小兴安岭过去5000年的泥炭δ~(13)C记录

小兴安岭植物体中δ13C不仅受区域湿度变化控制,也受温度变化控制。泥炭纤维素的δ13C曲线,较好地响应了小兴安岭地区过去5000年来气候,特别是温度和湿度的演变过程。5.1～3.0kaBP、3.0～1.8kaBP、1.8kaBP迄今,小兴安岭经历了3个千年尺度的气候波动,气候演变过程为温暖湿润→温凉较湿→冷凉较湿。在千年尺度的气候波动上,又叠加着百年尺度的气候变化,在3.0kaBP以来更为显著。相应的,泥炭发育也经历了从富营养、中营养到贫营养阶段。     

小兴安岭过去5000年的泥炭δ^13C记录

小兴安岭植物体中δ^13C不仅受区域湿度变化控制，也受温度变化控制。泥炭纤维素的δ^13C曲线，较好地响应了小兴安岭地区过去5000年来气候，特别是温度和湿度的演变过程。5．1-3．0kaBP、3．0～1．8kaBP、1．8kaBP迄今，小兴安岭经历了3个千年尺度的气候波动，气候演变过程为温暖湿润→温凉较湿→冷凉较湿。在千年尺度的气候波动上，又叠加着百年尺度的气候变化，在3．0kaBP以来更为显著。相应的，泥炭发育也经历了从富营养、中营养到贫营养阶段。     

重庆地区石笋δ13C记录的全新世气候环境变化

本文利用重庆市青木关镇狮子洞石笋QM09铀系测年数据和氧碳稳定同位素数据,重建了研究区9.4~0 ka BP的古气候环境演化历史。依据狮子洞石笋δ~(13)C记录变化趋势,将其划分为2个阶段:(1)9.4~3.0 ka BP期间,狮子洞石笋δ~(13)C记录除了在4.2 ka BP附近发生一次短暂的偏重事件外,整体变化比较平缓,石笋δ~(13)C值比较偏轻;同时石笋δ~(18)O值在该期也较为偏轻,暗示了此时段季风强盛,气候温暖湿润,地表植被变化稳定。此时人类活动比较弱,对自然环境的影响小,植被变化主要受自然气候环境的影响;(2)3.0~0 ka BP期间,石笋δ~(13)C记录不再呈现如第一阶段般平稳变动的趋势,在3.0 ka BP时开始波动下降,在经历1.7 ka BP大幅下降后,δ~(13)C便频繁波动大幅升降。石笋δ~(18)O记录显示该时段季风减弱,气候变干,植被退化,土壤水中溶解的CO_2含量减少。加之该期人类活动剧烈,地表自然植被遭到破坏,当地无机环境更多的参与到地下水循环体系中来,使得石笋δ~(13)C逐渐加重。     

重庆金佛洞石笋δ13C记录的全新世千年尺度气候振荡

基于重庆市金佛洞石笋J119铀系测年数据和碳同位素数据重建了全新世9.6～1.6 ka B.P.时段的古气候演化序列。分析结果显示:在早全新世的9.6～7.4 ka B.P.期间,J119δ~(13)C记录呈现出偏负趋势,表明此时段内季风逐渐加强,气候开始变暖湿;中全新世的7.4～4.2 ka B.P.期间,J119δ~(13)C值整体偏负,与全新世大暖期相对应;在4.2 ka B.P.附近δ~(13)C记录出现较大幅度的迅速偏正,并持续到约2.5 ka B.P.,随后石笋δ~(13)C值出现偏负趋势,表明在4.2 ka B.P.以后气候持续处于干冷状态直到2.5 ka B.P.才有所转暖。在全新世期间,重庆金佛洞石笋清晰地记录了7次千年尺度气候震荡事件,分别发生在大约2.7 ka B.P.、4.2 ka B.P.、5.5 ka B.P.、8.3 ka B.P.、9.4 ka B.P.附近,与大西洋染赤铁矿记录的冷事件2、3、4、5、6相对应。除此之外,J119δ~(13)C记录显示在7.0～6.7 ka B.P.、7.8～7.3 ka B.P.时段也存在千年尺度震荡,这些突变事件与董哥洞石笋氧同位素记录的弱季风事件(2.7 ka B.P.、4.4 ka B.P.、5.5 ka B.P.、6.3 ka B.P.、7.2 ka B.P.、8.3 ka B.P.)也存在一定的对应关系。因此,本文研究表明金佛山石笋δ~(13)C记录能够反映全新世千年尺度的气候事件,并可以与石笋δ~(18)O记录进行相互对比和验证。     

河南马沟洞石笋记录的早中全新世气候和环境变化

基于河南省禹州市马沟洞2支石笋(MG-1与MG-40)24个~(230)Th年龄和1988个氧同位素数据,建立了研究区13.1—4.9 ka BP分辨率为2—14 a的石笋氧同位素时间序列。马沟洞石笋δ~(18)O的时间序列揭示季风降水在11.2—9.1 ka BP时段在波动中逐渐增加,9.1—4.9 ka BP季风降水显著波动但无明显长期趋势变化。YD事件、9.3 ka事件、8.2 ka事件记录与其他石笋δ~(18)O记录的一致性揭示末次冰消期—早全新世百年—千年尺度气候突变事件的大范围存在和共同的驱动因子。马沟洞全新世大暖期的δ~(18)O记录中检测出的13个数十年尺度的弱季风事件进一步证实全新世大暖期气候的不稳定性。与大气⊿~(14)C记录、NGRIP冰芯δ~(18)O记录的对比及周期分析揭示,太阳活动引起的太阳辐射变化和北半球高纬气候状况共同影响着亚洲季风的变化,ENSO活动及气候系统内部的相互作用也对东亚夏季风降水产生重要的影响。     

泥炭中胡敏酸与纤维素δ~(13)C序列初步对比

泥炭纤维素δ13C变化是反映气候干湿变化的一个重要气候代用指标,但泥炭纤维素的提取工序复杂,因泥炭胡敏酸提取方便,为了探索泥炭胡敏酸δ13C对古气候的指示意义,对金川泥炭胡敏酸δ13C与泥炭纤维素δ13C进行了对比研究,发现胡敏酸δ13C序列变化与纤维素δ13C序列变化非常相似,且胡敏酸δ13 C序列的变化更为明显,胡敏酸δ13C值对古气候的干湿变化也具有一定的指示作用,但应用时要慎重。     

利用Rb/Sr值、有机碳氮同位素及14C重建贵州喀斯特地区古环境变化

本文利用碳酸盐岩风化剖面土壤中Rb/Sr值、有机碳氮的稳定同位素值(δ~(13)C_(org)和δ~(15)N_(org))并结合~(14)C定年结果,讨论了贵州黔西南喀斯特地区晚更新世以来的植被和气候变化情况。结果表明:(1)晚更新世以来,研究区气候在千年尺度上经历了多个冷热、干湿循环过程,植被以C4植物为主;(2)研究区在14 750 a BP时期可能发生过较为极端的气候事件;(3)Rb/Sr值和δ~(13)C_(org)值可以用来指示古环境变化情况,高Rb/Sr值和高δ~(13)C_(org)值指示湿热气候,低Rb/Sr值和低δ~(13)C_(org)值指示干冷气候。     

云南拱王山地区全新世以来的环境变化记录

对云南小江流域拱王山狐狸房峰南北两侧的老碳房(海拔3 597 m)及石板塘(海拔3 689 m)冰川湖泊沉积剖面进行地球化学元素和孢粉分析,结合14C年代,探讨了研究区全新世以来的气候环境。结果表明,该区全新世主要经历了6次较明显的气候波动,即8.4~7.7 ka气候凉湿;7.7~6.5ka气候冷湿;6.5~4.7 ka气候冷干;4.7~2.1 ka气候凉湿;2.1~1.0 ka气候温湿;1 ka至今气候以暖湿为主。此分析结果反映了本区全新世以来各个不同时段的气候变化与东南季风、西南季风的双重影响印记,与目前中国全新世新冰期与高温期交替及其气温变化规律有一定的耦合与差异。     

江汉平原湖相沉积物元素地球化学记录揭示的12.8 cal. ka BP 以来气候环境演变

以江汉平原JZ-2010湖相沉积剖面为研究对象,AMS ¹⁴C年代数据为框架,通过对湖相沉积物的元素地球化学记录进行综合分析与对比研究,重建了江汉平原冰消期末至全新世以来的古环境演化过程,并探讨了区域气候变化的可能驱动因素。结果表明：12.8—9.1 cal. ka BP,研究区气候总体上温凉偏干,但有逐渐向暖湿变化的趋势;9.1—6.3 cal. ka BP,气候温暖湿润,水热配置均匀;6.3—4.4 cal. ka BP,气候前期较为暖湿,后期有逐渐向干旱转变的趋势;4.4—1.3 cal. ka BP,气候经历4.2 ka冷干事件后逐渐向温暖湿润转变。硅铝率、CIA和Rb/Sr指标的变化趋势与太阳辐射量、北大西洋赤铁矿染色颗粒及底栖有孔虫壳体δ¹³C记录之间存在较好的对应关系,揭示出江汉平原12.8 cal. ka BP以来的气候变化受控于北大西洋深水流的变化,同时,中晚全新世以来气候变化趋势与北半球夏季太阳辐射变化趋势较为吻合,太阳辐射主要通过季风环流间接影响区域气候变化。     

河西走廊古遗址时空演变与环境变迁

河西走廊在史前和历史时期是欧亚大陆东西方文化交流的重要通道。近年来该区域考古调查、环境变化研究等方面取得明显进展,为研究局域地貌内遗址时空演变与环境变迁提供可能。通过整理河西走廊考古调查资料,应用文化分布界值、文化重心等方法综合分析该区古文化的时空演变过程,并应用GIS技术提取相应遗址点现今的环境(高程、河流、植被和沙地)信息,结合古人类生产生活方式推测该区古今环境变化及其原因,并分析了该区域古文化演变的驱动机制。结果显示:3.5 ka BP前,古文化主要由东南向西北方向扩散;3.5—3.0 ka BP古文化仅分布在河西东部地区;3.0—2.4 ka BP骟马文化和沙井文化重新分布在河西的东部和西部地区;约4.0 ka BP、3.6 ka BP和3.0 ka BP的极端气候使古遗址的高程分布发生显著变化,遗址点所在地的河流、植被、沙地均发生不同程度的变化。气候变化是河西走廊古文化时空演变的主要驱动力,欧亚大陆的文化交流、战争战乱和境外文化的传入也是其重要的影响因素。     

苏北盆地里下河地区30~15 cal ka BP期间地球化学元素变化特征及古气候意义

应用因子分析法对苏北盆地里下河地区SG剖面中的地化元素和氧化物进行分析,提取出相关古气候信息,重建了苏北盆地里下河地区30~15cal ka BP期间的古气候环境演化序列:30.3~26.0cal ka BP为相对暖湿期;26.0~17.8cal ka BP较为显著的冷干期;17.8~15.0cal ka BP以升温为主,冷暖波动剧烈,整体相对暖湿期;另外,在这些大的气候演变背景条件下,也存在着多次明显的气候波动事件。这一研究结果不仅与国内大量的研究资料相一致,而且与深海氧同位素和北半球太阳辐射等曲线也有着很好的对应,表明苏北地区的气候变化具有全球性特征。     

我国季风区5 ka BP气候事件

5.0 ka BP前后全球普遍经历了一次快速的降温事件,对世界范围内很多地区的环境产生了显著影响。本文利用公开发表的有高精度年代控制的、高分辨率石笋和湖沼沉积记录,系统回顾了5 ka BP气候事件在我国不同地区的降雨表现。这次气候事件在我国季风区不同区域都有记录,其中在季风区北方和青藏高原地区记录的最为清楚,体现为显著的干旱。事件起始于5.6—5.5 ka BP,在5.0 ka BP左右达到峰值,其后快速回升。5 ka BP气候事件对我国新石器文化的发展产生了重要影响。太阳辐射减少导致的赤道辐合带南移和大西洋经向翻转环流减弱导致的亚洲夏季风减弱可能驱动了此次气候事件。然而,不同地区、特别是南方地区的不同记录在此次事件的表现形式和开始时间有所差异。云南和湖北的泥炭记录显示此次事件为突变事件,发生于4.7—4.9 ka BP,不同于其他地质记录的渐变状态。未来还需加强在南方地区,特别是华东地区重建涵盖5 ka BP气候事件的有绝对定年的高分辨率可靠降雨记录。进一步厘清这些记录的差异是由于不同气候代用指标和记录分辨率的不同以及测年误差导致的,还是对气候事件的响应存在着区域差异。     

江汉平原石家河谭家岭遗址新石器时代环境考古

通过对位于江汉平原北部石家河古城内谭家岭遗址地层孢粉、碳氮地球化学和磁化率代用指标的综合分析表明,石家河文化早期(4.6—4.4 ka BP),孢粉浓度较高且种类多,特别是喜暖湿的孢粉科属含量较大,植被覆盖较好,说明遗址及周边地区受人类活动干扰较少;TOC、TN和C/N偏高,δ~(13)C_(org)偏低,表明当时以C_3植物为主,气候较为温暖湿润;该时期遗址区域可能积水较多,磁化率值总体较低,发生过水域面积增大但持续时间不长的变化,石家河古城在防御洪水及外敌入侵方面发挥了较大作用。石家河文化中晚期(4.4—4.0 ka BP),孢粉种类和浓度减小,TOC、TN和C/N也持续减小,δ~(13)C_(org)则偏高,气候凉干,降水减少,遗址区域积水减少并逐渐演变成古人的居住用地,受人类活动影响磁化率值明显增高;由于河湖、地下水位下降,石家河古城防御洪水与外侵的功能消失并逐渐废弃。4.2 ka BP前后气候持续凉干,极端灾害事件频繁发生,影响了当地农业和渔猎业的发展,使得石家河文化发展停滞,这是导致本区石家河文化衰落的重要环境因素。     

泾河中游将军村全新世剖面中钾素的地球化学特征及古气候意义

通过对泾河中游将军村全新世黄土地层中钾素、低频质量磁化率、频率磁化率、Rb/Sr与年代学综合分析,着重探讨了黄土中钾素的地球化学特征及其所揭示的古气候变化。研究表明：（1）速效钾、缓效钾具有很明显的古气候指示意义,可作为衡量东亚夏季风强弱的一种敏感参数或代用指标,并且对微弱的古气侯波动反映更灵敏。（2）近万年来将军村剖面所经历的古气候变化特征：早全新世（11.20—8.05 ka BP）气候逐渐趋于相对暖湿,但气候冷干/暖湿波动频繁交替;中全新世（8.05—3.10 ka BP）气候适宜;晚全新世前期（3.10—2.00 ka BP）气候偏凉干;晚全新世后期（2.00 ka BP—至今）气候再度转为偏暖湿。（3）将军村剖面全新世气候适宜期是渐变形成的,但大暖期却在约3.10 ka BP时以气候突变形式终结。     

全新世青藏高原东部西南季风的演变

本研究报道一组新的西南季风代用指标,即泥炭中单一种属植物———木里苔草残体纤维素和泥炭混合植物残体纤维素的δ13C时间序列,所记录的青藏高原东部全新世气候变化。两记录表明,该区全新世的下限年龄约11200aBP(14C年龄约9900aBP);从约11200aBP起该区迅速进入湿暖的全新世阶段,季风活动迅速增强;在约10800～5500aBP期间,季风总体保持在强盛状态,但其间有4次突然减弱,气候变干冷;约从5500aBP起季风活动在波动中逐渐减弱,其中有4次减弱最明显。所有这8次气候的突然变化都与北大西洋浮冰事件一一对应。这种密切的相关关系表明,西南季风强度的波动可能是对全球变化,特别是对海洋热盐环流引起的地球南北方气候波动的所谓"跷跷板效应"的响应。     

苏北盆地晚更新世晚期湖泊沉积记录的气候环境变化

通过对苏北盆地周奋剖面沉积物进行粒度、地球化学元素比值、磁化率等指标的分析,结合年代数据,重建了苏北盆地晚更新世晚期的古气候环境演化序列.结果表明,晚更新世晚期苏北盆地的古气候环境演变经历了2个阶段:阶段Ⅰ:39.6～30.3 cal ka BP期间,气候整体相对湿润,同时也存在冷干波动;阶段Ⅱ:30.3～18.6 c...     

红原泥炭腐殖化度记录的全新世气候变化

腐殖化度作为气候代用指标首次用于我国泥炭的古气候研究 ,较好的记录了红原地区全新世的气候变化。对红原泥炭14 C测年和腐殖化度分析 ,获得了距今 12 0 0 0年较高分辨率红原地区气候变化记录 :11.815～ 10 .9kaB .P .,气候干冷 ;10 .9～ 5 .6kaB .P .,气候湿暖 ;5 .6～ 3.9kaB .P .,气候干冷 ;3.9～ 1.7kaB .P .,气候干冷、湿暖波动 ;1.7～ 0kaB .P .,气候干冷。总体而言 ,大约 5 .6kaB .P .是红原地区由早中全新世的湿暖气候向晚全新世干冷气候变化的转折点。同时 ,红原泥炭记录的降温事件在北半球具有普遍性 ,反映了青藏高原对全球气候变化的响应。     

石笋灰度和同位素对末次冰期气候事件的响应

对石笋多指标的研究有利于全面理解季风气候事件的变化特征和机制。以湖北永兴洞YX55石笋为研究对象,通过高精度U/Th定年和多指标分析重建了65~35 ka B.P.石笋灰度和稳定同位素的变化序列。在65~40 ka B.P.时段,石笋灰度、δ¹³C与δ¹⁸O都呈现出数个千年至亚千年尺度的变化,但δ¹³C变化幅度比δ¹⁸O小得多。这说明灰度和δ¹³C这类代表局域气候的指标,都响应于δ¹⁸O指示的Heinrich（H）事件和Dansgaard-Oeschger（DO）旋回,但响应的程度各不相同。H4期间,石笋δ¹³C和灰度呈现不一致变化：δ¹³C不像在其他H事件一样小幅振荡,而是大幅正偏（相当于其他H事件2~3倍）;灰度则显示出和DO旋回一致的特征。这种δ¹³C/灰度与δ¹⁸O异常响应关系可能的机制是：H4期间季风强度急剧减弱,使得洞穴上覆土壤覆盖率大幅降低,从而削弱或阻止了土壤—岩溶系统的过滤能力,使石笋中杂质含量异常增加。     

福建千年桐种源叶片δ13C与环境及叶碳氮含量的关系

选取福建省不同千年桐种源在同一条件下人工培育,通过测定千年桐叶片稳定碳同位素比率(δ¹³C),分析千年桐叶片δ¹³C的特征及其种源差异,以及环境因素和种源生长对其的影响。结果表明,千年桐种源叶片δ¹³C的变化范围在-26.06‰~-24.46‰之间,平均值为-25.54‰,其中莆田、顺昌和沙县种源δ¹³C值较大。千年桐种源叶片δ¹³C值与经纬度之间相关性不显著,与年均温度呈显著正相关,与年均降水量呈显著负相关,年均温度和年均降水量是千年桐δ¹³C值变化的主要限制因素。千年桐种源叶片δ¹³C值与叶N含量以及C/N呈现二次曲线相关性。结合叶片δ¹³C及其对环境因素的响应,莆田、顺昌、沙县千年桐种源具有较高的δ¹³C值,对应较高的水分利用效率,可以考虑栽植在较干旱、贫瘠环境中作为先锋树种,其落叶阔叶的特性也有助于养分回归、改良地力;而政和、尤溪、建阳种源的δ¹³C值相对较小,建议栽植在水分条件较好的湿润地区,充分发挥对水分的摄取能力,提高其生长量。     

不同岩溶环境条件下岩溶地下水中δ~(13)C_(DIC)特征

岩溶地下水的δ13 CDIC值主要是受土壤碳库和碳酸盐岩碳库的δ13 C所制约。本研究选取两个气候条件完全不同的南方广西桂林、北方山西汾阳为对比研究对象,通过取样测试分析两个地区岩溶地下水的δ13 CDIC值,发现北方汾阳岩溶地下水的δ13 CDIC范围为-7.53‰～-12.25‰,平均为-9.84‰;南方桂林岩溶泉水的δ13 CDIC范围为-9.22‰～-15.99‰,平均为-13.06‰;北方岩溶水比南方偏重3.22‰。结合两个地区所处的气候环境条件分析,北方暖温带干旱半干旱大陆性季风区,C4植被发育,C3/C4比例低,土壤碳库的δ13 C重;南方亚热带湿润季风区C3植被发育,C3/C4比例高,土壤碳库的δ13 C轻。因此气候条件不同引起生态条件的差异而造成南北方地下水δ13 CDIC的不同。这为利用同位素方法研究地下水对气候条件变化的响应提供了理论依据。