树轮生态学研究进展

树轮生态学体系庞大, 涉及众多研究方向, 讨论主要限定在水平梯度和垂直梯度上树轮气候响应模式研究、森林生态系统对环境变化响应和狭义树轮生态学所定义的虫灾、火灾以及涉及人为活动影响如环境污染方面的研究. 基于讨论所限定的树轮生态学的部分研究领域, 通过与国际研究水平的对比, 找出我国树轮生态学研究的不足, 并进一步展望了未来国内树轮生态学的发展. 通过吸取国外先进成果从而弥补国内树轮生态学研究的不足, 结合全球变化研究的背景, 在不同区域开展树轮生态学不同研究领域的研究, 定能更进一步推动我国树轮生态学研究的全面发展.     

摇蚊亚化石记录的苏干湖近千年来盐度变化研究

利用摇蚊亚化石重建湖泊古盐度进而分析区域干湿变化已成为国际上古气候重建研究的热点之一。本文利用苏干湖SG03I孔的摇蚊亚化石组合变化分析了湖泊水体近千年来的盐度波动过程,沉积序列可划分为3个摇蚊组合带,通过高咸水属种Orthocladius/Cricotopus和Psectrocladius barbimanus,以及低咸水属种Psectrocladius sordidellus和Procladius的相对丰度变化实现盐度重建。结果表明,990～1450A.D.期间高咸水种处于绝对优势,湖泊盐度较高;1450～1850A.D.期间低咸水种显著增加,指示了小冰期期间较高的入湖水量与蒸发量之比;1850～2002A.D.期间低咸水种丰度回落,湖泊水体盐度逐渐增加至现代水平。SG03I孔岩芯摇蚊指标与其他代用指标的结果有很好的对应关系,摇蚊亚化石组合变化揭示的苏干湖区小冰期相对湿润的气候状况在干旱区其他记录中也有反映,证实了摇蚊亚化石分析在西北干旱区古环境研究中的有效性。     

沉积环境对孢粉组合影响的探讨--以石羊河流域为例

西部干旱区小型内陆流域 (石羊河流域 )内三个地点孢粉分析显示不同地点全新世孢粉组合差异极大。三角域剖面孢粉组合完全以针叶树为主;洪水河剖面孢粉组合下部以旱生草本为主,上部以针叶树为主;终闾区表土孢粉组合中 90 %为旱生草本、灌木。其差异已远远超出气候环境变化所导致的差异。结合沉积相、沉积环境、孢粉在不同沉积环境中的传播、扩散特性的综合分析,笔者认为这种差异是沉积环境、搬运介质差异造成的。三角城剖面处于半封闭环境,接纳储存来自上游的所有沉积物的信息,孢粉组合反映的是流域上游祁连山上的植被状况。洪水河剖面下部冲积地层发育时,剖面处于开放环境,孢粉组合反映当地植被;上部湖相层发育时,剖面处于半封闭环境,孢粉组合的环境指示意义与三角城剖面一致。终闾区表土孢粉组合反映现代风媒环境终闾区植被状况。古环境重建不能仅从孢粉组合出发,必须结合沉积环境综合分析,否则,古环境重建的结果是不可靠的.     

中国西北干旱区湖泊沉积物中有机质碳同位素组成的环境意义——以民勤盆地三角城古湖泊为例

通过对中国西北干旱区石羊河流域民勤盆地三角城古湖泊沉积物有机质碳同位素组成(δ13Corg)分析,表明末次冰期与全新世时气候和植被有明显的差异,末次冰期δ13Corg总体偏轻(-30‰～-25‰),而全新世碳同位素组成则有较大的变化,在早全新世碳同位素组成有多次短期快速变重(-10‰左右)的变化,中全新世碳同位素组成总体偏重(-20‰～-10‰),晚全新世碳同位素组成偏轻(-25‰左右)。分析表明湖泊沉积物有机质碳同位素组成反映了陆生C3植物和湖泊内源水生植物变化的关系,末次冰期以来西北干旱区C4植物不发育,偏重的有机质碳同位素值与C4植物无关。从沉积物中有机质组分、元素等分析表明,末次冰期时主要以河流相沉积为主,湖泊中有机质主要来源于上游祁连山的陆生C3植物,有机碳含量较低,表明当时的上游的陆生植被不繁盛,区域气候较干冷;从全新世开始,三角城古湖泊开始形成,沉积物中碳同位素组成偏重的有机质主要来源于湖泊中的沉水植物,此时湖泊水体较大,湖泊生产力较高。而沉积物中有机质碳同位素组成偏轻时期的有机质主要来源于挺水植物、陆生C3植物,较低的有机碳含量说明该时期陆生植被不发育,气候较干冷,湖泊水体较小     

黄土古气候变化趋势与青藏高原隆升关系初探

粒度和磁化率是两个研究黄土古气候最常用的古环境变化指示参数,它们随着黄土古土壤地层变化而出现峰和谷的对应已经被证明是反映了天文轨道要素的周期变化。文章试图忽略这些受控于轨道要素的气候周期变化,而主要侧重考察黄土地层这两个参数的平均值(或背景值)所反映的长期变化趋势。对兰州九州台黄土进行了系统采样和测量,发现兰州九州台黄土剖面粒度和磁化率曲线显示出两个明显的趋势,粒度从剖面底部向上有明显逐渐变粗趋势,指示着冬季风增强,与此同时,磁化率自下而上却逐渐增大,指示着夏季风增强的趋势。与黄土高原其他黄土剖面磁化率和粒度曲线对比发现,这是两个普遍存在的趋势。地理位置靠近青藏高原的剖面,这两个增大的趋势更明显。冬、夏季风同时逐渐增强是海陆热力差异增大所引起,反映了青藏高原第四纪时期的逐渐不断的隆升过程。因此,根据粒度和磁化率曲线变化趋势线的变化特点可以帮助分析和反推第四纪以来青藏高原隆升的过程。兰州九州台以及黄土高原各剖面粒度和磁化率曲线的线性变化趋势则可能指示着第四纪以来青藏高原是逐渐均匀缓慢的变化过程。我们对22Ma以来风积地层记录的变化趋势也做了分析。前人过去普遍认识的第四纪以来跳跃式或间歇式剧烈隆升在我们的数据中没有得到反映。黄土高原西部西宁、兰州、靖远等剖面磁化率显著的增长趋势可能与青藏高原隆升到一定高度后高原季风加强所致。     

伊朗黄土高原表土磁性特征与古气候指示意义

全球变化研究中的现代过程研究越来越成为定量重建工作的先决前提,而由于如黄土等气候记录载体沉积分布的全球性与沉积环境的多样性,更需要就具体的研究区进行有针对性的现代过程工作以最大程度地保证重建工作的可靠性.西起地中海、东至帕米尔的广大区域是丝路文明演化的关键地区,其过去气候变化也是了解北半球中纬度气候演化与机制的重要拼图...     

天山北坡中东部高海拔树轮宽度年表的建立

通过对天山北坡中东部高海拔的几个树木年轮采样点样本的研究,建立了天山北坡中东部高海拔树木的一系列树木年轮宽度的可靠年表,其中最长差值年表为321年。差值年表间的相关分析和主成分分析显示,不同树种之间树木生长存在很大的差异。不同树种的标准年表（STD）的均方差都比差值年表（RES）的大,而平均敏感度都较差值年表（RES）的小,说明差值年表（RES）保留的高频振荡信息要比标准年表（STD）多;偏度系数几乎都偏向大于均值的一方,而天山云杉的差值年表峰度系数变化更趋平缓;六个采样点共同区间上的符项指标几乎都是差值年表（RES）值高于标准年表（STD）值,说明天山北坡中东部高海拔的不同树种中差值年表（RES）均含有较高的环境信息。这些树木年轮宽度年表特征将为今后本地区的树木年轮生态学研究奠定基础。     

国际树轮水文学研究进展

树木年代学丰富的内容和知识体系, 成熟的研究方法, 为区域尺度上研究水文变化提供了精确的方法. 基于树轮重建水文, 认识过去长期自然水文变化格局, 合理规划与管理水资源的价值, 使树轮研究在水文气候变化研究中愈来愈受到人们的广泛重视.在短短的几十年里, 树轮水文学取得了日新月异的进展, 成为继树轮气候学之后又一快速发展的应用学科.在理解树轮水文学科学概念与内涵的基础上, 介绍了基于树轮重建水文的主要手段与方法, 从重建径流、重建极端水文事件、重建降水及重建湖泊沼泽水位等4个方面综述了国际树轮水文学的研究内容与进展, 并简要的概述了其未来发展趋势.     

1949—2017年青藏高原科学考察研究历程

被誉为世界屋脊和亚洲水塔的青藏高原是中国资源宝库和生态安全屏障。1949年以来,青藏高原科学考察研究作为国家战略任务受到高度重视。1949—2017年第二次青藏高原综合科学考察研究（简称“第二次青藏科考”）启动之前,中国科学家在青藏高原地区开展的科学考察研究历程大致可分为4个阶段：① 区域专题科学考察阶段（20世纪50—60年代）,该阶段取得了重要的第一手资料,为此后的大规模青藏高原综合科学考察研究奠定了基础;② 第一次青藏高原综合科学考察研究阶段（简称“第一次青藏科考”,1973—1992年）,该阶段首次开展了大规模多学科的综合考察研究,完成了面积约260万km²的青藏高原综合科学考察研究,积累了大量的科学资料,产生了巨大的科学和社会影响;③ 问题主导的科学考察研究阶段（20世纪90年代—21世纪初）,包括攀登计划、国家重点基础研究发展计划、高水平国际合作等为特征的科学问题主导的科学考察研究,实现了由静态到动态、由定性到定量、由单一学科到交叉学科的里程碑式转变;④ 建制化和团队攻坚的科学考察研究阶段（2003—2017年）,这一阶段以2003年中国科学院青藏高原研究所成立为标志,队伍规模化组建,野外台站体系化建成,实验室建设形成规模,国际合作不断深化,中国科学院战略性先导科技专项以及第三极环境国际计划等重大项目的实施,汇集了全国和全球开展青藏高原研究的杰出人才,推动青藏高原研究走进世界地学研究的第一方阵,为2017年启动第二次青藏科考打下了坚实基础。     

A Possible Impact of Cooling over the Tibetan Plateau on the Mid-Holocene East Asian Monsoon Climate

By using a 9-level global atmospheric general circulation model developed at the Institute of Atmospheric Physics (IAP9L-AGCM) under the Chinese Academy of Sciences, the authors investigated the response of the East Asian monsoon climate to changes both in orbital forcing and the snow and glaciers over the Tibetan Plateau at the mid-Holocene, about 6000 calendar years before the present (6 kyr BP). With the Earth’s orbital parameters appropriate for the mid-Holocene, the IAP9L-AGCM computed warmer and wetter conditions in boreal summer than for the present day. Under the precondition of continental snow and glacier cover existing over part of the Tibetan Plateau at the mid-Holocene, the authors examined the regional climate response to the Tibetan Plateau cooling. The simulations indicated that climate changes in South Asia and parts of central Asia as well as in East Asia are sensitive to the Tibetan Plateau cooling at the mid-Holocene, showing a significant decrease in precipitation in northern India, northern China and southern Mongolia and an increase in Southeast Asia during boreal summer. The latter seems to correspond to the weakening, southeastward shift of the Asian summer monsoon system resulting from reduced heat contrast between the Eurasian continent and the Pacific and Indian Oceans when a cooling over the Tibetan Plateau was imposed. The simulation results suggest that the snow and glacier environment over the Tibetan Plateau is an important factor for mid-Holocene climate change in the areas highly influenced by the Asian monsoon.