2008年东海海面WRF风场和QuikSCAT风场差异分析

为了分析海面风场资料的实用性,利用WRF (Weather Research and Forecasting Model)模拟了2008年东海海面风场,并比较了WRF模拟结果与QuikSCAT卫星散射计资料的差异.结果表明,两种资料均能反映东海海面风场的季节性变化特征,台风月风速偏差波动较大.分析四个台风个例发现,当台风较弱时,两种风场资料分布情况较一致;当台风较强时,两种资料均有不同程度的偏差,在近海区域,WRF模拟结果相比QuikSCAT资料更好地描述台风周围风场特征.     

末次盛冰期以来中国南方C_3/C_4植被时空演化及影响机制

当前中国南方C_3/C_4植被演化的研究开展得较少,且C_3/C_4植被演化的主要影响机制也不明确.这有碍于全面了解不同气候环境下C_3和C_4植物竞争机制及其与气候要素的关系,也不利于评估未来气候变化对区域C_3/C_4植被的影响.事实上,区域尺度C_3/C_4植被变化对全球碳循环和农业生产有着重要的影响.由此可见,重建中国南方地区C_3/C_4植被的演化历史并理清气候变化对其影响机制显得尤为重要.文章选取了长江以南地区的湛江湖光岩玛珥湖、泸沽湖、星云湖、鄱阳湖、龙感湖、白马湖、东钱湖和梵净山九龙池等8个湖泊以及定南、南屯、袍烈和铭爱村等4个泥炭沉积记录系统地开展了高碳数正构烷烃稳定碳同位素(δ~(13)C)分析,重建了末次盛冰期以来南方地区C_3/C_4植被的时空演化,并结合已有的古气候记录试图探讨影响研究区C_4植物丰度变化的气候要素.湛江湖光岩玛珥湖、星云湖和泸沽湖3个钻孔岩芯和定南泥炭样品的高碳数(C_(27)～C_(33))正构烷烃δ~(13)C均值的集成结果表明:从末次盛冰期至全新世早期C_4植物比例呈逐渐增加趋势,从21%升高到34%,而到全新世中期C_4植物比例显著降低,最低达到10%.在空间上,末次盛冰期和全新世早期C_4植物丰度总体上呈现由南向北逐渐降低的趋势,而在全新世大暖期则出现相反的空间变化趋势,这体现了C_4植物空间分布由温度调控转变为降雨调控的结果.该研究表明在中国南方温度是C_4植物分布的主控因素,而在温度条件合适时降雨的增多会降低C_4对C_3植物的竞争优势.因此,温度与降雨季节性分配的组合关系是决定C_3/C_4植被比例变化的重要气候要素.在未来温度升高降雨增多的前提下, C_4植物竞争优势的降低可能会对中国农业生产有所影响.     

内蒙古达里湖全新世有机碳氮同位素记录与环境演变

内蒙古中东部的达里湖为一水文封闭型湖泊,位于现今东亚夏季风的北部边缘区,对区域环境变化十分敏感.本文对达里湖沉积中心提取的岩芯(DL04沉积岩芯)顶部8.5m沉积物进行了有机地球化学分析.15个全岩样品有机质的放射性碳测年结果表明:岩芯顶部8.5m涵盖了过去大约11500年.按约50年分辨率分析的225个总有机碳(TOC)、总氮(TN)含量、总有机碳/总氮(C/N)原子比值数据以及221个有机碳和有机氮稳定同位素(δ13C和δ13C)数据,详细揭示了全新世东亚夏季风边缘区的水文和生态变化历史.在距今11500 ～ 9800日历年(ca1.aB.P.)期间,所有地球化学指标均呈逐渐增大趋势,指示入湖河流逐渐增强,达里湖开始扩张,水生植物生产率逐渐升高;在9800 ～ 7700cal.aB.P.期间,TOC和TN含量以及C/N比值维持稳定高值,δ13C和δ15N值较小,指示湖泊维持高湖面状态,陆源输入和浮游植物生产率较高;在7700～ 5900cal.aB.P.期间,C/N比值和δ15N维持低值,TOC和TN含量呈现更高值,并且波动变化,δ13C值逐渐增大,表明湖面维持高水平,湖水显著变暖,浮游植物生产率显著升高,流域植被大幅度扩张;在5900 ～ 4850cal.aB.P.期间,TOC和TN含量,C/N比值以及δ13C值显著减小,δ15N值显著增大,暗示地表径流显著减弱,达里湖湖面显著下降,湖泊生产率快速下降;从4850cal.a B.P.开始,TOC和TN含量以及C/N比值呈逐渐减小趋势,δ13C和δ15N值呈逐渐增大趋势,表明湖面逐渐下降,湖水盐度、碱度升高,湖水可能变冷,湖泊生产率逐渐下降,流域植被收缩.全新世东亚夏季风边缘区水文和生态环境的变化可能直接或间接受北半球夏季太阳辐射量和区域季风降水强度的共同控制.     

末次盛冰期以来泸沽湖沉积记录的正构烷烃分布特征和单体碳同位素组成及其古植被意义

泸沽湖是云贵高原上典型西南季风区的一半封闭湖泊,本文通过研究水深69.3m处长度为18.3m岩芯中15个样品的陆源高等植物正构烷烃分布特征及碳同位素组成,揭示了湖区木本/草本植被和C3/C4植被的变化历史,并试图探讨C3/C4植被变化的可能影响机制.在末次盛冰期至全新世早期,正构烷烃含量及(C27+C29)/2C31比值逐渐增加,正构烷烃(碳数＞C25)的平均碳链长度(ACL)值逐渐减少,指示木本植物比例相比草本植物较多且呈逐渐增加态势,表明气候逐渐向暖湿方向发展;而同一时期,陆源高等植物正构烷烃(C27、C29和C31)δ13C值均逐渐偏正,无法用气候变化来解释,应该反映了C3/C4植被变化,由此,通过二元模式计算得出的C4植物比例从19.6％逐渐增加至31.9％,上述结果表明该时期温度升高对C4植物增多起了主要作用.到全新世中期,正构烷烃分布特征表明木本植物比例依然较高,表明此时气候温暖湿润,而δ13C值则呈偏负的趋势,我们认为这是降雨增加和C4植物减少协同导致的.在全新世晚期,正构烷烃分布特征指出草本植物比例相对增加,而该时期的δ13C值则稍微偏正,这可能是因为气候变干所导致的.陆源高等植物正构烷烃分布特征所揭示的植被变化可以与研究区域孢粉记录进行较好对比.研究进一步明确了温度是C4植物出现的主控因素,而在温度满足要求时降雨的增多会降低C4对C3植物的竞争优势.