植物硅酸体研究在黄土古气候恢复中的应用

地表植被对环境变化的响应最为敏感 ,沉积物中保存的各种植物残余是古环境研究的良好材料 ,植物硅酸体因其特有的物理化学性质 ,成为古气候信息的绝佳载体。在大量现代植物研究基础上 ,科学家们通过对第三纪以来各种沉积物中硅酸体组合的研究 ,较好地恢复了当时的古植被、古气候及其演化特征 ,在缺乏其它化石依据的黄土地层研究中表现更为突出。由于C3、C4 植物具有明显不同的环境适应性和同位素组成 ,地层中C3、C4 植物硅酸体相对含量和稳定同位素的研究也被成功地应用于古气候恢复中。在现代气候—植被类型和土壤植物硅酸体同位素研究基础上 ,利用数理统计方法 ,建立同位素指标与各种气候因子之间的数学关系 ,将为高分辨率黄土古气候定量研究开辟新的途径。     

中国第四纪黄土古环境研究若干进展

随着技术进步和多方位研究进展,第四纪古环境研究向着多元古环境替代指标、高分辨率古气候研究、气候变化的多种驱动因素等方面发展。文章总结了中国黄土古环境研究中的主要替代性指标,包括黄土磁化率、黄土粒度、植物硅酸体、孢粉组合、蜗牛化石、碳氧同位素和^10Be、黄土与古土壤。概述了当前对黄土—古土壤的时间标尺、末次冰期的短尺度气候事件以及东亚古季风变化机制的认识。     

黄土-古土壤中蜗牛化石总数古气候意义探讨

本文通过研究黄土高原西北—东南断面上三个剖面(渭南、洛川、九州台)末次间冰期以来的蜗牛化石记录,探讨了黄土-古土壤序列中蜗牛化石个体总数可能保存的古气候信息。研究表明,黄土-古土壤中蜗牛化石总数主要受控于研究区域保存条件(温度、降水及相联系的成壤强度)和生存条件(气候环境条件是否适宜蜗牛的生存)。保存条件为黄土高原南部蜗牛化石总数的主要影响因素,而黄土高原北部主要受生存条件控制,黄土高原中部则同时受两个因素的影响。基于洛川蜗牛化石总数的变化特征指出,~400 ka前后冰期气候状况存在明显差异,400 ka前的冰期更加适宜蜗牛的生存,此后洛川地区冰期蜗牛生存的气候环境条件不断恶化。本研究为利用蜗牛化石探讨黄土高原古气候、古环境变化提供了重要参考。     

有机地球化学在东海全新世古气候和古海洋研究中的应用进展

有机地球化学指标已成为追溯全球古环境变化与古生物地球化学演化的有力工具,在我国边缘海中得到广泛应用,尤以东海全新世古气候和古海洋学研究取得的成果最为显著。本文在综述了部分有机质整体指标和脂类生物标志物用于东海有机质溯源研究进展的同时,着重叙述了他们在全新世海水表层温度、季风、相对海平面和海洋初级生产力重建等古气候和古海洋学领域的研究动态。针对我国边缘海,提出应选用更加有效可靠的有机地球化学多指标,研究高分辨率的沉积连续记录,全面恢复古气候环境变迁历史。     

武汉阳逻化石木及砾石层研究进展

阳逻砾石层及所含的大量的化石木,在古植物学、长江中游的古环境和古长江的形成与演化研究中具有重要意义。随着1984年阳逻被子化石木的发现,武汉阳逻化石木和阳逻砾石层就一直为学者们所关注。先后发现的硅化木化石已达200余件。在阳逻化石木鉴定、植物分类、植物生态学和古环境研究方面,在阳逻砾石层的时代及年龄、成因和物源等方面,做了大量的研究,发表了许多重要成果。然而,在一些基础问题研究上还存在着明显的分歧。建议:(1)在化石木的来源和砾石层物源分析方面,开展系统的沉积学、岩石学、矿物学以及地球化学的综合研究;(2)通过综合地层学研究,即生物地层(植物化石组合)、岩石地层(长江中游岩石地层对比)、地貌地层(长江中游地貌对比)和年代地层的综合对比,重点尝试宇生核元素、化石自旋共振(ESR)等测年技术的应用,以查明化石木和砾石层的形成时代;(3)加强化石木和砂砾层环境信息深入挖掘和综合对比分析。在查明化石木植物树种的组合全貌的基础上,通过古植被类型的恢复,特别是应加强化石木的显微结构分析,通过观察其构造特征和生长轮(木轮、年轮)的宽窄等信息,分析其古气候环境。     

陇中盆地古近纪—新近纪地层学与古气候学研究进展

位于我国西北部的陇中盆地古近纪—新近纪(第三纪)地层出露较好,并且产出大量哺乳动物化石和植物化石,这为西北地区地层对比和古气候研究提供了良好材料。近几十年,众多学者在陇中盆地的各次级盆地(如西宁盆地、兰州盆地、临夏盆地等)开展了大量古生物学、生物地层学、磁性地层学和古气候学研究,为探讨陇中盆地的构造演化过程和气候演变过程提供了重要参考。本文对陇中盆地第三纪地层年代学和古气候研究已取得的进展进行了初步总结归纳,并提出了需要进一步研究的问题。     

沉积有机质分子地球化学应用于古气候古环境研究

自从上世纪八十年代以来,沉积有机质分子地球化学在古气候古环境研究中发挥了其它学科不可替代的作用。与传统的第四纪地质地球化学研究方法相比,分子有机地球化学在古生态系统恢复与古生产率评估、古大气二氧化碳分压与古温度确定等领域提供了更为精细的信息。文章主要总结与评述了沉积有机质分子及其碳／氢同位素地球化学技术近三十年来在上述领域的主要进展。     

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。     

总有机碳同位素组成在古环境研究中的应

沉积物或动物化石中的总有机碳同位素组成记录了当时生态植被状况及气候环境信息,对有机碳同位素指标的研究可解译其蕴含的地质历史时期气候和构造事件及变化特征、定量重建古生态系统中植被结构、推断C4植物的起源、扩张等,应用甚为广泛。本文主要概述了总有机碳同位素在古环境研究中应用的基本原理,介绍了在各类载体中获取其数据的实验方法步骤,对其在古环境研究中的地位与作用以例证说明,展示其应用的大好前景。     

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。     

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。     

不同气候类型下植物物候的影响因素综述

植物物候对气候变化非常敏感,可作为环境变化对植物生理活动影响的指示。植物物候的变化不仅可反映和预测全球环境的变化,还对地球物质循环和能量流动过程有着重要的影响。因此,结合植物生长背景,全面分析植物物候影响因素,探究植物物候对气候变化的响应是十分必要的。本文基于不同的气候类型下植物物候的研究,介绍了不同气候类型本身存在的气象、地域差异,总结不同气候类型下植物物候地域性特征;总结了热带亚热带气候、温带气候、寒带气候、高原山地气候4大类气候类型下植物物候变化及影响因素;讨论了当前物候研究的主要问题,并对未来研究进行了展望。综述表明,植物物候响应随气候类型呈现出不一致性,不同气候类型下影响植物物候的关键因素也不同。植物物候研究需结合植物生长环境,综合讨论相关影响因素。     

中国黄土释光测年与应用:过去、现在与未来

中国黄土释光测年走过了近40年的历程,这对于推动释光测年技术的进步和黄土古气候古环境研究的深入有重要意义。本文针对中国黄土(以黄土高原为主),简要回顾了以多片法混合矿物热释光(TL)和红外释光(IRSL)测年技术为主的早期(20世纪70年代末期至21世纪第一个十年初期)探索阶段的发展,重点阐述了以成熟的单片再生剂量(SAR)法石英光释光(OSL)技术和延长测年年限的多种方法并存为特征的目前(21世纪以来)研究进展。同时,系统论述了释光测年技术在晚更新世以来中国黄土古气候古环境研究中的意义,如在年代标尺建立、粉尘堆积速率变化重建、地层对比与划分、轨道和亚轨道尺度气候演变与气候事件揭示等方面的应用。另外,也对将来中国黄土释光测年技术的发展方向和其在古气候古环境研究领域的应用前景进行了简单展望。     

古气候研究状况与机会

<正> 古气候学的任务 古气候研究的第一个目的是阐述仪器记录范围以外的气候变化,终极目的则系理论上的,应用古气候学的方法来说明这些变化的自然过程。 为了解气候的复杂性,同时由于古气候研究的任务在于发展气候变化的基本理论,在这里回顾一下我们所了解到的气候的主要特点是有用的。首先,大气圈不是一个仅对太阳辐射孤立反应的实体,而与地球系统的其它三部分,即与海洋、冰层和陆地表面相连系。这个系统的某一部分发生变化都会引起其它部分全部发生变化;其次,我们知道,这些连系的性质是     

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…     

东亚古环境科学数据库

东亚古环境科学数据库依托于中国科学院地球环境研究所,是在原有古气候与古环境专题数据库基础上建立起来的国家地球系统科学数据共享平台的重要分支,在多个国家大型项目的支撑下,立足于中国大陆古环境研究领域,辐射东亚,通过集成、整合、引进等方式汇集国内外古环境研究领域科技数据资源,并进行规范化加工处理,分类存储,形成一个可提供快速共享服务的网络体系。数据库以黄土高原、青藏高原和内陆干旱区为重点,兼顾东亚其他地理单元,通过对现有古气候、古环境及相关实时观测资料的搜集、整理、数字化、集成、模拟以及二次挖掘,以正在进行的相关国家科研项目为基础,建成以中国大陆为中心的东亚区域的多源原始环境数据,古环境记录数字标本与代用指标,古气候与环境数值模拟结果等古环境科学数据集成与共享平台。     

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。     

生物卵化石研究进展简述

卵生是动物界最普遍的繁殖方式,卵的孵化对繁殖季节突发的气候变化响应敏感,孵化成败又与生物种群数量变动和群落演替密切相关,因此卵化石具有重要的古生物学、古气候学、古生态学研究价值。但由于卵生动物种类十分丰富,卵形态特征多样,研究领域广泛,有必要总结梳理卵化石的研究进展。本文通过对主要卵生动物类群卵的形态特征,以及卵化石在古生物学、古气候学、古生态学方面研究进展的回顾,发现卵化石的研究主要集中在脊椎动物类群,为脊椎动物演化提供了重要证据,但是由于脊椎动物卵化石通常难以建立连续的长序列记录,其古生态学和古气候学研究极为不足。然而,无脊椎动物卵化石由于数量丰富,具有统计意义,其在古生态学、古气候学研究领域具有重要意义,但是其在古生物学,包括种属鉴定等方面的研究需要加强。在无脊椎动物中,蜗牛及其卵化石在黄土-古土壤地层中保存丰富且地层分布连续,最有可能建立卵化石的长序列。通过现代过程研究,明确蜗牛卵的气候指示意义,建立第四纪蜗牛卵化石长序列,发挥蜗牛卵化石的古气候学和古生态学研究价值,是亟需开展的研究工作。     

石笋高精度高分辨率年代学和古气候研究

古气候变化突变事件的发现和对未来环境变化的预测 ,提出了取得高分辨率古环境记录的要求。本文介绍了中国洞穴石笋年代学和古气候最新研究的进展以及目前我们用MAT - 2 6 2质谱仪对洞穴石笋的TIMS铀系定年法对贵州荔波董歌洞、龙泉洞、衙门洞、贵州都匀七星洞洞穴次生碳酸盐石笋进行年代学研究的一些成果。     

石笋的“年轮”

洞穴石笋因其分布广泛、测年准确、分辨率高等优点,成为过去全球变化研究中一种重要的陆地载体,在晚第四纪古气候和人类世环境变化研究中发挥着独特的作用。和树木年轮一样,一些石笋也具有“年轮”。本文简单介绍了目前所发现的四种石笋年纹层——可见纹层、荧光纹层、方解石文石交互纹层、痕量元素纹层的特征以及形成机制。