近20年来青藏高原盐湖沉积与环境演化研究综述

综合分析了最近20年来青藏高原盐湖沉积与环境演化研究的主要成果,着重对青藏高原高盐湖沉积的年代学研究、盐湖环境演化的气候环境代用指标研究、盐湖沉积反映的环境演化过程研究、现代盐湖动态演化过程研究等方面进行分析。进一步探讨今后青藏高原盐湖沉积与环境演化研究的主要内容,包括更为精准的测年方法及盐湖沉积高分辨率年代序列的建立、古气候环境代用指标的综合运用与新指标探究、代用指标与气候要素关系的定量研究、盐湖沉积与环境演化的区域对比及驱动机制研究、青藏高原盐湖信息数据库平台与全球变化研究。     

用湖泊沉积研究过去气候变化

湖泊沉积是一种其高分辨率的自然档案，记载了丰富的过去气候变迁信息；研究湖泊沉积，从中提取气候代用指标，可以恢复区域过去气候变迁史，进而推断过去全球气候变化。评述了目前研究和应用较多的十几种气候代用指标，如孢粉、碳和氧同位素、微体化石、分子化合物、碳酸钙含量、有机碳含量、藻类、沉积物粒径、矿物组合等；指出了当前特别重要的是要对各种气候代用指标的形成及其变化过程、气候代用指标的具体环境意义作深入细致的研究。     

贵州高原层状地貌与高原抬升

各种层状地貌是地貌演化研究的重要对象，它们记录了区域地貌、地质、环境及气候变化等地球内外动力的演变。深入研究贵州高原的各种层状地貌的形成、变形及时代，可以弥补缺乏沉积记录等代用指标的不足，具有重建贵州新生代地质、环境演化历史的重大意义。文章总结了有关贵州夷平面、河流阶地、洞穴等各种层状地貌等零星的研究情况，对相关问题进行思考和讨论，旨在构筑贵州新生代区域构造抬升、地质环境演化基本轮廓；与此同时。依据贵州喀斯特的特殊性，提出各级地貌面上碳酸盐岩风化壳的综合对比以及年代学研究是深化贵州层状地貌和新生代地质、环境演化研究的重要内容。     

洞穴次生化学碳酸盐沉积物-石笋的气候替代指标的意义与不确定性因素

洞穴次生化学碳酸盐(CaCO3)沉积物-石笋、钙华和流石,是一个具有丰富的陆地古气候信息的档案库。洞穴碳酸盐(CaCO3)-石笋古环境重建常用的代用指标有碳、氧稳定同位素、生长速度、纹层厚度和灰度、有机质荧光、微量元素等,利用多种替代指标的环境解译,增加了古气候环境重建的可靠性。本文从测年方法和石笋年代学的研究入手,对石笋的生长速度,沉积速率、纹层厚度、稳定同位素、微量元素等各代用指标指代的气候意义进行了简述,同时,也对洞穴次生化学碳酸盐(CaCO3)沉积物-石笋中各单一代用指标存在的不确定性影响因素进行了探讨。因此,我们认为洞穴动态监测可为洞穴碳酸盐(CaCO3)沉积物的各替代指标的解译提供可靠的依据,充分利用现代洞穴监测的碳酸盐(CaCO3)沉积物的各替代指标,并与现代器测气象资料进行相互对比、并用以校正,是精确或定量解释石笋气候替代指标的关键。     

青藏高原昆仑山垭口盆地晚上新世以来沉积物磁化率与气候变化

通过对青藏高原昆仑山垭口盆地磁化率、频率磁化率环境代用指标的分析,并与黄土—古土壤和深海δ18O记录的气候变化进行对比,结合剖面的岩性特征和年代序列以及前人所获得的粒度和孢粉资料,揭示了3.6~0.5 Ma期间昆仑山垭口盆地气候变化经历了六个阶段:3.6~2.48 Ma气候相对冷干、2.48~2.14 Ma气候偏凉湿、2.14~2.07 Ma气候相对冷干、2.07~1.16 Ma气候总体相对较湿润(其间有数次冷干波动)、1.16~0.78 Ma气候偏冷干以及0.78~0.5 Ma气候向冷湿发展。     

青藏高原东缘黄土与环境变化研究进展

系统分析了青藏高原东缘黄土地层研究的主要内容和方法,指出了该区黄土与环境变化研究中存在的问题及未来研究方向.青藏高原东缘山原峡谷地带呈不连续分布的黄土地层,是1.15 MaB.P.以来冰缘物质风成沉积的结果.黄土沉积和成壤特征反映了沉积以来的古气候演变特征,也为青藏高原隆升和冰川研究提供了证据.黄土台地的形成与早期人类...     

青藏高原湖泊水质变化及现状评价

为探讨青藏高原湖泊水质变化及现状,于2016年9—10月在青藏高原面上东北部G315沿线,中部S301、S302、S206沿线,南部G219、G318沿线及叶如藏布流域采集湖泊水样,通过实验最终得到33个湖泊水样数据,包括22个构造湖和11个冰湖;同时,分析了湖泊水化学指标浓度、水化学组成和湖水矿化度空间分布,并与20世纪90年代以前湖泊矿化度做对比,以揭示青藏高原近几十年湖泊水质变化及驱动因素,探讨青藏高原湖泊水质现状.结果显示:(1)青藏高原湖泊水化学指标浓度和水化学组成差异显著,构造湖水样水化学指标浓度远高于冰湖水样.按离子总量分类,22个构造湖有6个淡水湖、4个微咸水湖、1个咸水湖、11个盐湖;而11个冰湖均属于淡水湖;按湖水化学类型分类,22个构造湖有6个为Ca~(2+)(Mg~(2+))-SO_4~(2-)型湖泊,16个为Na~+(K~+)-Cl~-型湖泊,而11个冰湖均为Ca~(2+)(Mg~(2+))-SO_4~(2-)型湖泊.(2)青藏高原湖水矿化度时空差异显著,自高纬向低纬湖泊矿化度降低,与20世纪90年代前对比研究发现,青藏高原部分湖泊矿化度较90年代前降低,湖泊水体呈淡化趋势,可能与青藏高原地区气候变暖、降水量和冰川融水增加、蒸发减少有关.(3)由于受地理环境、气候条件及水化学特性的共同影响,青藏高原大部分构造湖pH值、TDS严重超标,其次有6个湖泊也受到F-的污染;冰湖水体受到Fe、Mn、Cr、Ni的污染较为严重,尤其重金属元素Cr、Ni超标极为严重,可能与人类活动有关.     

川西高原甘孜黄土-古土壤容重的特征及其古环境意义

川西高原一带黄土沉积广泛分布,研究该地区黄土-古土壤序列的容重对于理解黄土沉积过程,探讨青藏高原东部地区的环境演化具有重要意义。论文详细分析了甘孜地区末次间冰期以来的典型黄土-古土壤序列的容重变化,结果表明该区土壤容重在1.63—2.53 g?cm~(-3)变化,黄土地层中容重较大,平均为2.01 g?cm~(-3);古土壤地层中容重较小,平均为1.94 g?cm~(-3)。土壤容重与磁化率、粒度2μm组分具有很好的负相关关系,而与平均粒径、粒度63μm组分呈明显正相关,可能表明了土壤化过程和沉积过程对土壤容重的影响;进一步的环境指标相关分析表明甘孜黄土-古土壤容重可以作为西风和高原冬季风变化的替代性指标。详细研究该区黄土的容重变化将有助于深入理解区域环流的演化过程和高原内部的干旱化历史。     

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 cal ka BP,气候相对比较稳定,以冷干为基本特征。苏北盆地湖相沉积物记录的晚更新世晚期的气候环境演变过程,在大趋势上与三宝/葫芦洞石笋、GISP2冰芯等记录有着很好的对应,千年尺度气候事件也能较好的响应H3、H2等冷干事件,表明苏北盆地晚更新世晚期古气候环境演化具有全球性特征,同时受太阳辐射驱动下的东亚夏季风系统影响明显。     

藏北高原自然资源的利用与保护

藏北高原面积约60万km²,海拔在4500m以上,为青藏高原的主体。其气候寒冷干燥,人迹稀少,以高寒草原为主的生态系统基本保存完好,其天然草地辽阔,各类可利用草地面积占土地总面积53％,为西藏最大牧区,适宜发展地毯毛羊--藏绵羊。这里栖居着许多青藏高原特有的国家一、二类保护动物及有一定经济价值动物资源。高原上湖泊众多,湖泊面积占全国湖泊总面积的1/4以上。其中许多盐湖盛产有工业开采价值的食盐、天然碱及硼、锂、钾等重要稀有元素,为我国主要矿盐产地和远景开发区。目前因草地生态脆弱和利用不当,已有4％草地退化,沙地面积扩大,野生动物栖居范围也趋缩小;少数盐矿产地环境有所污染,盐湖资源浪费较大。所以适度利用天然草地、保护野生动物和综合开发盐湖资源,防止自然生态环境的恶化乃是开发藏北高原生物矿产资源的重要战略措施。     

中国西部年降水量的气候变化

中国西部大部分处于干旱、半干旱地区,而且降水量长期变化剧烈。论文综合整理了17个年降水量代用资料序列,其中11个为树木年轮,4个为史料,2个为冰芯积累量。所有序列均采用10年平均值,对1880～1979年的100年平均求每10年平均百分率距平。EOF1表明河套以西到祁连山北部有一致的变化。这个特征与1951～1999年的观测资料及模拟结果的EOF1十分相似。这表明代用资料能反映西部年降水量变化的主要特征。根据代用资料EOF1的时间系数及中心区降水量变化曲线,17世纪,特别是上半叶干旱严重。有资料证明,这个干旱期可能开始于16世纪70年代。近50年是400年以来中国西部年降水量最丰沛的时期。多雨主要发生在气候剧烈变暖的20世纪最后30年。从代用资料来看,降水量变化有“世纪周期”。17世纪的干旱与20世纪末的多雨是否分别与小冰期及现代气候变暖有关,还要进一步研究。     

岩溶泉口沉积物有机碳的来源及环境指示意义

灵水湖为岩溶大泉出口形成的水体,具有优良的水质和几乎恒定的水温,但近年来水生生态系统却发生退化,湖底水草几近绝迹。为了寻找退化原因,利用沉积物的有机碳及其同位素、总氮、烧失量、C/N比值环境代用指标,以及~(210)Pb测年来重建过去环境。结果显示,灵水湖沉积物具有稳定的沉积速率(1.769 cm/a),1957~2013年,δ~(13)C_(org)在-29.6‰~-20.3‰之间波动,与TOC有很好的负相关关系,C/N显示有机碳主要来源于内源的湖泊生物;1960至1990年期间,降雨量、气温和湖水最高水位与δ~(13)C_(org)均有一定的对应关系,是此阶段影响有机碳碳同位素的主要因素;而1990至2013年,尽管有机碳主要来源不变,但与降雨量、气温和湖水水位等无明显对应关系,说明影响此阶段有机碳碳同位素的还有人类活动等其它原因。总结该区水生环境演化模型,认为区域尺度的人类活动是导致局部尺度(泉口)环境变化的主要原因。     

晚中新世以来帕米尔高原生长过程及其与塔里木盆地气候变化可能的联系

帕米尔高原是我国极端干旱区——塔里木盆地的西部边界,也是青藏高原西部构造结所处的位置,所以,它的构造演化过程对于研究青藏高原生长过程及塔里木盆地的干旱化历史具有重要的意义。本文通过帕米尔高原东北部正断裂活动的空间展布、活动性质及运动时代的分析,结合最近构造观测结果,提出帕米尔高原在晚中新世已经隆升到了能够影响西风气流通过的高度。尽管高原在晚中新世已经存在东西向的拉张应力,木吉-塔什库尔干谷地可能最终形成于早-中更新世。这一事件奠定了作为喜马拉雅山到南天山之间过渡的帕米尔高原的现今地貌形态及塔里木盆地的气候特征背景。本文结合西昆仑北部及南天山的古地理演化及构造运动证据分析,提出帕米尔高原晚中新世以来的构造地貌演化可能是塔里木盆地晚中新世干旱化加剧的主要原因,中更新世气候代用指标解释复杂性可能也与此密切相关,全球变冷和特提斯海西退可能对晚中新世以来的气候变化也有一定的贡献。     

喀斯特洞穴晶体沉积速率的气候响应

在对本寨洞9个滴水点沉积玻片的晶体沉积质量监测后发现,现代洞穴沉积量主要受控于温度变化,统计的8个玻片沉积中,有6个滴水点的沉积速率与温度呈正相关关系。滴水速率对沉积速率影响较小,在统计的8个滴水点中,只有BZ9滴水点受滴水速率影响明显,具有正相关关系。其环境意义为石笋的生长速率主要受温度控制,呈正相关关系,可作为古温度代用指标。     

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。     

末次间冰期以来渭河盆地沉积相变化及其影响

渭河盆地南依秦岭、北邻黄土高原,保存了巨厚的风尘河湖相沉积序列,是研究新生代气候环境演化的理想场所.以位于西安凹陷区域的西安市鄠邑区正庄村获取的14 m钻孔岩心作为研究对象,通过与邻近的渭南黄土剖面粒度曲线和全球LR04深海氧同位素曲线对比,构建了岩心序列的年代标尺,利用粒度、磁化率等指标探讨风尘-湖相沉积对风力和水动力的不同响应.对粒度测试结果采用威布尔分布(Weibull-distribution)拟合方法,提取了4个粒度组分指示不同沉积相及变化,结果表明:(1)西安凹陷鄠邑地区在末次间冰期结束时发生了一次沉积相变,由湖泊沉积转向风成沉积;(2)尽管沉积相发生变化,粒度指标对沉积环境变化响应仍然敏感,与黄土和石笋记录可良好对比,揭示出末次间冰期以来渭河盆地沉积环境的显著变化.     

洱海沉积物重金属地球化学相及其污染历史研究

高原封闭、半封闭型湖泊是气候和环境演化的敏感指示器，其沉积物记录具有连续性、敏感性和高分辨率的特点。高原湖泊沉积记录在恢复和重塑各种短时间尺度（千年、百年、十年）的气候和环境演化序列上，具有其它自然历史记录无法替代的优势，尤其在揭示近代环境污染历史方面更有其独到之处。本文通过对洱海沉积物重金属地球化学相的研究，利用因子分析方法，识别了沉积物重金属的主要来源和影响其分布的主要因素，即：流域侵蚀作用、大气沉降作用、工业废水与生活污水的排放，以及早期成岩作用。同时，结合沉积物柱芯210PBex计年结果，本文初步评价了洱海150多年来的重金属污染历史：1958年以来．因为化石燃料使用量的增加．洱海湖区大气污染日趋严重；1982年后，由于西洱河水电站的建成运行和湖区植被的破坏，流域侵蚀作用显著加强，应当引起重视。     

山东淄博佛村黄土沉积多指标记录的气候环境演变过程

对山东省淄博市寨里镇佛村黄土剖面(FC剖面)进行粒度、磁化率及色度等沉积学指标分析,结果表明:(1)FC剖面6个光释光样品年龄结果介于3.02±0.45—100.99±13.58 ka,说明FC剖面是末次间冰期以来的沉积物;(2)根据沉积物粒度频率分布曲线和粒度组成特征,并与伊犁黄土、黄土高原黄土对比,可判知FC剖面为风成沉积物;(3)FC剖面磁化率与色度曲线具有相似的变化趋势,较好指示了黄土沉积时的冷暖干湿变化;(4)根据粒度中值粒径(Md)、低频磁化率(χlf)、土壤颜色(L~*,a~*)、环境敏感组分(56.23—112.20μm)等气候代用指标并结合光释光测年结果,将FC剖面划分为5个部分,分别对应于深海同位素MIS1—MIS5时期。1、3、5部分分别对应MIS1、MIS3早期、MIS5阶段,夏季风强盛,气候较暖湿,发育古土壤;2部分对应MIS2和MIS3中晚期阶段,4部分对应MIS4阶段,冬季风强盛,气候较干冷,堆积黄土。     

认识全球环境变化,服务我国中长期社会经济发展

一、环境地球化学的研究方向与IGBP合拍全球环境变化既是地球生命系统与地球生命支持系统的复合反应,又是地球自然体系与环境人为影响的综合结果。国际科联(ICSU)提出的“地圈——生物圈计划”(IGBP)在对地圈——生物圈系统分析的基础上,明确提出了气候变化问题是研究全球变化的中心;将局部的观测同区域或全球尺度的问题联系起来作为主要问题。气候既作为诸环境因子中最活跃的直接因素,制约其它环境因子相互作用的过程和速率;又作为地球环境演化自然作用和人为影响的复合结果,受控于若干环境因子的相互作用。因之,气候因子具有明显的二重性特征。     

福建仙山泥炭腐殖化度记录的1500年来气候变化

以福建北部屏南仙山泥炭剖面岩性、孢粉记录、C/N值作为参考,讨论了仙山泥炭剖面腐殖化度的气候环境意义.依据AMSMC测年数据构建年代序列,以腐殖化度为主要代用指标,将最近1500a来的气候变化划分为3个主要阶段-I:AD527-850,相当于隋唐温暖期,泥炭腐殖化度较高,指示气候温暖湿润:II:AD850-1750,腐...