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。     

贵州七星洞石笋记录的最近2300年气候和环境变化

基于贵州都匀七星洞石笋(QX-3)8个~(230)Th年代数据和414个δ~(18)O数据建立了研究区过去2360年、分辨率约为5年的石笋氧同位素时间序列。七星洞石笋QX-3δ~(18)O记录与灰度记录高度相关,表明石笋灰度值的变化亦可作为重建古气候和古环境的一个替代指标。功率谱分析显示石笋QX-3δ~(18)O序列具有显著的24~20 a和12~10 a周期,与树轮Δ~(14)C周期有很好对应,为太阳辐射驱动气候变化假说提供又一重要证据。亚洲季风区万象洞、黄爷洞、和尚洞、七星洞和董哥洞的δ~(18)O年代序列曲线对比显示,在长时间尺度上各洞穴的δ~(18)O记录均表现出较一致的气候环境变化特征;但在百年到数十年尺度上存在一定差异,这可能指示了区域降水对亚洲季风变化的响应差异。     

洞穴沉积物的环境记录研究进展

云贵高原有着独特的地理环境 ,其气候变迁应与青藏高原这一特殊的高海拔、低纬度的隆升地块有重要关系。洞穴化学沉积物是响应环境变化的地质记录档案 ,通过对它蕴藏的古气候信息的解译 ,可以反演过去的气候变化。本文侧重介绍了洞穴次生化学沉积物研究近年来取得的最新成果及其研究现状 ,并利用其在古环境研究中的优点 ,来讨论青藏高原的抬升对西南地区环境变化产生的屏蔽效应的可能性。     

砗磲：潜在的古天气研究载体

现代气象观测资料时间跨度较短,限制了我们对地球气候和天气系统的理解。古气候资料是对现代观测资料的重要补充,但现有古气候资料的时间分辨率通常较低,最高到年或月,无法用于研究发生在过去的天—小时尺度极端天气变化。砗磲是全球海洋中最大的双壳类,其碳酸盐壳体通常具有肉眼可见的年纹层,在过去几十年里被广泛用于海洋高分辨率古气候研究。除了年纹层外,砗磲壳体还被发现具有独特的日生长纹层,利用微区成像及超高分辨率原位分析技术,可从砗磲壳体日纹层中获取天甚至小时分辨率的生物地球化学指标记录。这些超高分辨率的生物地球化学指标记录,被发现可用于重建过去发生的极端天气事件如台风、寒潮等,表明砗磲有希望被开发成前所未有的古天气研究载体。本文将对砗磲壳体的日生长纹层及古天气研究潜力进行介绍,并就未来的研究预期进行展望。     

云南寻甸中全新世降温事件的石笋同位素记录

通过对寻甸仙人洞X1石笋进行高精度的TIMS-U系测年和碳、氧同位素分析,建立了寻甸地区8000aB.P.以来高分辨率的古气候变化时间序列。研究结果表明,寻甸地区8000aB.P.以来石笋记录的古气候环境变化,大致可分为3个气候期:中全新世8000—5560aB.P.为气候适宜期,显示印度季风由强盛逐渐减弱的趋势,气候温暖湿润期,与太阳辐射增强引起的北半球季风环流加强有关;中全新世中晚期5560—4400aB.P.为季风转变期,显示印度季风减弱并快速退出、萎缩,东亚冬季风加强并快速推进,太阳辐射强度减弱,气候为干冷期;中全新世晚期4400—2000aB.P.,显示东亚冬季风逐渐减弱,东亚夏季风有所增加,气温有所回升,但气候变化的波动大。研究还表明,全新世以来石笋记录的气候变化非常不稳定,在千年尺度上表现为台阶状,在短尺度———百年尺度上呈锯齿状波动。石笋记录的突发性气候波动事件,与冰芯记录极为相似,反映低纬度地区石笋记录的季风气候与高纬度及北极地区的气候具有极好的相关性,这对于认识现代气候系统变化以及对未来十年、百年尺度的气候预测具有重要的科学意义。     

轨道尺度下东亚夏季风降水的北方主导演变模态

众多古气候记录的分析表明：轨道尺度气候变化下我国北方地区的季风降水变化显著,该现象的理解对于深入认识东亚夏季风降水的长期演变模态具有重要意义。本文基于瞬变古气候模拟的分析发现：在轨道尺度气候变化下,东亚夏季风降水的变化中心位于季风区北边界附近的半干旱区,是季风环流整体性演变及季风区北边界摆动的综合作用结果。东亚夏季风降水的轨道尺度演变模态与古气候记录的指示相一致,但与当前观测记录给出的以年际尺度变化为主的模态显著不同,说明东亚夏季风降水对气候变化的响应与气候变化的时间尺度有关。进一步的分析表明：轨道尺度气候变化下东亚夏季风北方降水的响应幅度取决于气候变化的驱动因素,其中轨道辐射的影响最为显著。     

程海沉积物元素地球化学记录及其环境意义(摘要)

湖泊是气候变化的灵敏指示器。湖泊沉积是一种具高分辨率的自然档案，它记载了大量过去气候、环境变迁信息。当前，研究不同时间序列的湖泊沉积是建立全球气候模型的重要依据之一。湖泊沉积形成过程中记载的那些能够反映气候、环境变化的信息，我们称之为沉积记录（包括生物的、物理的和化学的）；而对其中的具体信号则称之为指标。目前，对饱粉、碳氧同位素、微体生物化石等的研究和应用较多，而对湖泊沉积的元素地球化学的研究和应用则较少。实际上，湖泊沉积的元素地球化学一方面反映了湖区风化作用的强弱，另一方面又反映了湖泊水化学成…     

1901—2014年黄土高原区域气候变化时空分布特征

气候变化对黄土高原地区环境与经济影响重大,研究其在小地理尺度上的时空变化趋势对该区应对全球气候变化制定适应性策略有重要意义。论文基于CRU 1901—2014年逐月气候数据集,利用Delta空间降尺度方法对该数据集在黄土高原地区进行降尺度处理并评价,最后采用距平、Mann-Kendall趋势检验和Sen’s斜率估计方法分析该区历史时期气候变化的时空分布特征。结果表明：1）使用Delta法将分辨率为0.5°×0.5°的月降水量和月均温数据降尺度到分辨率为1 km×1 km的网格上是可行的,其中线性插值法最适合该区降尺度过程。2）1901—2014年该区年降水量年际变化趋势不显著,但年均温以0.1 ℃/10 a的速率显著上升;与气候平均值相比,20世纪60年代为相对湿冷期,80年代以后为相对干暖期;年降水量在该区西部地区（面积占3.05%）以0.24 mm/10 a~3.52 mm/10 a的速率显著增加,年均温在西部以外地区（面积占91.30%）以0.02 ℃/10 a~0.17 ℃/10 a的速率由西南向东北显著上升。3）1981—2010年黄土高原西部地区（面积占92.02%）相比气候平均值变干变暖,西部以外地区（面积占7.98%）变湿变暖;年降水量只在民和及其以南极少数地区（面积占0.05%）以17.25 mm/10 a~27.93 mm/10 a的速率显著增加,年均温在西部以外地区（面积占87.61%）以0.23 ℃/10 a~0.71 ℃/10 a的速率显著上升。上述研究结果可为该区在制定应对全球气候变化策略时提供科学依据。     

高空间分辨率环境数据库及其应用

高空间分辨率环境数据库的构建和应用对于解决日益突出的环境问题至关重要。高空间分辨率数据能够在精细尺度上体现研究对象的具体分布和特点,识别环境污染重点地区,有助于制定因地制宜的环境管控政策。国内外学者已构建大量的高分辨率环境数据库并将其应用于解决多种环境问题。然而,目前尚未有学者对高空间分辨率环境数据库的类型和应用进行系统性阐述。因此,从尺度和物质类型2个方面总结了常见的高空间分辨率环境数据库,并对这些数据集在排放源分析、环境影响评估和经济影响因素分析3个方面的应用进行疏理,并对未来研究提出了进一步提高分辨率、提高数据质量、拓宽应用研究范围的建议。     

亚洲季风的多尺度变化规律及其与全球气候变化的关系

在科技部"973"计划和国家自然科学基金委的资助下,西安交通大学全球环境变化研究院程海教授带领研究团队利用中国、印度、乌兹别克斯坦等地的洞穴石笋,重建了目前全球最长的,有绝对年代控制的高分辨率亚洲季风和中亚核心区气候变化的石笋记录,深入研究了不同时间尺度上亚洲季风的变化规律、影响机制及其与全球气候变化的关系。直接验证了10万年的冰期循环是4—5个岁差周期的平均,发现了高低纬气候系统之间的"简洁"关系,进一步证实亚洲季风与太阳辐射变化在岁差尺度上没有显著的相位差,揭示了亚洲季风与西风带气候模态之间的耦合分异,研究了历史时期百到十年尺度的季风降水变化并尝试预估未来变化趋势。以上成果为全球气候变化研究提供了重要标尺,加强了对于气候系统相互作用、强迫因子及其响应机制的理解,为全球气候事件研究和模拟工作提供了重要的新线索,也为相关政府部门制定水资源的长期规划提供了科学依据。     

20世纪初以来沂蒙山区森林植被动态及其对气候变化的响应——基于遥感和树轮的研究

遥感能够直接反映植被生长信息,但目前观测时间较短;树轮资料可以弥补遥感手段的不足,但往往缺乏与植被生长状况（如植被生产力）的直接关联。已有研究往往计算不同植被指数指标和树轮指数的相关性,并基于此来重建长时间尺度的植被动态信息。但基于相关性所选取的指标在不同地区存在较大差异,不利于空间对比研究。以沂蒙山区为研究区,选取能够有效表征植被年初级生产力的生长季NDVI累积值指标,利用Bootstrap法建立了其与树轮宽度的关系,重建了20世纪初期以来植被动态时间序列,并分析了变化特征及其与气候变化的关系。结果表明：沂山地区生长季NDVI累积值的多年平均值为7.36,低于蒙山和塔山地区;蒙山地区植被状况呈现好转趋势,特别是20世纪90年代之后植被好转趋势更加明显,而塔山和沂山地区植被无显著变化。小波分析结果表明研究区植被动态存在较显著的2 a、4 a或8 a尺度的周期变化,与生长季帕尔默干旱指数及平均温度的周期变化相一致,但干旱指数与植被动态具有更高的相关性。本研究综合运用树轮与遥感技术发展了长时间尺度植被动态时间序列重建方法,有助于更好地理解植被动态及其对气候变化的响应。     

计算机程序和模型在公路环境研究中的应用

在与公路有关的环境研究中使用的四种主要计算机应用是：（1）资料库，供取用现有资料和存储及分析新资料之用；（2）模型，用于影响预测、减缓和设计；（3）计算机辅助设计与制图软件，用于产生和更新“层”状地图和图样；（4）地理情报系统，供基于位置的资料分析和显示之用．有些应用需要预先为培训、资料输入、技术支持、及专家分析安排相当多的时间和费用．大多数情况下，可以逐渐提高应用的技巧和复杂程度以配合研究所或研究组的能力和资源．计算机在环境研究中的资料管理、专职人员或公众讨论会上资料的显示和讨论、方案和可选用的设计的评价、以及随着时间更新情报等方面有相当大的优点．计算机系统还能保护和加强公路和环境资料方面的投资，增加用户对资料的可访问性和在资料提供者方面实现资料长期保存和质量管理．     

重庆黑风洞石笋灰度记录的全新世季风气候变化

基于重庆地区黑风洞石笋HF01的~(230)Th年代数据、灰度数据、氧同位素数据和Fe含量数据,重建了长江中上游地区全新世季风变化历史。结果显示石笋HF01的灰度值主要响应东亚季风变化,石笋灰度序列能够记录东亚全新世季风气候变化历史,即全新世早中期东亚夏季风增强,在6 ka B.P.以后季风逐渐减弱。石笋HF01的灰度序列清晰地记录了一系列的Bond事件,显示石笋灰度值对气候环境变化敏感,是可靠的气候环境信息载体;也进一步证明东亚季风不仅受太阳辐射驱动,还受高纬地区千年尺度的气候变化影响。石笋HF01灰度序列功率谱所呈现的55 a周期与太平洋数10 a尺度涛动(PDO)的50~70a周期一致,45、25、23、22、18、12 a周期接近于太阳活动周期,说明在数十年至百年尺度上东亚季风可能受太平洋涛动和太阳活动的共同影响。     

黄河三角洲附近海域浮游植物多样性

以文献资料和定性调查结果，综合分析了黄河三角洲附近海域浮游植物物物种多样性；以１９９６年定量调查资料，研究了浮游植物多样度以及与均度、单纯度之间的关系。结果表明：该海域共鉴定出浮游植物７２种，占本海域已记录浮游植物１１６种（变种）的６２％，分占中国海和渤海已记录种类的５％和１９％；浮游植物多样度在０．１９～２．１０之间，均度在０．２７～０．９７之间，单纯度在０．１４～０．９１之间；多样度与均度呈显     

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。     

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。     

瑞典北部的冰川体积平衡与冰芯记录

冰川体积平衡与冰芯的联合研究可以提供详细的当前与过去气候变化信息，在这项研究中根据当前气候与冰川动变化状况分析了一段取自瑞典北部产马冰川(Marmaglaciaren)形成于小冰河期（1600－1900）的27.5m长的冰芯，当前增长的堆积率意味着北斯堪的纳维亚山区与本世纪早期相比气候上海洋性影响越来越多，受强烈的东西气候梯度和本地气候变化影响，冰川在当前变化上表现得各不相同，山脉西部块状冰川的增长幅度较大，而东部冰川地过去十年中体积并未增加，因为它们的体积主要由夏温度控制，而这个因素没有变化，当过去的气候变化由气候梯度的变化和海洋性与大陆性气候界线的东西移动体现时，我们在东部冰川中就拥有了非常好的具体代表性的温度记录资料，在马尔马冰川取样前利用雷达对35个瑞典冰川进行了温度分布测量，被调查的冰川中有43％在80－120m深处发现了干冰，如低于冰点的冰，因此在其它瑞黄冰川中寻找有用的古记录的可能性是非常好的。     

洛阳数字地震资料评比存在的问题与解决方法思考

本文针对洛阳地震台数字地震资料分析的现状，研究了影响洛阳地震台数字地震分析质量的因素，主要包括：地震地质构造背景，数字、模拟地震记录的差异性和数字地震记录的信息复杂性，干扰背景，震级误差等。洛阳为弱震区，这种特殊的构造背景不易改变；可以研究数字地震记录的规律，提高震相的识别能力；设计了MATLAB滤波(数字信号处理)程序，在震相分析前首先过滤干扰信号；总结测量误差规律和震级校正系数，从而提高数字地震分析质量。     

向海湿地动态变化及其影响因素分析

向海湿地以保护国家级珍稀鸟类及其栖息繁殖生境为主要目的,属我国内陆湿地与水域生态系统类型的国家级重点湿地保护区。论文借助遥感与地理信息系统等先进技术,利用多个时期不同分辨率的卫星数据,得出过去20年来不同时期向海湿地的各类信息,并定量分析了其变化特征;利用向海湿地周围5个气象测站的气象资料以及通榆县的人口、耕地和牲畜存栏数等资料。研究表明,过去20年来,向海地区年降雨量与遥感数据提取的湿地面积之间存在同步关系,年降雨量明显减少,而通榆县的人口、耕地和牲畜存栏数持续增加,导致湿地面积减少。气候变化和人类活动是导致向海湿地环境变化的主要原因。     

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。