陆地生态系统模型比较研究进展

陆地生态系统作为地球表层复杂系统中重要一环是全球碳氮循环研究的核心内容之一，在陆地生态系统研究中模型作为一种必不可少的手段备受关注。近年来，国际上发展了多种基于不同原理和目标的模型，其模拟结果也不尽相同。为了对这些模型进行比较研究，国际上开展了多个模型比较研究计划。本在筒述各种模型比较计划的基础上；阐述了目前国际上一些比较成功的模型的研究进展；指出模型的进一步发展必须建立在对生态系统各个组成要素、生态过程及其对气候变化的响应与反馈机制研究的基础之上。耦合大气、岩石圈、生物圈从机理上模拟碳氮动态，同时在进行区域或全球尺度评价时引入遥感、地理信息系统等手段，将是未来模型发展的趋势。     

基于洞穴钙板碳、氧同位素和Δ47温标的青藏高原东南缘MIS7.2时段气候变化过程与机制探讨

本研究基于云南香格里拉石卡雪山高原面洞穴钙板SK下部约8.2 cm厚的7个²³⁰Th年龄、 81组碳氧同位素和9个Δ47温度数据,恢复了MIS 7.2时段的气候变化历史。SK-δ¹⁸O序列重建了213.75～199.74 ka B. P.时段的印度夏季风演变过程,平均分辨率约180 a,该序列显示δ¹⁸O值在209.17 ka B. P.和205.00 ka B. P.前后显著正偏,清晰记录了两个千年尺度季风减弱事件。通过与亚洲季风区石笋记录的对比发现,在MIS 7.2开始阶段印度夏季风与东亚夏季风同步变化,但在结束阶段,SK记录早于三宝洞记录约4000 a,考虑到样品年代误差及分辨率等因素,认为该时段轨道尺度上亚洲季风具有一致变化,但是准确时间还有待进一步厘清。Δ47古温度曲线与δ¹⁸O、δ¹³C记录的对比显示出MIS 7.2结束时段水热异步变化特征,与黄土-古土壤序列结论类似,不同的是SK记录的温度直接响应北半球太阳辐照度变化,而不是响应南极温度变化。SK记录显示夏季温度从...     

气候变化对黄土碳库效应影响的敏感性研究

中国黄土分布广、厚度大,是古气候变化的良好记录载体,然而黄土在大气CO2循环中到底是源还是汇一直是困扰人们的一个问题.本文利用陆相生态系统中的生物地球化学模型,通过敏感性试验,模拟了土壤有机碳对气候变化的响应.结果表明:1)在各种稳定的气候条件下黄土的土壤有机质都是持续增加的,因此可以认为自然条件下黄土是大气CO2的一个汇;2)温度和降水对黄土中土壤有机质含量的影响正好相反,表明湿度是影响黄土地区生态环境的主要因素,温度和降水都是通过对湿度的影响来影响植被生态的;3)地表植被和土壤有机质是黄土碳库与大气CO2之间的重要媒介.黄土表层的生物地球化学过程是影响黄土碳汇效应的主要过程;4)黄土碳库的主要存在形式以次生碳酸盐为主,其次是土壤有机质,气态CO2只占很小比例.     

山东开元洞发现典型"北方型"石笋微生长层

石笋中微层的形成一般认为与地表气候环境具有明显的季节变化有关~([1,2]).石笋微层的发育不仅具有明确的年代学意义~([2]),还具有重要的气候环境变化指示意义~([2,3]).     

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     

福建斗湖表层沉积物的粒度特征及其环境意义

湖泊沉积物粒度组成及特征主要受沉积物沉积时的动力条件和搬运特征控制,从而可以记录湖面水文信息的变化。基于对东南沿海高海拔湖泊斗湖表层和流域范围表层沉积物样品粒度的测试,利用沉积物粒度多组分分析方法,分析了表层沉积物的组分特征,探讨了斗湖表层沉积物粒度变化的环境意义。结果显示,斗湖表层沉积物主要为黏土质粉砂,沉积形式主要以悬浮沉积为主。其次,粒度频率曲线呈多峰特征,利用多组分分析方法从湖泊样品中解析出5个组分,其粒径分别为0.64~0.74μm,2.2~4.0μm,10.5~16.4μm,61~110μm和265~436μm,而流域沉积物样品仅存在前4个组分。再次,通过与汇水盆地表层沉积物粒度特征的对比,推断出斗湖沉积物粒度特征主要受湖泊南北方向水动力变化控制,揭示出斗湖沉积物是重建东南沿海地区古环境演化的潜在载体。     

DO4事件的精确定年及亚旋回特征: 来自福建龙岩仙云洞石笋的证据*

DO4事件(Dansgaard-Oeschger event 4,简称DO4事件)是发生在MIS3阶段后期的1次明显升温事件。根据福建仙云洞石笋(编号XYⅢ-28)300~500 mm层段6个高精度²³⁰Th年龄和188个氧同位素数据,获得了29.13~27.94 kyrB.P.时期平均分辨率达7 yr的东亚夏季风强度的演变过程数据。该石笋 δ¹⁸O 记录的DO4事件起止时间为28.83±0.06~28.46±0.06 kyr B.P.,持续时间为0.37±0.06 kyr。相对基于GICC05年层计数时标NGRIP冰芯 δ¹⁸O 记录在DO4开始阶段的突变特征,仙云洞石笋记录的DO4事件开始阶段 δ¹⁸O 值在145±60 yr内偏负0.4‰,表现为相对缓慢的变化特征,这说明仙云洞所处的中国东南沿海地区有可能受到热带低纬海气耦合的影响。此外,仙云洞石笋 δ¹⁸O 记录揭示了在DO4事件内部及附近存在一系列的百年至十年际尺度夏季风增强事件,与格陵兰冰芯 δ¹⁸O 记录、阿拉伯海海盆反照率记录的DO4事件亚旋回结构在定年误差范围内相对应,表明东亚夏季风强度与北高纬温度变化和ITCZ(赤道辐合带)位置移动在百年至十年际尺度上存在紧密的联系。     

云南石林地区土壤侵蚀的石笋记录与现代观测

通过研究云南乃古石林地区的洞穴沉积物———石笋,结合土壤侵蚀观测结果,发现石笋中的每一个夹泥层代表一次地表快速剥蚀事件,进而讨论了土壤侵蚀事件在石林发育过程中的意义。结果表明:石林发育的自然过程之一是土体较长时期稳定、实现土下溶蚀,协同土壤阶段性的快速剥蚀过程,脉动式相对向上“生长”。石林地区全新世曾经历过数次快速剥蚀过程。     

本溪水洞洞穴空气CO2浓度与温、湿度的空间分布和昼夜变化特征

洞穴空气CO2浓度是影响洞穴次生化学沉积物沉积和溶蚀的重要因素之一。基于对本溪水洞洞穴空气CO2浓度、温度和湿度连续两个昼夜的系统观测结果,结合洞外大气CO2浓度、温度和湿度数据,初步分析了本溪水洞洞穴空气CO2浓度空间分布特征和昼夜变化规律：（1）洞穴空气CO2浓度自洞口开始快速增高至一定深度后趋于稳定,这个快速升高的距离与不同季节洞穴交换能力有关,秋季大约是370 m。洞穴CO2浓度稳定区的空间差异可能主要与洞穴结构和裂隙发育情况有关,在洞体变小的倚天长剑景点附近出现峰值,而在洞体变大的石瀑布景点和游客无法进入的源头区出现低谷。（2）观测期间,洞穴空气CO2浓度总体上呈递降趋势,基本上与游客数量有关。（3）在洞穴空气CO2浓度急剧上升的近洞口段,洞穴空气CO2浓度每个昼夜出现两个峰值,分别对应正午12时和午夜前后。本溪水洞洞穴空气CO2浓度的这种变化特点,受游客与工作人员的呼吸排放和洞穴与大气间的气体交换作用的双重影响。