黄土高原第四纪粉尘沉积速率的时空变化及其意义

本文系统地计算了黄土高原洛川、西峰、宝鸡、西安刘家坡、兰州九洲台、西宁大墩岭黄土剖面的粉尘沉积速率,发现粉尘沉积速率除随冰期、间冰期具有明显波动外,还呈现时间上由老向新的阶段性升高,空间上由西北向东南降低的总体趋势。第四纪以来,黄土高原粉尘沉积速率出现了几次异常增高的时期,它们与青藏高原隆起时段相吻合。距今约70万年,该区冬季风出现重大调整,冬季风风力明显的逐步增强,风向偏转到NW方向。粉尘沉积速率可作为我国冬季风强弱变化的较好指标。     

祁连山中部树木年轮宽度与气候因子的响应关系及气候重建

研究了祁连山中部不同海拔高度青海云杉的树轮宽度对气候因子的响应,重建了祁连山中部 230 a以来春季3~5月的降水和 170 a以来夏季6~8月的气温序列。结果分析发现,不同高度的云杉树轮生长对春季降水极为敏感,呈现显著正相关;对夏季气温的响应程度,各海拔高度却不相同,夏季气温对上、下限云杉生长有显著影响,但对于森林中部云杉作用并不明显,总体表现为负相关,夏季高温对树木生长不利。气候重建结果发现,祁连山中部的春季230 a以来经历了大幅度长阶段的干湿变化,存在明显的 69 a和 21a周期;170 a以来夏季气温变化频繁,存在明显的2~4a周期。目前,祁连山中部正处于相对干旱和温暖时期,呈现出向暖干方向发展的趋势。     

亚洲中部干旱区气候变化与丝路文明变迁研究:进展与问题

亚洲中部干旱区是对全球气候变化响应最为敏感的地区之一,也是水文变化剧烈和生态环境脆弱的地区。该地区包括了古丝绸之路的主体,在东西方交流和丝路文明兴衰历史中发挥了关键的作用。科学评估全球增温背景下亚洲中部干旱区人类社会可持续发展面临的风险,是广受关注的重大科学问题。东西方交流和丝路文明发展历史及其与气候环境变化关系的研究,可为认识该地区不同时间尺度人地关系演变的规律提供科学依据。通过总结东西方交流与丝路文明兴衰历史、亚洲中部干旱区全新世气候变化过程、多时间尺度气候一水文变化机制以及人与环境相互作用的过程与规律等领域的研究进展,提出目前亚洲中部干旱区全新世气候环境变化时空格局和丝路文明演化的过程,以及人与环境相互作用机制的研究存在明显不足。破解亚洲中部干旱区气候变化和文化演化研究区域不均衡问题,加强地学与考古学等多学科交叉研究,是推进气候变化与丝路文明变迁研究的有效途径。这对理解该地区人地关系演化规律、应对气候变化带来的挑战、服务国家“一带一路”倡议具有重要的科学价值和现实意义。     

距今五千年左右环境恶化事件对我国新石器文化的影响及其原因的初步探讨

距今五千年左右全球普遍存在一次变化幅度较大的突发性环境恶化事件 ,此事件导致各地生态环境发生了较大的变化 ,与此同时的我国新石器文化表现为衰退和在某些地点的中断。气候环境变化是该时段影响人类文化发展变化的主要因素。环境变化对史前文化影响的可能原因是 :气候变化导致生态环境变化 ,生态环境变化导致直接影响人类生存的生物营养源的变化 ,进而导致史前文化的变化。     

干旱区湖泊沉积物磁组构参数量值特征环境变化研究

对干旱区终闾湖泊沉积物磁组构参数进行了研究,表明干旱区湖泊沉积物磁组构参数值基本介于水动力,风动力沉积物的量值之间。在湖相,湖沼相,泥炭层及受人类影响的洪泛沉积段,沉积物磁组构参数值有明显的区别,同时在同一沉积相中其参烤值也存在较大的变化,指示了沉积动力强度和沉积环境方面的差异。     

河套地区新生代湖泊演化与“吉兰泰-河套”古大湖形成机制的初步研究

研究发现,河套地区在距今5～6万年前存在一个统一的"吉兰泰-河套"古大湖,覆盖吉兰泰和河套盆地的大部分地区。本研究试图依据钻孔资料和湖泊沉积物的测年结果,讨论新生代以来河套盆地的湖泊演化和古大湖的形成机制。结果表明,新生代以来,特别是早更新世以来吉兰泰盆地和河套平原的3个坳陷盆地就已经处于湖泊环境,但没有证据显示存在统一的湖泊。湖泊沉积及其OSL测年显示,"吉兰泰-河套"古大湖大约在距今10万年前后开始发育,至距今5～6万年之前湖面达到海拔1080m上下,随后湖泊衰退。我们认为,鄂尔多斯高原东北边缘距今12万年前后开始的快速构造隆升,可能导致了晋陕峡谷黄河外流受阻,最终在河套盆地积水形成统一湖泊,末次冰期中期(深海氧同位素3阶段)相对湿润的气候环境进一步促进了"吉兰泰-河套"古大湖的发育。     

末次间冰期以来黄土高原的草原植被景观：来自分子化石的证据

利用气相色谱-质谱联用仪(GC/MS)从兰州九洲台全新世古土壤(S₀ )、马兰黄土(L₁)和离石黄土顶部的S₁等黄土-古土壤系列中检测出种类众多的异地源和原地源分子化石, 这两类分子化石的共存与黄土的风成成因有关, 而只有其中的原地分子才对研究区古植被的恢复有意义. 在引进了一种评估异地源贡献的方法以后, 计算出来的原地源正构烷烃分布反映了研究区从末次间冰期以来发育了草原植被的景观, 其中全新世最暖期可能还有一定的木本植物, 末次冰期可能出现荒漠(草原)植被. 这些研究结果与新近报道的植物硅酸体资料吻合, 为末次间冰期以来黄土高原塬面上有关古植被景观的争议提供了新的分子化石方面的证据. 黄土地层的工作也揭示了在分子地层学的工作中, 要考虑异源分子化石存在的可能性.     

黑河干流肃南山地森林生态系统的景观格局变化研究

 肃南山地生态系统是黑河流域生存和发展的基础。以黑河干流肃南山地森林生态系统为研究对象,应用GIS手段,分析其动态变化与环境效应,认为肃南山地森林景观趋于破碎化、老龄化,森林生态系统退化严重,服务功能降低,逆向演化显著,进程加快。景观的稳定性变差,正由单一、均质和连续的整体逐渐向复杂、异质和不连续的斑块镶嵌体的过程转化。其原因是自然背景下的人类活动干扰所致。     

环境磁学及其在西北干旱区环境研究中的问题

环境磁学是一门新兴交叉学科,它介于磁学、地学和环境科学之间,主要利用矿物和岩石磁学技术,研究环境中磁性颗粒的风化、剥蚀、搬运、沉积和转化受环境变化影响的过程,为全球环境变化和气候过程研究提供代用指标,环境磁学技术在各种环境研究中得到了广泛应用。文中在简要介绍环境磁学原理和方法的基础上,就目前环境磁学在土壤、黄土、沉积物和大气尘埃等方面研究状况进行了阶段性总结。环境磁学参数在干旱和半干旱地区黄土气候和环境记录重建研究中取得了重大进展,但仍存在较大争议。黄土地层中经常使用的磁化率其粉尘贡献到底有多大?磁学参数在季风区和西风区表现迥异,原因何在?不同粉尘源区的环境磁学参数是否存在较大差异?哪些磁学参数适用于干旱区气候与环境重建?这些问题既是国际学术界亟待解决的重大科学问题,也是环境磁学应用在干旱半干旱区环境研究中所面临的主要问题。深入研究提供黄土物质的干旱半干旱地区现代环境磁学过程或许对解决上述问题具有重要的启示意义。     

千百年尺度气候快速变化及其数值模拟研究进展

千百年尺度全球气候快速变化是古气候研究中的一个重要内容。研究发现，末次冰期和全新世都存在着千年、百年尺度的快速气候变化，其变化幅度可以达到典型的地质变化或天文因子所造成的冰期/间冰期的气候振荡幅度，同时这些古气候事件具有全球性。对冰期和全新世气候变化的数值模拟揭示了气候系统对地球轨道参数变化的响应以及海洋、植被、冰盖、温室气体等反馈因子的重要性,其中大洋温盐环流对北大西洋淡水注入的敏感性与末次冰期和全新世气候快速变化密切相联。利用中等复杂程度的气候模式（EMIC）CLIMBER 2模拟了末次冰期典型时段（60~20 ka BP）D/O和Heinrich事件以及东亚气候的响应过程。模拟研究揭示了全新世青藏高原冰雪环境对亚洲—非洲季风气候的显著影响。今后的古气候模拟研究将在改进模式分辨率、结合古气候代用资料确定更加符合历史时期边界条件以进一步改善气候模式的基础上,更加注重气候突变机制的研究以及加强全球变化背景下的区域气候的长期变化研究。