20世纪气候变暖和瑞典斯堪的纳维亚山系南部树线升高

19世纪末至20世纪末,由于气候变暖温度上升幅度高达0.8℃.尽管存在波动状况,气候变暖已使斯堪的纳维亚山系瑞典区域的主要树种树线上升了100m以上.树线的这类变化过程主要是指某些老的成林树种的生长高度和沿山坡缓慢向上生长的新树种.1940年之后的几十年之内,因温度偏低而减缓了树线升高速率.20世纪90年代,随着一系列异常暖冬和暖夏出现了一个新的活跃阶段.20世纪树线升高的总体幅度随地形气候而变,而且主要局限在避风处和多雪的地方.树线升高地段浓密的白桦林在很大程度上改变了亚高山/低高山地貌的基本特征,并为其进一步的进化和从短期降温阶段中恢复过来提供了一种正的反馈.20世纪所有的树线沿坡上移现象和相关的地形变化基本上不存在时间滞后情况.这对于新一代真实的植被对未来可能变暖响应模式的研究是很重要的.在过去4000个14C年期间,新的松树树线上升幅度可能是最高的.因此,似乎可以推论,20世纪的气候在全新世晚期是异常温暖的.     

气候变化与增强的温室效应

冰川体积和高山树线高度的变化及全新世期间树木年轮宽度的变化清楚的表明了斯堪的纳维亚半岛亚季平均温度处于变动之中，温暖时期温度比现在高2℃，寒冷时期温度差不多与前几个世纪最冷的几十年温度相同，叠加在这些持续了100－200年的长期变化上面的是温度的短期波动，根据冰川，高山树线变化和树木年代学得到的斯堪的纳维亚半岛的气候年表与从格陵兰岛中部冰芯研究显示的气候变化关系非常好，因此可以认为斯堪的纳维亚半岛气候年表描述了一个大区域的典型情况，已对斯堪的纳维亚半岛的纪录与太阳辐射变化资料进行了比较，这些资料是用树木年轮中得到的^14C异常值估计的，气候的较大变化与太阳辐照变化的相关说明了太阳对气候的驱动力，这意味着迄今为止没有证据表明人类对气候的影响。     

农业对小冰期和现代我国七月气候的影响模拟

小冰期是数千年来最引人注目的一个冷期,也是近百年变暖的直接历史背景,该时期我国农业扩展范围已与现代相差无几。自然植被被农业植被替换,对区域水循环和气候变化都产生影响。比较冷暖时期该类影响之差别,有利于认识土地覆盖与气候的联系。文中利用全球和区域气候模式,考察小冰期和现代两种全球背景下我国区域土地覆盖变化对七月平均气候状况的影响。结果表明：小冰期夏季偏冷地区主要在北方,农业具有减缓小冰期大尺度降温的效应,而在较温暖且温度变化较小的华南和华中地区,农业则起一定的降温效应；农业对现代气候下的降水影响不大,但在小冰期背景下却导致降水减少     

中国全新世气候变化研究进展

全新世气候变化研究是古气候研究的一个重点。中国全新世气候变化的研究也是全球变化研究中重要的一部分。大量的研究工作为恢复中国全新世气候做了重大贡献。中国地形地貌复杂 ,又处在具有复杂时空变率的东亚季风控制范围内 ,这使得不同的研究工作者在一些问题上存在意见分歧。比较统一的意见是 :中国全新世始于约 10 .5kaBP ;在约 9～ 8kaBP左右为一段降温期 ;7～ 4kaBP为一段温暖期 ,通常称之为全新世大暖期 ;大约 3kaBP左右开始降温 ,至近代才又升温 ;约 130 0aA .D .左右进入小冰期 ,到 185 0aA .D .左右结束 ,其间又有几次比较明显的温度振荡。 185 0aA .D .至今为温度的上升期。对于气候变动的驱动因素 ,不同的学者看法不一 ;从长时间尺度看 ,太阳辐射变化是气候变化的主要驱动力。     

念青唐古拉山西段小冰期以来冰川变化

小冰期是指15世纪到20世纪早期之间一系列相对寒冷的气候波动阶段,研究小冰期以来的冰川规模变化,对于了解百年尺度上冰川变化及其气候指示意义具有重要意义。利用Google Earth和Arc GIS10.3研究了念青唐古拉山西段的现代冰川和小冰期冰川,统计了冰川的基本信息和小冰期以来的变化情况,分析了面积、高程、坡度和坡向因素对冰川变化的影响,探讨了平衡线高度变化的气候指示意义。结果表明:念青唐古拉山西段共发育现代冰川847条,总面积约689.71 km~2,共识别出小冰期冰川306条,总面积约746.12 km~2。小冰期以来冰川面积减少约31%,平衡线高度平均上升约58 m,冰川的面积、坡度和高程对冰川面积变化的解释率为71%,平衡线高度变化与印度季风关系密切。     

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。     

长白山树线交错带的生物量分配和净生产力

随山地垂直带海拔上升,环境恶化会影响到植物生物量的绝对量和相对量的分配,进而影响到生态系统的碳平衡。测定了位于长白山北坡海拔1900m树线交错带的两个林分:长白落叶松混交林和岳桦林的生物量分配和净生产力,并与低海拔相似林分进行了比较,探讨树线特殊环境下树木的生长反应和生态系统的碳投资策略。树线交错带林分生物量和生产力都出现急剧降低,冠层树干生物量比例急剧降低,而枝、叶生物量比例有显著增加。而根系比例和地下/地上生物量比在两种林分表现出不同的反应,树线落叶松混交林出现急剧增加,而树线岳桦林与低海拔岳桦林相比没有显著差别。枝、叶生物量比例增加,特别是叶生物量分配增加有利于在树线恶劣环境的碳吸收和碳平衡,是对树线交错带大风、积雪等恶劣气候的可塑性适应,树木在树线出现多分枝、矮曲生长型。树线地带落叶松混交林和岳桦林的净生产量也出现急剧降低,但根系生产量比例则较低海拔同类林分高,有利于对土壤中水分和养分的吸收。     

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。     

地下水H、O、C同位素揭示的末次冰盛期以来青海东部岩溶发育响应

青海东部岩溶发育在青藏高原持续隆升的高海拔、高寒的构造和气候背景,具有其独特性。岩溶水作为气候记录档案不仅记录了古气候的变化,也对岩溶发育特征及其变化有所反映。本文通过青海东部岩溶水的H、O、C同位素组成,探讨温度和湿度变化,揭示气候变化下青海东部岩溶发育的响应。结果表明,青海东部地区岩溶水化学类型以HCO₃-Ca和HCO₃-Ca·Mg型为主,水化学组分来源于碳酸盐岩的溶解,岩溶水末次冰盛期以来以大气降水补给为主。从末次冰盛期到全新世早期,总体温度较低,降雨量较多,并在青藏高原持续抬升的地史阶段的夷平面塑造下,青海东部地区形成了独有的高寒-高山岩溶地貌。其中,青海湖流域降雨量较少,温度偏高,岩溶发育不强烈。湟水河流域气候变化频繁,总体气温较低,降雨量较多,是岩溶主要发育地区,且岩溶发育良好。在末次冰盛期,青海东部气候寒冷,降雨量偏多,岩溶较为发育;进入全新世冰后期,气温开始回升,降雨量减少,限制了青海东部岩溶发育强度和深度。末次冰盛期是青海东部地区地表岩溶发育主要时期,岩溶发育方式主要以冻融、冰劈作用为主。     

西南地区全新世气候变化概述

本文较为系统地分析了西南地区石笋、泥炭和湖泊沉积物等自然记录恢复古气候的其本原理,概述了西南地区全新世(近万年来)气候变化研究的主要进展。鉴于西南地区古气候研究的现状,未来应着重加强三个方面的研究:1)加强石笋、泥炭和湖泊沉积物等代用指标记录气候变化的机理研究,建立更为有效的古气候定量/半定量重建方法;2)加强高分辨率、多指标的综合对比研究,揭示重大气候变化事件(如8.2 ka事件4、.2 ka事件和小冰期等)的性质及其对西南地区生态环境的影响;3)加强不同区域气候变化的对比研究,为揭示气候变化驱动力和合理预测西南未来可能出现的气候变化提供科学基础。     

美国加州气候变化政策

引言 大气中温室气体（GHG）浓度不断升高已使气候出现可以察觉的变化。未来将导致全球气候出现进一步变化。气候变化对以下几个方面的影响尤为明显：水资源、农业、敏感的沿海和森林生态系统。反过来，这些影响叉会对加州的经济、公共卫生、农业生产和娱乐业造成严重冲击。[编者按]     

北极陆地生态系统、气候及紫外线辐射的历史演变

在末次盛冰期,地球上很多大陆都被大量的冰层所覆盖,一些浅海域的海床露出水面将先前分离的大陆连接起来.尽管存在一些适宜于动植物生长而未被冰层覆盖的地区,但其年平均气温仍比更新世时期低10～13℃.在盏冰期的几千年时间内冰川开始消融,其显著特征是气候在大约18000～11400年以前出现了一系列的波动.气候在更新世度过一个温暖期后,开始了一个缓慢的全面变冷的过程,这导致了一系列为期几百年至几千年的气候波动,例如发生在大约13世纪晚期至19世纪早期的"小冰期".在最近150000年的气候变化过程中,北极的各种生态系统和生物组成在近10000年接近其最低分布范围.大冰期结束时的全球大范围急剧升温导致了许多物种的消失,这使北极地区的生物多样性大大降低.因此,北极生态系统以及大型脊椎动物等北极生物的生存正在受到威胁,尤其是目前以及将来的全球变暖都会进一步给它们带来重大灾难.已有的证据表明,就像更新世早期的情形那样,北极地区的树线很有可能会进一步向北发展,并迅速进入到苔原地区,从而减小苔原带,这就会进一步增加北极地区物种灭绝的可能性.一些物种将很有可能向北扩大它们的领地,并取代该地区原有的物种.在更新世早期,由于北极地区的海平面相对较低,当树线入侵到现在的海岸地区时,苔原带至少能够在北极圈的一部分低地区域生存,而从目前来看,未来的海平面极有可能上升,这将会对北极苔原带和其它无树生态系统的分布施加进一步的限制.很显然,全球现在的气候状况对北极生态系统带来的负面影响超出更新世的任何时期,很有可能是巨大的,尤其是当各种环境变化(例如紫外线B的增加,大气中氮化合物的沉积,重金属和酸污染,放射性污染物,生物栖息地破碎化)共同作用于北极生态系统时的影响也是前所未有之际.     

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。     

雪冰中持久性有机污染物的研究进展

雪冰是温带和极地生态系统中最重要的环境组份,它们不仅影响了能量平衡和水循环,而且也能直接影响当地、区域以及全球环境范围内的化学行为。降雪能很有效地从大气中清除颗粒和气相的POPs。本文简要介绍了雪冰环境中持久性有机污染物研究的科学意义,着重综述了POPs在极地和高海拔地区雪冰中的环境化学行为和雪冰中POPs的历史环境记录,并讨论了雪冰中POPs浓度的不确定性。持久性有机污染物从大气到冰川的过程并不容易理解,半挥发性有机化合物在沉积后的浓度存在不确定性。有机物沉积在积雪中后,随着积雪的老化和变形,它们能够随着融水迁移或者又挥发到大气中。全文最后对未来雪冰中POPs的研究需要进行了展望,并提出四点今后需加强研究的内容。由于青藏高原位于人类居住的低纬度高海拔地区,可能在POPs全球输送过程中起到重要的作用,今后需加强青藏高原地区雪冰中持久性有机污染物的研究;有机污染物在雪冰中主要是通过光化学反应进行转化,雪冰中有机污染物的光化学反应机理研究必须引起重视;随着雪冰样品前处理和分析测试技术的提高,将会推动雪冰中痕量POPs的环境变化记录研究的发展;通过建立模型模拟预算和评价POPs在积雪中的物理化学行为,也可以利用模型模拟POPs在老雪中的命运,确定其在融水中成比例蒸发和渗浸的速率。     

小喀湖有机碳记录的慕士塔格地区过去200年温度变化

青藏高原气候变化存在显著空间差异,相对于东部和南部地区,高原西北部的气候变化研究较为薄弱。本文利用慕士塔格地区小喀湖77 cm沉积总有机碳(TOC)序列,高分辨率(平均约3年)地重建了该区1812—2012年的温度变化历史。结果表明:小喀湖沉积物中的TOC主要来自受湖水温度控制的水生生物,其含量指示了流域温度变化。近200年来,慕士塔格地区总体呈现升温特征,在1812—1890年和1970—1980年气候相对寒冷;1980—2004年升温最为剧烈,其次为1864—1914年,分别对应于全球快速变暖和小冰期结束后的升温时期。上述历史有别于我国大陆和北半球的温度变化,即升温幅度最大时期为全球快速变暖期而非小冰期结束后时期(19世纪50年代至20世纪40年代);该区近十年来呈降温趋势,可能是气候由暖转冷的提早表现。慕士塔格温度变化历史既体现了高寒山区对全球变化的敏感响应,又表征了其在全球变化中的区域独特性和超前性。     

在物种水平上生物对气候和紫外线B辐射预期变化的响应

控制实验表明,不同物种对每个环境因子变化变量产生的响应也存在着差异.植物往往对营养元素的变化反应最为强烈,尤其是氮素的增加.夏季增温实验表明,木本植物对温度的升高表现出了积极的响应,而地衣、苔藓类植物的丰富度却因增温而降低.物种对增温的响应主要受水分有效性和雪覆盖程度控制.在气候保持湿润的情况下,伴随着夏季温度的升高,许多无脊椎动物种群的数量都有所增加.实验表明,CO2浓度和紫外线B(UV-B)辐射的增加对植物和动物影响较小,但是,一些微生物和真菌却对紫外线B辐射的增加非常敏感,甚至可能会因此产生一些诱导突变而引起流行传染病的爆发.苔原土壤的加温、CO2浓度的升高以及矿物质营养的改善一般都会增加微生物的活动.在温带气候中,藻类往往比蓝藻细菌更占优势.冬季结冰-解冻过程的增加会导致冻壳的形成,从而会大大降低许多陆生动物的冬季存活率,改变这些动物群体的动态过程.厚的积雪会使驯鹿等植食性动物很难采食到雪下的草类植物,同时也不利于其逃避食肉动物的追捕.而无雪期的提前到来则可能会加速植物的生长.物种对气候变化的响应最初可能出现在亚种这一水平上一个具有很高遗传/群系多样性的北极植物或动物物种,演化历史已经使其具有一种适应不同环境条件的能力,这将使它们能够很快适应未来的环境变化.本土知识(IK)、航空照片和卫星图像表明一些物种的分布已经发生了变化北极植被更加趋向灌木化,而且生长也更加旺盛；北极驯鹿的分布范围最近也发生了变化；一些原来在树线以南区域活动的害虫和鸟类也在北极被发现.与此相对应,大多数在北极地区进行繁殖鸟类的数量却都在下降.根据一些模型的预测,随着气候的变暖,苔原带鸟类的数量将会大幅度地下降.据物种-气候响应模型预测,由于受到气候变暖的影响,北极地区现有物种在未来的潜在分布范围都将大大缩小和向北退缩,而一些无脊椎动物和微生物则很可能会迅速向北扩展到北极地区.     

化学气候变化对北美和欧洲森林的影响

1.前言近年来,科学界和公众对酸雨、大气污染及全球气候变化等问题的争论发生了重大转变。人们认识到,所有这些问题都是相关的,因为它们:①都是全球化学气候变化的具体表现;②都和化石燃料燃烧排放物的增加有关;③都涉及到大气污染物短距离和长距离迁移中的光化学变化;④都被人们怀疑或认为增加了对森林的负担;⑤都对人类健康、工程材料的腐蚀、文化资源的破坏、大气烟雾的形成以及其它社会问题增加了直接和间接的危险。本文扼要综述了北美和欧洲化学气候引起生物学上的有关变化,并客观地评价了人们对空气中的化学物质对森林     

中国中部高山湖泊记录的小冰期水热配置不同模态

小冰期水热配置模态在中国南北方存在明显差异,敏感响应于气候变化的高山湖泊在小冰期阶段水热变化模式仍缺乏研究。选取中国中部两个高山湖泊——太白山玉皇池与六盘山东海子的沉积物岩心为研究对象,基于总有机碳（TOC）、总有机氮（TN）,碳氮比（C/N）等地球化学指标,并结合已发表的水文数据,重建了东海子和玉皇池近2 ka来的水热变化模态。结果显示：近2 ka气候变化主要受太阳辐射影响,在900 AD之前,两个湖泊区域气候同为冷湿,中世纪暖期（900—1300 AD）转为暖干;在小冰期（1300—1800 AD）时期水热组合不同,东海子降水与温度呈同步下降趋势,主要受控于东亚夏季风,而处于东海子东南方向的玉皇池表现为降水的持续增加,可能受加强的印度季风和厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）的共同影响。     

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。     

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。