干旱化对成土碳酸盐碳同位素组成的影响

土壤碳酸盐的碳同位素组成可以作为古环境变化的指标.本文对黄土高原地区S1以来成土碳酸盐和红粘土中碳酸盐的碳同位素进行了研究.根据渭南、吉县、长武和会宁4个剖面末次间冰期以来土壤碳酸盐的碳同位素分析结果,探讨了不同气候条件下成土碳酸盐碳同位素组成的特征及其环境意义,指出气候的干湿程度可能是影响黄土地区成土碳酸盐δ13C值的主要原因;西峰红粘土序列碳酸盐的碳同位素记录表明,δ13C值在4.0Ma B.P.前后有一个明显增加的趋势,反映了我国西北地区上新世干旱化的发展,可能与青藏高原在这一时期发生较大规模的隆升有关.     

近50年中国北方土壤湿度的区域演变特征

利用中国100E以东139站1951～1999年逐月反演的土壤湿度资料(0cm～100cm,共11层),重点分析了中国东北、华北和西北东部三个地区的土壤湿度在年际一年代际时间尺度上的演变特征.研究表明:不同层次上土壤湿度的变化特征有很好的一致性.华北地区在20世纪60年代末到70年代末为显著偏湿的阶段,之后发生突变直到90年代末土壤湿度持续降低并以90年代中后期为甚.东北区在70年代前后为一显著的干旱时段,此后土壤湿度有所恢复,但90年代以来该区的土壤湿度仍然较低.值得注意的是,华北夏季土壤湿度自80年代以来并未有明显的下降.另外,北方地区土壤在秋季普遍存在干化趋势,其中以东北地区最为显著.本文还分析了土壤湿度演变趋势的地理分布特征.     

酒西盆地晚第三纪-第四纪早期植被与气候变化

青藏高原正北缘河西走廊山前凹陷带玉门老君庙剖面13.0~2.21 Ma期间的孢粉记录研究揭示出: 早在13.0~11.15 Ma, 该研究区生态环境已为草原植被和半湿润的气候; 11.16~8.60 Ma, 植被类型可能是以柏科为建群种的森林, 气候较温暖湿润; 从8.60 Ma干旱气候和草原植被开始发育, 虽然干旱化曾在8.40~6.93(森林草原, 温暖半湿润)、6.64~5.67(疏林草原, 较温暖半湿润)和5.42~4.96 Ma(草原, 半干旱)几度缓解, 但经过6.93~6.64, 5.67~5.42和3.66~3.30 Ma几次干旱事件的频繁发生使该区气候越来越干旱, 特别是在3.66~3.30和2.56 Ma两次显著增强后, 植被最终演化为干旱型的荒漠.     

鄂尔多斯高原地区清代旱灾与气候特征

通过对鄂尔多斯高原地区文献资料的搜集整理, 研究了该区清代旱灾等级、频次、周期和气候特征。结果表明, 鄂尔多斯高原地区清代旱灾频次较高, 约0.34 次/a, 以轻、中度旱灾为主。该区旱灾的发生具有明显的阶段性, 1701-1780 年、1821-1845 年和1876-1911 年为多发阶段, 1644-1700 年、1781-1820 年和1846-1875 年为低发阶段。约90%的旱灾发生在春、夏季或春夏连旱。该区清代旱灾有7 a 左右的短周期, 23-29 a 左右的中周期和54 a左右的长周期;各等级旱灾有准5 a 短周期, 特大旱灾的第1 主周期是17 a。干冷多风的区域气候环境, 以及农业活动是该区旱灾发生的两个主要原因。推测该区清代发生大旱灾和特大旱灾年份的年降水量约为200~250 mm, 年蒸发量约为2400~2600 mm。该区清代气候可划分为6 个阶段:1644-1700 年→1701-1780 年→1781-1820 年→1821-1845 年→1846-1875 年→1876-1911 年, 对应的年降水量特征为:多→少→多→少→多→少, 而蒸发量和风沙天气特征为:少→多→少→多→少→多。确定1762-1766 年、1875-1878 年、1899-1902 年为3 个干旱气候事件, 推测这3个干旱气候事件期间年平均降水量为230 mm左右, 蒸发量为2500 mm左右, 大风沙尘天气频繁。     

我国生存环境演变和北方干旱化趋势预测研究 (Ⅰ):主要研究成果

北方干旱化是我国最为严重的生存环境问题之一。20世纪90年代以来,与干旱化相联系的灾害造成的直接经济损失每年都在1 000亿元以上。它已经成为东北商品粮基地发展和华北能源基地建设以及实施“西部大开发”和振兴东北老工业基地战略的一个主要障碍。国家重点基础研究发展计划（973计划）“我国生存环境演变和北方干旱化趋势预测研究”（G1999043400）以全球变化科学的理论为指导,实施对水、土、气、生组成的生存环境系统的综合集成研究,从季风环境系统的整体变异的角度揭示干旱化形成的机理,并为干旱化发展趋势的预测、影响评估和对策建议提供科学依据。项目实施5年来,在完成国家目标需求和重大基础科学研究两个方面取得了显著成果;主要介绍了该项目的主要研究内容及代表性成果。     

汾河流域降水变化趋势的气候分析

利用汾河流域39个测站近45 a(1956-2000年)的月降水量资料,采用线性趋势估计、T显著性检验和多项式回归方法分析了降水时空变化。结果表明,汾河流域降水空间分布南多北少、由下游向上游逐渐减少。年、汛期(6～9月)降水量呈逐年减少趋势,且在全流域具有普遍性,平均降水倾向系数-26．1 mm/10 a、-22．2 mm/10 a,流域趋于干旱化。20世纪50、60年代流域降水偏多,70、80年代接近常年水平,90年代偏少最甚。气候跃变参数结果显示,汾河流域汛期降水没有跃变。     

临夏盆地新生代沉积物高分辨率岩石磁学记录与亚洲内陆干旱化过程及原因

亚洲内陆干旱化是全球新生代大陆环境变化中最引人瞩目的重大事件,与新生代全球变冷和青藏高原隆升密切相关.文章通过对甘肃临夏盆地几乎连续的新生代沉积物系统岩石磁学性质研究,获取了高分辨率磁化率和非磁滞剩磁记录,揭示在29.0～8.6 Ma的漫长的以湖相粉砂岩和泥岩为主的渐新世晚期和中新世早、中期没有明显的长期变化,从8.6Ma开始持续增加,尤其从6.4Ma和5.3Ma开始表现出两次快速持续增加.同时,以8.6Ma为界磁性矿物相对含量发生明显变化,此前以赤铁矿为主,磁铁矿和磁赤铁矿次之,此后以磁铁矿和磁赤铁矿为主,赤铁矿次之,磁性矿物类型和性质类似于风成红粘土和黄土.因此,我们将这种沉积物中磁性矿物组合、性质和含量的长期变化解释为流域外风成物质的加入,指示我国西北内陆现代干旱气候可能从8.6Ma开始,7.4～6.4 Ma后急剧加速变干,5.3Ma后再次加速变干,并最终形成今天的干旱区的过程.9～8 Ma开始的青藏高原阶段性快速隆升和随后的全球变冷可能是驱动亚洲内陆干旱化进程的动力.     

北方地区地下水系统退化的气候干旱化效应

北方气候干旱化趋势越来越强烈, 对生态环境产生了巨大影响.在分析气候干旱化研究现状基础上, 讨论了地下水系统在地球表层系统中的地位、对地球表层系统的调节作用以及对北方干旱化趋势研究的意义, 分析了地下水系统的退化对北方气候干旱化的作用.研究表明其已经产生了不可忽视的环境效应, 具体表现在地下水的过量开采使区域地下水系统退化, 导致地球浅表水、热、CO₂转换模式的改变, 造成水热失调, 加快局域气候干旱化.认为应该研究地下水系统演化规律, 揭示其时相变化对干旱化形成和发展的作用机理, 评估、预测未来地下水开发的相关环境效应, 提出防止干旱化的地下水开发调控模式, 从而为北方干旱化地区实施可持续发展提供科学依据.      

黄土高原红粘土成因及上新世北方干旱化问题

本文通过对黄土高原第三纪红粘土的野外观察，以及沉积学和地球化学分析，得到能证明红粘土为风成沉积的新证据。另外，佳县红粘土沉积的土壤学特征表明，上新世时期的东亚夏季风强度总体强于第四纪。     

德州生态质量气象评价中湿润指数定量分析

为了在生态质量气象评价中定量分析湿润指数变化，利用德州市1971-2000年各月平均气温、气压、风速、相对湿度和降水量资料，计算月、季，年潜在蒸散量和湿润指数。用最小二乘法计算线性变化趋势系数。发现，湿润指数平均10年减小0．07，潜在蒸散量平均10年增加24．42mm，气候呈干旱化趋势。