青海湖在全新世大暖期高湖面稳定存在时的流域年降水量进行了定量估算结果表明:当时青海湖流域年降水量为585±10mm左右,比现代流域年降水量多200mm左右。     

40 ka以来青藏高原的4次湖涨期及其形成机制初探

40 ka来青藏高原现在封闭湖区至少经历了4次显著的湖泊扩涨期. 40~28和9.0~ 5.0 kaBP湖涨期是高原暖湿气候时段的产物, 分布范围最广, 湖涨最为显著; 其产生于岁差周期高太阳辐射阶段, 强劲的夏季风形成的丰沛降水是造成湖涨的主要原因. 40~28 kaBP湖涨期, 高原湖域浩瀚, 河湖串联, 湖泊呈现40 ka以来的最高最大湖面. 19~15和13~11 kaBP期间, 高原湖泊扩涨存在区域性, 前者同高原冷湿气候与季节性冰融水增加有关, 后者则与末次冰消期冰融水与夏季风降水增加有关. 造成湖涨期表现形式与环境机制复杂多样的原因, 是北方冷气候事件, 特别是Heinrich事件叠加在由岁差周期太阳辐射变化驱动的夏季风强弱变化背景之上, 高原阶段性冷湿与暖湿环境及其由此形成的高原冰融水阶段性增加的结果.     

赣北鄱阳湖地区土塘剖面第四纪红土地球化学特征及古气候意义

赣北鄱阳湖地区土塘剖面发育第四纪红土,自下而上可分为强网纹红土层、弱网纹红土层、微网纹红土层、均质红土层和下蜀黄土层。基于常量元素、粒度分析数据以及前人年代框架,初探土塘剖面化学风化特征及其古气候意义。(1)土塘剖面粒度组分均一,常量元素含量相近,风化淋溶强烈。(2)土塘剖面各地层间化学风化强度存在差异:下蜀黄土层为初期的去Na、Ca阶段;均质红土层为中期的去K阶段;微网纹红土层由去K阶段向去Si阶段过渡;网纹红土层已完全进入晚期去Si阶段。剖面常量元素的相对迁移能力为:Na₂O>MnO₂>CaO>P₂O₅>MgO>K₂O>SiO₂>Al₂O₃>TiO₂>Fe₂O₃。(3)中更新世以来赣北鄱阳湖地区气候总体上由暖湿趋于干冷,期间伴随多个明显的干湿旋回佐证强烈的淋溶与干湿交替作用是网纹红土发育的重要驱动因子。     

民国时期江西省城市用地与城市化水平

定量重建历史时期城市土地利用规模、结构和城市化水平数据集有助于更好地模拟土地覆被变化的环境效应。根据日本侵华战争军事地形图资料,在ArcGIS平台定量重建民国时期江西省范围内县级以上城市用地规模和结构,取得了一套可用于历史时期土地利用模型的城垣周长、城市用地面积、城垣内非建设用地、城垣外建设用地情况的综合数据集,并在此基础上分析了县域尺度下的土地城市化水平。与更为详细的大比例尺地图的比较表明,本套数据集误差在±10%之内。有“城内田”现象的城市为20个,有“城外市”现象的城市为28个,分别占江西省全部城市数的25%和35%。城市用地重建结果表明,江西省80个县级及以上城市总建设用地面积为87.99 km²,约占全省总面积的0.053%。民国时期江西的整体城市化率为0.047%,最高的南昌为0.19%,最低的遂川县仅为0.007%,城市化水平与县域人口总量呈正相关（r = 0.457,P < 0.001）。空间格局分析表明,江西省县域城市化水平具有北高南低的特点。江西省民国时期城市用地和城市化水平数据集可以为相关全球环境变化模型提供直接的用地基础数据。     

民国中期湖南洞庭湖区耕地空间格局重建

土地覆被变化是影响气候系统的重要因素,在全球气候变化研究中具有重要的研究意义,网格化的历史土地利用数据集广泛应用于各类全球变化模式。本文以民国中期军事地形图为基础数据源,以现代行政区划为底图,重建了该时期湖南洞庭湖地区耕地的空间分布。同时为了与最新的HYDE 3.1数据集进行对比,在此基础上获得空间分辨率为10 km×10 km的耕地数据,结果表明：① 民国中期湖南洞庭湖区总耕地面积约为11 432.01 km ²,占研究区域面积的44%,其中汉寿县、华容县、鼎城区和澧县等地耕地面积分布最多,且以围堤耕地为主。分布相对较少的地区有临澧县、汨罗市、岳阳县,以非围堤耕地为主;② 该时段内洞庭湖区耕地垦殖率较大,最大值超过90%,其中高垦区（垦殖率>40%）范围占研究区面积61%,且主要分布在河湖港汊和冲积平原地貌单元上;中低垦区（<=40%）范围占研究区面积39%,主要分布在环湖丘陵地貌单元上;③ 与HYDE 3.1数据对比发现,单位格网（10 km×10 km）内重建的耕地面积结果误差大于40%的比例为17%,且表现为受河流分布影响为主。湖区相对周围重建结果差异更大,HYDE 3.1数据集重建区域尺度较大,较难考虑到小区域范围的水系分布状况,导致其在湖南洞庭湖区重建精度相对较低。     

艾溪湖沉积物中色素对外源有机污染的响应

对艾溪湖沉积物柱样中叶绿素、胡萝卜素、颤藻黄素、蓝藻叶黄素等色素进行了提取,用紫外可见分光光度法进行测定,根据各色素所代表的环境意义,揭示了艾溪湖300多年来的环境变化等特征.结果表明,近几十年来,艾溪湖一直处于富营养化状态,湖泊正在萎缩,其富营养化态势与该地区20世纪50年代后的一系列人类活动密切相关.     

末次冰期间冰阶晚期长江中游风尘堆积及环境意义

定山砂山剖面的下层灰黄色土-淤泥沉积，为末次冰期间冰阶（40～22kaBP）区域降尘堆积。灰黄色土层与淤泥为同源异相沉积，粒度组合基本相同，无特征性差异。频数曲线都以双峰为特征，第一峰为主峰，众值8～32 μm；第二为次峰，众值250～500μm。9.75±0.25Φ~4.25±0.25Φ(1 ~62.5μm)在垂向上具有相似的线形变化，组成第一峰态，各粒级垂向上的含量变化是区域冬季风强弱变化的敏感指标；2.25±0.25Φ ~-0.75±0.25Φ (180~2000 μm)具有相似的线形，组成第二峰态，各粒级剖面含量变化则揭示了冬半年环境干湿状况与局地尘暴事件。在对应区域降尘堆积较弱的两个时段，存在局地尘暴的增强事件，指示局地冬半年环境干燥。