近50 a中国东部和西部湖区水量空间变化趋势

基于近代湖泊水量(水位、水深和面积)记录,对近50 a中国东部和西部湖区水量的空间变化趋势进行半定量研究.结果表明:整体上看,20世纪80年代以前,东部湖区水量呈现波动变化而西部湖区水量基本趋于减少;80年代以后东部和西部湖区水量均表现为不同程度的增加.其中,20世纪50年代,东部和西部湖区水量状况基本相似,均保持高湖面特征.20世纪60年代,东部湖区水量有所减少但幅度不明显,而西部湖区以中高水量为主.20世纪70年代,不同区域湖泊基本都保持中湖面特征.20世纪80年代,东部湖区水量呈增加趋势而西部湖区水量相对70年代略有减少.20世纪90年代,东部和西部湖区水量均表现为增加趋势.进一步研究发现,最近50 a来中国不同区域湖泊水量发生变化除了气候因素的驱动外,人类活动的影响也是不可忽视的.     

区域气候模式对末次盛冰期东亚季风气候的模拟研究

末次盛冰期(LGM)是距今最近的一个与现代环境反差最大的气候时期. 利用包含较为详细陆面过程的区域气候模式, 通过分别加入现代植被和根据花粉化石资料转化的东亚地区LGM古植被, 模拟了LGM东亚季风气候并研究了植被变化对LGM东亚季风的影响. 由区域气候模拟得到的较为精细的气候演变图像表明: LGM东亚大陆全年降温是导致东亚冬季风强盛、夏季风萎缩的重要原因; 夏季西太平洋副热带高压的西伸、加强, 是造成中国东部LGM夏季降水减少的重要原因. LGM青藏高原及中亚地区的降水及有效降水均有所增加, 高原有效降水的增加主要由降水增加所造成, 地表蒸散对其贡献较小. LGM青藏高原的积雪也有所增加, 有利于高原地区的冰川、冻土发育, 使得该时期的多年冻土区可向南扩展到30°N以南. 在LGM模拟中加入恢复的古植被会放大由外强迫造成的气候影响, 对于模拟的降温、降水变化、地表热平衡量的变化、积雪及其他气候参量的变化都有进一步的强化作用, 使模拟结果与有关地质资料更为接近.     

巢湖沉积物重金属富集特征与人为污染评价

本文分析了巢湖主要入湖河流河口区表层沉积物及西部湖心区沉积岩芯中Al、Fe、Ni、Cr、Cu、Zn、Pb、Li、V等金属元素变化特征,采用地球化学方法对金属元素变化的"粒度效应"进行矫正,并以Li、V为参照元素对矫正结果进行检验;参考历史沉积物,对河口区及西部湖心区沉积物重金属人为污染特征进行分析;结合沉积岩芯210Pb年代结果,估算西部湖心区近150a来Ni、Cr、Cu、Zn、Pb等重金属元素的人为污染贡献量.结果表明,河口表层沉积物重金属污染具有显著的空间差异,南淝河河口重金属人为污染最重,其中Ni、Cr、Cu、Zn、Pb的人为污染贡献量分别为12.2、32.2、25.3、479.9和76.0 mg/kg,分别占总含量的35%、37%、64%、92%和77%;其次是柘皋河河口,主要重金属污染元素为Cu、Zn和Pb,人为污染贡献量达57.6、57.0和19.5 mg/kg,分别占总含量的73%、47%和36%;而派河、白石山河、杭埠河等河口表层沉积物中重金属元素人为污染程度较弱.巢湖西部湖心区主要污染元素为Cu、Zn、Pb,人为污染开始于1950s,1980年以来其人为污染贡献量显著增加,平均为16.2、245.6、47.8 mg/(m2.a),分别占各元素沉积通量的23%、61%和37%;Ni人为污染开始于1980s初期,人为污染贡献量平均为12.6 mg/(m2.a),占其沉积通量的13%左右;Cr基本未受人为污染影响.西部湖心区沉积岩芯及南淝河河口表层沉积物中重金属污染程度均表现为Zn>Pb>Cu,而且南淝河河口沉积物重金属污染程度显著高于西部湖心区.结合主要入湖河流径流量与河口沉积物重金属污染特征,认为巢湖西部湖心区重金属污染主要通过南淝河输入,来自合肥等城市的废水是主要的污染源.     

石臼湖近代环境演化历史

以2007年在石臼湖采集的浅岩芯钻孔(SJH07-C1)研究近代石臼湖湖泊环境演化历史以及人类活动的影响。运用核素²¹⁰Pb和 ¹³⁷Cs进行定年,²¹⁰Pb 的CRS模式定年结果与¹³⁷Cs方法获得的年代具有较好的可比性。同时分析了岩芯沉积物的理化指标,包括烧失量、总磷、金属元素和磁化率。分析表明：  1955年以前地球化学指标表明石臼湖湖泊沉积物中人类活动信息较弱,但总磷和有机质（烧失量）开始出现增加,湖泊营养水平开始升高。1955～1969年,湖泊沉积物磁化率较高,重金属（包括铜、铅、锌和汞）含量快速增加,可能与该期开始大量使用化肥、农药有关,导致入湖污染物增加。1969～1997年期间,1969～1979年时段湖泊沉积物磁化率最高,重金属含量比较稳定,在石臼湖进行了大规模的围垦;   1979～1997年,湖泊沉积物磁化率较高但呈减少趋势,重金属含量再次快速增加,总磷增加较快,说明该阶段入湖污染物增加,湖泊营养水平也在增加。1997～2007年,磁化率较低,重金属含量保持在高水平,总磷快速增加,显示该阶段湖泊营养水平较高,但入湖物质通量在减少。     

长江下游青弋江、水阳江水系湖泊沉积物中重金属变化特征研究

2004~2008年在青弋江、水阳江流域石臼、固城、南漪三湖采集得到岩芯钻孔。运用核素 210 Pb和 137 Cs对获得沉积物进行定年,同时分析了岩芯沉积物金属元素,研究近代湖泊重金属演化历史以及人类活动的影响,并对重金属进行了评价。文章运用Al元素作为粒度的代用指标对重金属进行标准化,并获取了重金属富集系数。研究表明,石臼、固城、南漪三湖钻孔中Cu和Zn的富集系数高于Pb,但Pb,Zn,Cu和Cr富集系数都不超过2,并且Cr的富集系数较小。自20世纪80年代中期以来流域内人类活动对石臼湖湖泊沉积物造成了显著的重金属污染,在南漪湖则推迟了10年左右,而在固城湖其重金属污染相对不明显。根据沉积物质量基准进行评价,发现石臼、固城、南漪三湖虽然存在一定的Cu,Pb,Zn和Cr污染,但污染造成的生态效应还不明显。     

太湖晚冰期—全新世气候、环境变化的沉积记录

本文根据西太湖３．９６ｍ长湖泊岩芯沉积物的地球化学、微体古生物的综合分析,讨论了太湖距今１４００多年来的演化过程,结果表明：１４３００－１３０００ａＢＰ气候干旱,西太湖尚未形成：１３００－１１０３０ａＢＰ降水增加,湖泊形成,但气候偏凉;１１０３０－１０２００ａＢＰ是一个较显著的冷偏湿期,湖泊水位相对较深;１０２００－９５００ａＢＰ为一温干时期;９５００－７２００ａＢＰ是偏暖湿的过渡阶段,内部波动剧     

中原邙山黄土地层

位于黄土高原与华北平原过渡带上的中原黄土地层,以邙山赵下峪剖面为其典型代表。据光释光和热释光测年及磁性地层研究结果,该剖面从邙山塬面至黄河河床出露S₀-S₁₀黄土-古土壤序列,总厚度172.1m,B/M界线记录于S₈古土壤层顶部,以厚层晚更新世S₁古土壤(15.7m)和巨厚L₁黄土(77.3m)为其特色。赵下峪剖面上末次间冰期以来的平均沉积速率明显增大,其中以末次冰期晚冰阶L₁LL₁黄土的沉积速率最大,高达34.5mm/a。在邙山黄土堆积过程中,倒数第二冰期末(相当于L₂顶部),约150ka B P,发生了风尘沉积速率的突变,其原因是此时黄河贯通三门峡东流,给风尘源区带来丰富的物质。同时赵下峪剖面的磁化率曲线所示,黄土-古土壤的磁化率强弱,并不简单地反映夏季风强度,也要受到沉积速率变化的影响。      

黑龙江省五大连池近百年环境变化研究

2009年6月用重力采样器在黑龙江省五大连池的三池和五池分别采集岩芯钻孔(wdlc-3孔和wdlc-5孔),运用核素 210Pb 和 137Cs进行定年,同时分析了岩芯沉积物的理化指标,包括烧失量(LOI550℃)、总磷(TP)、总氮(TN)、粒度、金属元素和磁化率,研究近代五大连池湖泊环境演化过程以及人类活动的影响。结果表明: 1920s~1950s,湖泊沉积物中值粒径较大,LOI550℃和TN呈增长趋势,两孔Al和Fe含量呈增长趋势或处于高值阶段,可能与该期人类活动如开垦荒地有关; 1950s~1980s,中值粒径较小或呈减少趋势,而TN,Al和Fe及重金属的含量呈增加趋势,人类活动如毁林、毁草开荒开始成为湖泊环境变化的主导因素; 1980s~2000s阶段氮、磷增加更为迅速,重金属的含量也呈快速增长趋势,这可能与化肥、农药、含磷物品、含铅汽油的大量使用以及增强的工业活动有关; 2000s以来,湖泊主要面临营养水平增加导致的富营养化问题。     

九江地区网纹红土的时代

长江中下游地区广泛发育网纹红土。本文对九江长虹大道剖面进行了初步研究。该剖面地层自下而上可分为河流相冲积砂砾石、以发育水平状网纹为特征的铁质网纹红土、以垂向网纹为特征的网纹红土、红色粘土和风成下蜀黄土,分别厚3.3、4.5、5.9、3.6和4.1m。磁性地层研究结果,布容正向极性带/松山反向极性带的界限出现于网纹红土层中部,距顶深部12.9m处;贾拉米洛正向极性亚带出现在铁质网纹红土层中,距顶深度15.1-16.1m处。根据CandeandKent古地磁极性年表的模式年龄和热释光年龄,计算出沉积速率,进而计算出各层的界限年龄。结果表明,铁质网纹红土沉积于1232-869kaBP;网纹红土大约沉积于869-392kaBP;红色粘土沉积于392-101kaBP。九江长虹大道剖面代表了该地区从河流沉积、铁质网纹红土、网纹红土、红色粘土到风成黄土沉积的演变过程,并显示出准0.4 Ma的周期变化。这与黄土高原、青藏高原构造层和地球公转轨道偏心率变化所反映的准0.4 Ma构造气候旋回基本一致。      

大暖期青藏及蒙新湖区古湖泊面积重建

特征时期古湖泊面积变化受控于当时的降水和湿度状况, 恢复特征时期的古湖泊面积, 可以为古气候模拟提供边界条件, 进而为预测未来区域水文变化提供一定的科学依据。本文以我国五大湖区中的青藏及蒙新湖区所代表的寒区及干旱区湖泊为研究对象, 根据国内外公开发表的全新世大暖期(6±0.5ka B.P.)湖泊水量(水位、面积等)记录, 收集所有具有大暖期湖泊面积及古降水的记录共计21条, 据此推算古湖泊面积与古降水量之间的定量关系, 并将该关系应用到青藏及蒙新湖区的其他湖泊, 初步恢复了大暖期两大湖区的古湖泊面积。同时, 分别选取位于西藏及蒙新地区的羊卓雍错和乌梁素海作为典型湖泊, 通过其近几十年来实际观测面积与经古湖泊面积-古降水量间关系推算面积的对比验证, 表明恢复的大暖期两大湖区古湖泊面积具有一定的可靠性和代表性。重建结果表明, 青藏及蒙新湖区大暖期古湖泊面积分别约为8.8×104km2 和4.1×104km2, 是现代湖泊面积的2.1倍和3.2倍。