渐趋完善的第四纪冰川研究范式——记第四届中国第四纪冰川与环境变化研讨会

冰川是气候变化敏感的指示器,第四纪冰川研究在地球科学中占有重要的地位。2017年8月,第四届中国第四纪冰川与环境变化研讨会在兰州成功举办。与会专家认为,地貌学与沉积地层学的结合以及测年技术的发展,使中国第四纪冰期划分研究取得长足进展,不仅建立了80万年以来可与MIS进行比对的中国第四纪冰期与间冰期演化序列,还推动了中国第四纪环境变化研究的深入。通过研讨和交流,绝大多数专家认为中国东部中低山地某些疑似的第四纪冰川遗迹完全可以用非冰川成因予以解释,在今后的研究工作中应加强岩石地貌、气候地貌和外动力地貌过程的综合研究,尤其需要加强诸如颤痕等微观冰蚀地貌的分类、形成机制和环境意义研究。适时指出泛冰川论的缺陷和不足是本领域科学家的历史责任和使命担当,进一步开展具备科学事实、科学理论和科学观念的研究,从而完善中国第四纪冰川理论。建议国家级学会组织编制第四纪冰川遗迹调查与评价技术规范,加强全国高校自然地理学等相关专业的教师培训工作,同时加大冰川学、地貌学的科学普及力度。     

Erosion, sediment transportation and accumulation in rivers

The present paper analyses the interrelation between erosion, sediment transportation and accumulation proposed by N. I. Makkaveyev （1908-1983） and its further development in modem studies of river channel processes in Russia. Spatio-temporal linkages between erosion and accumulation are defined considering channel processes at different scales - river longitudinal profile, channel morphological patterns, alluvial bedforms （bars, dunes） and individual sediment particles. Relations between river geomorphic activity, flow transportation capacity and sediment budgets are established （sediment input and output; channel bed erosion and sediment entrainment into flow - termination of sediment transport and its deposition）. Channel planforms, floodplain segments separated by the latter and alluvial channel bedforms are shown to be geomorphic expressions of sediment transport process at different spatial and temporal scales. This paper is dedicated to the 100th anniversary of N. I. Makkaveyev, Professor of the Moscow State University, author of the book ＂River channel and erosion in its basin＂ （1955）. That book is regarded in Russia as the pioneering work which initiated the complex hydrological and geographical studies of channel processes and laid a basis for the theory of unified fluvial erosion-accumulation process.     

机器学习算法在发震构造形态特征及地震迁移规律研究中的应用前景

对发震构造形态特征和地震迁移规律的研究,有利于震情形势研判和震源物理的研究,也可为后期三维地壳介质结构建模提供数据支持.本研究结合大量中小地震的分布特征规律,利用机器学习的相关算法,提取断层形态特征和地震迁移规律.     

冰川沉积释光测年： 采样策略与测试选择

释光测年是可对冰川地貌进行直接定年的一种测年技术,已被广泛应用于冰川沉积测年中,推动了第四纪冰川研究的深入发展。但冰川沉积释光测年还没有达到标准化的程度,实际应用中仍有不少问题需要探究,其中最受关注的是冰川沉积物释光信号晒退不完全的问题,即样品在埋藏前因曝光机会有限导致信号没有归零或仅部分归零。冰川沉积释光信号晒退程度与地貌部位和沉积环境密切相关。冰川沉积释光采样需注意几个方面：（1）详细的地貌学和沉积学调查及对采样点的选择;（2）较适合释光测年的冰水沉积和冰缘风成沉积采集及其与冰川作用期次的联系;（3）冰碛夹层中的冰水砂透镜体的选取;（4）冰碛垄采样时垂直与水平方向上的考量;（5）岩石释光测年的发展使砾石成为当前第四纪冰川释光测年采样的一种选择。室内进行释光等效剂量测试时,也有几个关键的选择：（1）粗颗粒石英光释光测年是末次冰期以来冰川作用的首选方法;（2）如果样品年代老于石英测年上限,或者石英不适合测试,则可考虑钾长石后红外高温释光测年方法;（3）单颗粒、小测片和岩石释光埋藏测年技术可以鉴别样品的晒退情况,是目前最适合冰川沉积释光测年的几种选择;（4）如有条件,尝试用不同矿物、不同粒径、不同方法进行测试对比和交叉检验。要获得第四纪冰川释光测年的最佳年代学结果,地貌学、沉积学和年代学的结合是非常必要的。     

我国喜马拉雅山区冰湖扩张特征及其气候意义

分析冰湖扩张特征和扩张方式及其气候意义,有利于认识冰川-冰湖-气候三者的变化关系和冰湖溃决灾害危险性程度。基于大比例尺地形图、DEM、ASTER影像等数据,分析近30年来我国喜马拉雅山区不同海拔高度冰湖变化的特征及冰湖-母冰川的相对位置的变化关系,探讨其气候效应。结果显示：(1) 存在冰湖的面积增大是冰湖面积扩张的主要贡献者,占总面积净增量的67%,新增湖的面积占总面积净增量的33%;(2) 不同高度带冰湖面积多呈扩张态势,净增面积在5000~5300 m出现峰值,指示气候变化的垂直差异性;(3) 在2000s 母冰川-冰湖距离为0 的冰湖,数量占扩张冰湖总数的19%,而其冰湖面积增量却占了总面积增量的60%,为冰湖扩张的主体,反映出冰湖与母冰川关系越紧密,气候效应越强烈,冰湖面积增加越显著。     

江苏省乡村聚落的形态分异及地域类型

基于江苏省2007/2008 年SPOT卫星影像,运用探索性空间数据分析、空间韵律测度等模型,定量分析了江苏省乡村聚落形态的空间分异特征,并进一步划分了地域类型.结果表明,在空间分布上,江苏省乡村聚落的集聚特征较为明显,但存在明显的空间差异性,具体表现为由沿江地区依次向北、向南呈阶梯状稀疏化分布,其整体分布与地貌类型具有较高的相关性;在规模上,江苏省乡村聚落的规模普遍偏小,小村庄的规模差距较小,规模大的村庄比重小但是差距大;乡村聚落规模分布具有低值集聚的特征,并且呈现出明显的“哑铃状”结构,即江苏北部地区和南部地区乡村聚落规模较大,而中部地区乡村聚落规模较小.在形态格局空间变化上,通过苏北、苏中、苏南地区和沿海与沿运河地区的5 条样带的格局指数测度,发现苏中地区的乡村聚落形态复杂程度高于苏北和苏南地区,沿海地区的高于沿运河地区;苏南、沿运河地区的乡村聚落具有较好的连接性;5 条样带的乡村聚落规模分异均比较明显.最后,通过构建乡村聚落形态测度指标体系,采用系统聚类的方法,将江苏省乡村聚落划分为8 种类型：徐连岗岭低密度大团块型、宿淮平原中密度宽带型、沿海垦区高密度条带型、苏中圩区中密度弧带型、江南平原中密度小团块型、湖荡岗地低密度散点型、宁眙丘陵团簇状散布型、里下河低密度团簇型.     

地貌过程研究回顾与展望

地貌学是现代地理科学的一个重要分支学科。本文对中国科学院地理科学与资源研究所建所以来在地貌研究领域的主要研究成果进行了综述,包括河流地貌、黄土高原与坡地地貌、青藏高原及南极地貌与第四纪、喀斯特与旅游地貌、地貌实验与模拟、地貌制图共六个方面,对地理资源所地貌研究团队目前的研究方向进行了介绍,并就提高地理资源所地貌研究在学科发展和服务国家建设中的作用提出了建议。     

Land snails from the last glacial maximum on Andikithira,southern Greece and their palaeoclimatic implications

An assemblage of land snails from an aeolianite deposit on the coast of the southern Greek island of Andikithira is shown to date to 16 000 yr BP and thus represents the period of the last glacial maximum (LGM; Oxygen Isotope Stage 2). The assemblage has no modern analogue. Five of the ten species are extinct on the island and some of these now live only at high elevations (> 950 m). Significantly cooler temperatures, some 5-8°C below present, and slightly drier moisture conditions (lower rainfall, partially offset by reduced evapotranspiration at the lower temperature) are inferred. The large temperature depression at the LGM, well documented in northern and central Europe, extended also to the Mediterranean climate of southern Europe. Late Quaternary climatic changes had a considerable impact on the fauna of this isolated island.     

Segmentation of the southern Mariana back-arc spreading center

SeaBeam multibeam bathymetry obtained during cruise SO-69 of research vessel (R/V) Sonne defines the segmentation and structure of ∼ 300 km of the Mariana back-arc spreading center south of the Pagan fracture zone at 17°33'N. Eight ridge segments, ranging from 14 to 64 km in length, are displaced as much as 2.7–14.5 km by both right- (predominantly) and left-lateral offsets and transform faults. An axial ridge commonly occupies the middle portion of the rift valley and rises from 200 to 700 m above the adjacent sea floor, in places shoaling to a water depth of 3200 m. An exception is the 60-km-long segment between 16°58' and 17°33'N where single peaks only a few tens of meters high punctuate the rift axis. Photographic evidence and rock samples reveal the presence of mostly pillow lavas outcropping on the axial ridges or peaks whereas the deeper parts of the rift valley floor (max. depth 4900 m) are heavily to totally sedimented. Abundant talus ramps along fault scarps testify to ongoing disruption of the crust. Lozenge-shaped collapse structures are covered by layers of sediment up to tens of centimeters thick on the rift valley floor. The presence of discrete volcanic ridges in the southern Mariana back-arc spreading region suggests that emplacement of oceanic crust at this slow spreading center occurs by `multi-site' injection of magma. Along-axis variations in length, crestal depth, and size of the axial ridges can be best explained by different stages in the cyclicity of magma supply along-axis.     

中原末次冰期间冰阶以来的古季风气候变迁

中原邙山黄土地层以巨厚的马兰黄土为特色。本文研究了末次冰期间冰阶以来邙山黄土－古土壤序列的粗颗粒含量和磁化率值曲线反映的冬夏季风变迁及其相互关系,发现在万年尺度上夏季风增强对应于冬季风减弱,冬季风增强对应于夏季风减弱,但在千年尺度上冬季风变化比夏季风强烈得多,而且末次间冰段开始时冬季风减弱明显早于夏季风增强。通过中原黄土记录与深海及冰芯Ｏ同位素记录的对比,发现短时间尺度气候变化阶段明显具有很大的区域性特征,它们不能简单地进行等时性全球对比,而应该通过各自独立的时间标尺来建立古气候变化的远距离联系。