中国东部季风区与西北干旱区 降水变化的石笋记录对比

中国东部季风区和西北干旱区分别受控于季风和西风环流,是全球变化响应的敏感区域.过去50年全球升温,西北干 旱区降水显著增加,而东部季风区的降水变化不明显.在未来全球继续变暖的情况下,两个地区降水将如何变化尚不清楚.利 用湖北神农架三宝洞和新疆特克斯科桑洞的石笋生长速率记录,考察它们对降水变化的响应,研究冰期-间冰期旋回中两地 的降水变化及其差异,为未来气候变暖下的中国降水模型预测提供一个验证实例.研究表明,500ka以来中国东部季风区和西 部干旱区降水呈现冰期-间冰期波动变化,气温偏高的间冰期降水量大.但是,中国西北干旱区降水的响应滞后于东部季风 区,指示两地降水对温度变化的响应可能并非完全同步.      

石笋中的环境替代指标及其蕴含的古气候和古环境信息

在古气候和古环境的研究中,洞穴石笋已成为一种重要的研究载体.分别对其中的石笋微层厚度(即石笋的生长速度),石笋的断裂、坍塌和沉积间断,石笋中磁化率等物理替代指标以及石笋微层荧光性和灰度,稳定同位素,微量元素分布等化学替代指标进行了综述,其中化学替代指标分为有机地球化学指标和无机地球化学指标.对各指标存在的问题进行了探讨,同时对石笋在古气候变化中的研究前景进行了展望.     

氧的非质量同位素分馏及其地学应用

氧的非质量同位素分馏（mass—independent isotope fractionation）为全球变化研究提供了新方法。在介绍非质量同位素分馏的基础上,评述了氧同位素异常[△（^17O）3的表示方法以及氧的非质量同位素分馏的产生机制,重点综述了氧的非质量同位素分馏在地球科学中的应用。基于△（^17O）评估的生物圈生产力是全球总的生物生产力,打破了以往只能孤立地评估陆地或海洋生物生产力的瓶颈,奠定了在更广时空尺度上评估生物生产力的基础;△（^17O）能量化形成气溶胶硫酸盐和硝酸盐的气相与液相氧化反应路径的相对比例,为研究气溶胶和气候的互馈作用提供了新途径;冰芯中S同位素和△（^17O）的联合运用,不仅解决了冰芯中硫酸盐、硝酸盐的来源和运移问题,而且还为其形成的氧化过程提供了细节信息;而干旱区硫酸盐、硝酸盐矿物中△（^17O）的发现在解决一些长期有争议的沉积物成因和来源问题中起关键作用。氧的非质量同位素分馏还将在（古）大气臭氧活性、火山喷发柱化学和O、S、N生物地球化学循环等研究中发挥更大作用。     

石笋碳酸盐热释光古温度计

利用湖北清江和尚洞的两支具有精确年代的年层石笋,建立了20世纪逐年石笋碳酸盐热释光积分强度序列,调查石笋热释光对气温的响应。通过石笋热释光与现代仪器记录的气温观测资料的对比,发现和尚洞石笋保存的气候信息存在11~12年的滞后。HS4和HS6石笋热释光具有相似的变化特征,且分别与宜昌年均气温具有显著的正相关性(rHS4=0.41,rHS6=0.49; P<0.01); 将热释光与气温进行11年的滑动平均,两者的相关性分别提高到0.84(HS4)和0.93(HS6)。基于以上观察,我们提出了一个新的古温度计。该温度计精度高(±0.2℃),使用简便,对定量重建过去气温变化历史具有潜在的应用价值。     

9.6~6.0ka B.P.阿曼降水重建及其与中国南方降水的对比

了解东亚季风和印度季风及其变化特征并认识它们的活动规律, 有利于提高预报季风变化及区域降水的准确性。虽然最近几十年两个季风区提取的高分辨率古气候记录较多, 但气候意义明确且可进行比较的记录尚不多见, 限制了印度季风和东亚季风的对比及其动力学机制的探究。本文利用分别来自阿曼南部、北部的两个具有精确年代的石笋氧同位素记录, 高分辨率重建了全新世早-中期印度季风区阿曼的降水序列, 比较了同期印度季风降水与东亚季风降水的差异。研究结果表明, 9.6~6.0ka B.P. 期间阿曼降水总体上呈波动增加的趋势, 与东亚季风区的中国南方降水变化基本同调。早-中全新世的弱厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)可能是印度季风和东亚季风变化保持一致的原因。因为ENSO对两个季风系统的影响不同, 强ENSO时可导致两者间的差异; 弱ENSO时, 则因其对两个季风系统的影响较小, 使得两者间的差异并不明显。太阳变化驱动的ITCZ南北移动应是阿曼和中国南方降水同步变化的主要原因。     

天目山泥炭有机碳同位素特征及其古环境意义

通过对浙江天目山泥炭剖面的高密度采样和有机碳同位素分析,重建了该地区4 ka BP以来的古植被特征和古环境演化历史.天目山3200 a BP之前,气候温和适度,晚期变冷变干,为中全新世末气候波动的过渡时期.3200~700 a BP,有机碳δ13Corg值在波动中降低,气候出现多次急剧冷暖变化,指示了几次温暖与寒冷事件.700 aBP以来,有机碳同位素迅速正偏,表明又一暖期的出现,到了后期气温又有所降低,植被转化为草原草甸景观.天目山地区近4 ka以来的气候变化与国内外不同区域的研究资料相一致,但又有区域的差异性.     

云南中甸纳帕海湖泊记录指示的57ka环境演化

根据沉积环境，总有机碳，氢指数，有机碳同位素，磁化率和粒度等替代性指标以及和陆地，深海气候记录的对比，重建了纳帕海57kaBP以来的湖面变化和主要气候演化阶段，57-32kaBP主要为低湖面和频繁的湖面波动，与气候的暖偏干/凉偏湿交替有关。32-15kaBP湖面大幅度上升，出现相对高湖面，气温下降，有效湿度增加，全新世湖盆的萎缩与持续的暖偏干气候有关，这种冷湿-暖干气候与滇西北特殊的地形地貌造成大气环流的独特性有关。     

湖北清江和尚洞石笋古环境研究的回顾和展望

从1997年开始对湖北清江和尚洞开展了系统的现代过程监测和地质记录的综合研究,以了解气候和生物信息的传输、转化和记录过程,并由此重建长江中游末次冰期以来的气候和生态环境。通过对和尚洞的大气、植被、土壤、围岩、滴水和沉积碳酸盐开展年代学、水文学、地球化学、地球物理学、地球生物学等多学科的调查,已经积累了许多现代过程的基础资料,为进一步进行石笋记录的研究奠定了很好的基础。同时,研究发现该洞穴石笋具有年代准确、环境和生态信息丰富、分辨率高、记录时间长等众多优点,是重建过去气候和生态变化历史的优质载体。下一步研究应该充分利用这些特点,力争在季风的年际和年代际变化以及不同气候态下环境与生物的相互作用两个方向取得进展。     

石笋包裹体重建古温度的研究进展

洞穴石笋是全球气候变化研究的重要载体,石笋包裹体因其捕获了当时环境条件下的水溶液或气体而封存了古气候的原始信息,因此可以重建古温度。围绕当前石笋包裹体研究的现状,阐述了包裹体的形成机制及其在石笋中的分布特征,讨论了包裹体测温(包括稳定同位素测温法、惰性气体测温法、均一温度测温法)原理、方法和技术,分析了石笋包裹体气候学存在的问题及其发展前景。