全新世时期北京—张家口地区与黄土高原地区风成系统的差异

近年来,中国北方的沙尘暴对北京地区的影响越来越受到人们的重视,从地质记录上分析研究北京—张家口地区沙尘暴的粉尘来源对确定重点治理区、改善北京地区的大气环境质量具有积极意义。黄土是地质时期沙尘暴形成的风成沉积物,其粒径分布蕴含了粉尘搬运过程中的大气环境信息,本文利用黄土-古土壤沉积的粒径分布特征,分析了北京—张家口地区和黄土高原地区风成系统的差异,并根据粉尘动力学原理,结合遥感信息揭示的地面风蚀痕迹,探讨了北京—张家口地区黄土粉尘的主要来源,指出北京—张家口地区和黄土高原地区分属不同的风成系统,有不同的粉尘源区和不同的大气动力条件。北京—张家口地区大气动力强度大,粉尘源区近,粉尘主要来自阴山以北的内蒙古苏尼特右旗—二连浩特方向,与浑善达克沙地关系不大,也与黄土高原地区主要粉尘物源区不同     

罗布泊地区雅丹形态特征及演化过程

雅丹地貌因其多样形态类型长期以来吸引人们的关注,对其形态特征描述也成为研究热点。作为雅丹地貌形态最早命名地,罗布泊地区雅丹因其形态的独特性和复杂性闻名,然而对该地区雅丹形态特征和发育演化过程的深入研究较为缺乏。本文结合野外实测数据和UAV（小型无人机）所摄地景影像,采用地形数字化方法提取地貌原始数据,选定形态参数后识别测量得到雅丹形态参数数据,基于以上数据和前人研究成果尝试描述罗布泊地区雅丹形态特征并对该地区雅丹演化过程进行讨论。主要结论有：① 罗布泊地区雅丹长度集中分布在20 m以下,少有长度> 160 m,宽度集中分布在8 m以下,高度多2 m以下,表明区内雅丹个体规模总体较小,低矮雅丹在数量上占绝对优势;雅丹长宽比值呈现连续增加的变化过程,伴随高度的增加长宽比值迅速增大,由2∶1逐步增大到4∶1,并持续升至10∶1以上,走向分布集中于22.5°~67.5°,与主风向相类似,雅丹个体平面形态呈现连续变化过程;雅丹的相邻雅丹数值集中分布在3~4个,平均顶间距分布在< 20 m和40~80 m区间,显示罗布泊地区雅丹空间特征的多样性。在个体雅丹形态以外,初成雅丹和雅丹共基座现象是罗布泊地区主要存在的2种复杂化雅丹形态表现。② 罗布泊地区雅丹理想演化模式经历初成期、青年期、成熟期和衰亡期4个阶段,由于存在地层岩性、风力剥蚀、流水作用等控制因素影响,造就了类型复杂、变化多样的罗布泊地区雅丹形态现状。③ 罗布泊地区雅丹发育具有多期性,第四纪以来主要存在晚更新世、早全新世、晚全新世和小冰期等4个发育期,结合形态特征和环境演化情况推测龙城和白龙堆雅丹形成于晚更新世,楼兰北部高大雅丹形成于早全新世,楼兰中北部雅丹多数形成于晚全新世,而楼兰地区的低矮雅丹形成于小冰期;依据地层年代和雅丹高度数据,计算得到0.5 ka B.P.后楼兰遗址附近平均风蚀速率为6.2 mm a^-1。精确描述罗布泊地区雅丹形态特征并探讨其演化过程,对于了解雅丹形态控制因素影响程度,深入分析区域风蚀过程具有重要意义。     

扎龙湿地的形成背景及其生态环境意义

扎龙湿地位于黑龙江省西部, 为乌裕尔河下游尾闾湖形成的苇草湖沼。作者通过野外调 查、表土样品粒度对比和遥感影像分析, 探讨了湿地形成演化的地质环境背景, 分析了扎龙湿地 与嫩江、沙地的成因联系。研究认为齐齐哈尔- 大庆沙地由北西走向的纵向沙垄和低洼盐碱带组 成, 与科尔沁沙地一起构成了一个NE 向展布的沙带, 可能主要形成于末次冰期时期。其后嫩江 进入沙地, 对沙地进行改造, 在扎龙地区留下众多牛轭湖。后期由于构造抬升嫩江河道西迁, 乌裕 尔河成为内流河, 其尾闾湖最后演化成为现在的扎龙湿地。因此扎龙地区的环境演化过程为: 风 成沙地形成→嫩江改造、破坏沙地→嫩江西迁、乌裕尔河分流→扎龙尾闾湖形成→扎龙尾闾湖退 化、湿地形成。因此扎龙湿地与连环湖是在风成沙丘上形成的沼泽地, 是整个嫩江流域生态环境 最脆弱的一个关键区。一旦湿地消失, 将导致这个地区的盐碱化和沙漠化, 对附近的齐齐哈尔和 大庆两市的生态环境造成严重影响。     

达里湖沉积粒度组分-湖面状况定量模型

湖泊碎屑沉积物的粒度分布可以提供与区域气候变化相关的湖泊水文变化信息。然而, 由于湖泊沉积物多峰分布固有的复杂性, 其粒度组分成因的解释仍存在很大的不确定性。本文利用对数正态分布函数对内蒙古达里湖36个表层沉积物样品的粒度组分进行了分离, 并探讨了各组分特性与特定沉积环境(包括每个采样点位的离岸距离和水深)之间的关系。结果表明, 达里湖现代碎屑沉积物包含5个截然不同的单峰粒度分布, 分别代表5个不同的粒度组分。虽然其相对百分含量随湖泊水动力条件而变化, 但每个组分均保留着各自的众数粒径、搬运方式、沉积环境等特性。这些组分自细而粗可分为: 长期悬移粘土组分、离岸带悬移细粉砂组分、离岸带悬移中粗粉砂组分、近岸带悬移细砂组分、近岸带跃移中砂组分。近岸带环境两个组分的百分含量与现今湖泊水深呈负相关, 揭示出沉积岩芯近岸带组分与地质历史时期湖面状况相关联的数值模型。该模型在达里湖沉积岩芯中的应用显示, 近岸带组分百分含量增加与同岩芯孢粉序列重建的区域降水减少相对应。两种独立的代用指标在时间上的一致性, 不仅展示了对数正态分布函数分离多峰沉积物的有效性, 而且揭示出利用粒度组分-湖面状况模型重建湖泊古水文的潜力。     

黄土粉尘搬运过程的动力学物理模型

通过对黄土粉尘重力沉降过程的动力学分析,给出了黄土粉尘粒度分布的数学表达,讨论了粉尘沉积通量随搬运距离、粒径变化的物理过程,首次确定了估算粉尘搬运距离和风力强度的计算方法,为区分粉尘搬运距离和风力强度对粒度的影响及其它们在冰期间冰期中的差异提供了物理学的判别依据。分析结果表明： 1)在重力沉降作用下,粉尘沉降通量随搬运距离的变化服从几何分布,具有沉降通量随搬运距离的增加迅速减小,越粗的粉尘颗粒其沉降通量初值越大,同时下降速度也越迅速的特点; 2)如果用携粉尘气流的水平通量作代表风力强度,则粉尘搬运距离与粒度分布曲线上重力沉降部分最高点的粉尘沉降通量成反比,风力强度与该点对应粒径的平方和粉尘搬运距离成正比。因此,根据该点的粉尘沉降通量和对应粒径,可以估算粉尘的搬运距离和风力强度。根据上述理论对渭南阳郭中学S0～L1黄土－古土壤剖面进行了粉尘搬运距离和风力强度的估算： 首先,从粒度分布中提取出3个对数正态分布的独立组份; 然后利用粗粒组份的参数计算粉尘搬运距离和风力强度。分析结果表明粉尘搬运距离具有冰期近、间冰期远的特点,风力强度的变化则具有冰期弱、间冰期强的特点,LGM时段的风力强度比MIS 3阶段大,但小于全新世适宜期,而LGM时期粉尘搬运距离并未明显减小,因此,可能黄土粒度的变化并非反映了冬季风的变化,而是反映了夏季风的变化,夏季风是通过影响粉尘源区来影响粉尘粒度的变化。     

石笋记录的年际、十年、百年尺度气候变化

通过石笋微层沉积响应自然周期过程的分析 ,再次获得石笋微层韵律基本按年旋回的认识 .在连续石笋年层序列中发现持续十年以上的气候异常以及各种类型的气候快速变化 :均值突变、变率突变、趋势突变、周期突变 .石笋年层记录了从年际到十年、百年各种时间尺度的气候波动 ,是研究历史时期短尺度气候变化的有力材料 .     

基于多元遥感影像数据的黄河上游滑坡发育特征研究

黄河上游地区滑坡分布广泛,危害严重,是我国地质灾害的高易发区。文章以不同分辨率的多元遥感数据QuickBird(QB)、GeoEye、ZY-3、ZY-1 02C、Google earth等为数据源,结合野外现场实地调查和遥感验证等手段,开展了黄河上游地区滑坡发育的空间形态、展布特征研究,主要取得了以下认识:(1)研究区滑坡遥感影像特征明显,共发现各种类型的滑坡体508处,以群科尖扎盆地分布数量最多; (2)滑坡的空间宏观展布形态主要有8种,岩土体类型主要有4类,并以泥岩滑坡发育数量最多; (3)滑体堆积体的长、宽主要集中在550～1500m和600～1500m,且长、宽呈两极化方向延展; (4)滑坡体的长度与前后缘的相对高程差和滑体平均坡度呈良好的线性关系。研究成果将为该地区严重的地质灾害防治提供基础地质依据。     

中国农田的温室气体排放

中国是一个农业大国,拥有约1.33百万平方公里的农田。这些田地的种植、翻耕、施肥、灌溉等管理措施不仅长期改变着农田生态系统中的化学元素循环,而且给全球气候变化带来影响。农业生态系统对全球变化的影响主要是通过改变3种温室气体,即二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N₂O)在土壤-大气界面的交换而实现的。为了分析多种因素(如气候、土壤质地、农作物品种及各种农田经营管理措施等)对农业土壤释放CO_22222222     

深海氧同位素第3阶段时期东亚季风区大气湍流特征

深海氧同位素第3阶段是末次冰期中的一段特殊时期,与全新世存在一定的相似性.为了深入分析深海氧同位素第3阶段时期的大气环境特征,本文利用黄土粒度的多组分特征,根据流体力学原理,指出其动力学原因是粉尘在搬运过程中风力、湍流和颗粒重力共同作用下形成的分选结果;黄土-古土壤粒度分布中的粗、中粒组分中值粒径近似反映了源区起尘时和沉降区降尘时近地表大气湍流强度的变化.对渭南地区黄土剖面的分析发现,末次冰期深海氧同位素第3阶段以来在中国黄土区存在大致以4千年为周期交替出现的强湍流期与弱湍流期,强湍流期对应于降温事件,如Heinrich事件,并存在着3种源区环境控制的不同大气湍流类型;在深海氧同位素第3阶段粉尘源区和沉降区都存在两种不同大气环境类型在时间上的频繁同步交替,具有高度的不稳定性和周期性波动特点,与末次冰盛期的大气环流模式可能相似,而与全新世不同;同时在该时期的强湍流降温期源区进退较明显、沉降区环境稳定,而弱湍流期源区较稳定、沉降区大气环境变化较大.     

降尘与人类世沉积——Ⅰ:北京2006年4月16～17日降尘初步分析

2006年4月中北京地区接连出现了强降尘过程。降尘,在地质学家的眼中被视为黄土的原始物质。对降尘过程以及降落物的研究无论对我们正确认识黄土的堆积和演化,或者人类活动对干旱区沙漠化的影响均有重要的理论和实践意义。本文着重介绍这次降尘的沙尘天气过程以及对降落物磁化率和粒度测量的初步结果。