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。     

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。     

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。     

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。     

桂林水南洞1号石笋的年龄与稳定同位素测定及其古气候意义

本文通过对桂林水南洞 1号石笋进行α能谱铀系测年及碳氧同位素分析 ,获得了距今 2 0～ 8万年的古气候信息。石笋大于 2 0万年前开始生长 ,8.0 7万年后停止生长 ,属中更新世的产物。其年龄与δ1 8O的变化可与深海岩芯V2 8-2 3 8同位素记录所揭示的第五和第六阶段进行对比。它反映此阶段区内经历了寒冷 (间夹短暂的小温期 )和温暖 (间夹短暂的小冷期 )等气候变化 ,与全球古气候变化波动基本一致 ,同时也存在地区性的气候变化     

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。     

梵净山世界自然遗产地全新世以来的古气候变化

全新世是距离人类最近的间冰期,其气候变化受到广大学者的关注。中国东亚季风区全新世以来的气候变化对于揭示全球气候变化的驱动机制、预测未来气候变化具有重要意义。本研究通过对地处西南季风与东南季风过渡区的贵州梵净山世界自然遗产地九龙池湿地冰蚀湖相沉积JL15柱芯样品剖面孢粉、烧失量、碳氮含量的分析,结合加速器质谱(AMS)14C测年结果,建立了该地区全新世以来的古环境演变序列。结果表明,梵净山地区全新世以来经历了冷干期、过渡期、暖湿期、暖干期和冷干期5个阶段,其中第Ⅲ阶段(8. 0～4. 6 cal ka BP)可能为全新世大暖期的鼎盛期。总体而言,全新世早中期由干冷转为暖湿,后期气候逐渐转为寒冷干燥,但存在变暖的趋势。JL15柱芯共记录了全新世以来5次较明显的降温事件:2. 6、3. 4、4. 2、9. 4和10. 0 cal ka BP,其中与北大西洋浮冰碎屑(IRD)事件有联系的是4. 2和9. 4 ka事件。与西南地区其他气候记录相似,梵净山JL15柱芯所反映的冷事件与IRD事件存在一定联系,但也存在差异性,这可能与全球气候变化驱动机制的复杂性有关,需要后续研究的进一步探讨。     

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。     

广西灌阳县观音阁响水洞的形成环境及1号石笋的古气候信息

本文根据灌阳县响水洞的成洞地质条件、生态环境以及洞穴的组成等 ,论述了洞穴的形成、发育过程。通过对响水洞 1号石笋的铀系测年 ,碳氧同位素及沉积 (间断 )纹层分析 ,获得了距今 4 4.0～ 3 .1ka高分辨率古气候演变信息。反映 4 4.0ka以来区内经历了严寒 (晚大理冰期 )、冰期后干冷和温热 (间夹短暂的冷期 )等气候变化 ,为确定响水洞的形成时代和环境提供了科学依据。     

铜川地区11.4～1.5 ka B.P.期间黄土地球化学风化特征及其古气候意义

通过对铜川剖面黄土-古土壤地层中常量元素和微量元素的地球化学特征进行分析,结合AMS-~(14)C年代学数据,利用Na/K值、CIA(化学风化指数)、A-CN-K三角图、Bc(退碱系数)、Ki(残积系数)、Rb/Sr值和Ba/Sr值等指标,探讨了该地区11.4～1.5 ka B.P.间黄土-古土壤地层的化学风化特征及其古气候意义。结果表明:(1)Na/K、CIA和A-CN-K三角图等分析指示铜川剖面11.4～1.5 ka B.P.间黄土-古土壤地层处于初等化学风化作用阶段。(2)Bc、Ki、CIA、Rb/Sr和Ba/Sr等指标的变化趋势同黄土-古土壤地层具有很好的对应性,较好的记录了铜川地区11.4～1.5 ka B.P.间的气候变化特征,可以将该地区的气候变化划分为4个阶段:11.4～10.2 ka B.P.气候寒冷干燥;10.2～9.1 ka B.P.温度逐渐上升,气候略温偏干;9.1～4.4 ka B.P.气候温暖湿润;4.4～1.5 ka B.P.气候逐渐转为冷干。(3)元素地球化学参数记录的铜川地区全新世最适宜期为9.1～6.0 ka B.P.,并且在6.0～5.0 ka B.P.期间存在次一级的气候恶化事件。     

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。     

13.5~2.5 Ma索尔库里盆地沉积物碳氧同位素对古气候演化的记录

索尔库里盆地位于青藏高原东北缘,柴达木盆地的北部,气候恶劣、交通不便,研究资料匮乏。通过对索尔库里北盆地彩虹沟剖面新近纪中后期沉积物的古地磁测年和碳酸盐碳氧同位素质谱分析,揭示了索尔库里盆地13.5~2.5 Ma长序列气候演变过程。13.5~9.2 Ma时期相对冷干,9.2~5.3 Ma时期相对温湿,5.3~3.9 Ma时期相对暖湿,3.9~2.5 Ma时期再次转为冷干。11 Ma左右,青藏高原东北缘隆升到阻止印度洋暖湿气流向北方运输的高度,地处走滑盆地的索尔库里地区逐渐变得极其干旱,标志着亚洲内陆干旱化在此背景下开始。红粘土磁化率和碳氧同位素变化等证据显示,西风在本区贯穿始终,而季风的出现加剧了亚洲内陆古气候的干湿更迭,对区域及全球古气候重建具有重要意义。     

金丁剖面MIS3阶段黄土地层记录的温湿气候特征初步研究

通过对黄土高原中北部金丁镇马兰黄土中磁化率、Rb/Sr、全铁含量(TFe)与化学蚀变指数(CIA)等气候指标测试分析,并结合光释光年代学数据,着重地探讨了金丁剖面黄土地层记录的MIS3阶段气候变化特征。研究表明,金丁剖面MIS3阶段总体气候特征温湿,冷暖气候频繁波动,可进一步划分为5个阶段:51.6~44.9ka B.P.,弱温湿;42.0~39.9ka B.P.,中等温湿;37.4~27.8ka B.P.,相对强温湿;以及44.9~42.0ka B.P.和39.9~37.4ka B.P.两个冷干期。金丁剖面MIS3温湿气候成因机制的初步探讨认为北半球太阳辐射量增加导致的增温作用更直接,而高纬驱动与低纬过程耦合作用机制尚待开展进一步研究工作。     

东北四海龙湾玛珥湖年纹层的研究方法及初步成果

位于东北龙岗火山区的四海龙湾玛珥湖沉积物保存有清晰的年纹层,为进行高精度的纹层年代学研究和高分辨率的古气候重建提供了良好的材料。本文对四海龙湾玛珥湖岩芯钻取进行了简要的介绍,详细描述了进行纹层研究的岩相学大薄片的制备过程,并对这些过程中可能出现的操作失误进行了探讨。最后,介绍了四海龙湾玛珥湖年纹层的研究内容和方法以及已经取得的初步成果。     

国外气候变化对旅游业影响的定量研究进展与启示

加强气候变化对旅游业影响的定量研究,有助于旅游业在气候变化背景下实现可持续发展。基于SCI/SSCI文献数据库,梳理分析国外气候变化对旅游业影响的定量研究进展。结果显示,30余年来国外主要采用指标方法、需求模型与选择分析方法开展相关研究。20世纪80年代末出现的指标方法是运用最早、最广泛的方法,主要用于旅游资源环境变化等研究,呈现由单项指标转向综合指标的应用趋势;20世纪90年代末兴起的需求模型主要用于天气状况对旅游需求的影响等研究,呈现由时间序列模型转向累计需求模型的应用趋势;21世纪兴起的选择分析主要用于气候变化背景下的行为意愿等研究,呈现由描述统计转向离散选择模型的应用趋势。这些给我国研究的启示是：在研究方法与研究领域上,重点加强累计需求模型在旅游流相关研究中的运用,加强离散选择模型在旅游市场结构相关研究中的运用,加强系统科学方法与大数据技术在相关研究中的运用;在研究对象上,丰富中国境内气候敏感型旅游活动的相关研究,加强“一带一路”沿线国家、地区及青藏高原的相关研究。     

树轮氢同位素气候学:现状与方向

树木年轮硝化纤维素的氢同位素组成被广泛地用于重建过去气候变化。文章介绍了树轮氢同位素气候学在技术、理论以及应用于重建气候变化等方面的进展以及存在的问题,着重阐述了用树木年轮硝化纤维素氢同位素组成来研究东亚季风的进展和今后需要解决的问题。     

系统响应气候变化脆弱性定量评价国内研究综述

定量评价气候变化脆弱性是人类采取适应性措施应对全球气候变化,以减少其不利影响的关键和基础。在对气候变化脆弱性有关概念进行讨论,及对国际、国内系统响应气候变化脆弱性评价研究回顾的基础上,对中国近十几来有关气候变化脆弱性定量评价研究的成果从三个方面进行了较为系统的总结：气候情景的模拟预测、系统变化过程的模拟、脆弱性指标的选取及脆弱性层次的划分。最后,从评价对象、技术手段、指标体系、时间尺度等方面探讨了该领域研究的不足及发展方向。     

土地利用/覆盖变化与气候变化定量关系研究进展

当前,以全球变暖为主要特征的气候变化对人类社会的可持续发展构成了严重威胁,如何有效适应气候变化成为人类面临的共同挑战。研究表明,全球变暖的主要驱动力是人类活动造成的温室气体排放和土地利用方式改变。过去,科学界致力于削减全球温室气体排放,而土地利用与气候变化的关系,以及如何适应气候变化,没有引起足够重视。论文重点阐述土地利用/覆盖变化对区域气候的生物地球物理影响机制,总结土地利用/覆盖与气候变化定量关系的研究进展,得出现阶段研究存在四点不足:①缺乏景观格局与气候过程关系的认识;②较少考虑人类活动对下垫面的影响;③区域气候模式存在局限;④适应气候变化的研究不足。针对上述问题,论文指出基于可持续性的土地系统设计是适应气候变化的有效途径,也是未来气候变化领域的研究重点。     

基于SWAT-WEAP联合模型的西辽河支流水资源脆弱性研究

气候变化与人类活动对水循环及水资源安全的影响是近代水科学面临的主要科学问题。以西辽河支流老哈河流域为研究区,探索了一种水文模型耦合方法(SWAT-WEAP),以水短缺量为指标,同等考虑水资源供给端与需求端,对气候变化与不同人类利用情景下水资源系统脆弱性进行定量分析,结果表明:①暖干化气候情景比暖湿化气候情景明显加剧了老哈河流域水资源系统的脆弱性,降水减少10%导致的水短缺量比降水导致10%所缓解的短缺量要多31.17%;②气候变化对流域农业灌溉用水影响最大,对城乡生活用水和工业用水影响相对很小;③老哈河流域水资源系统脆弱性的主要驱动力之一源自农业不合理灌溉,发展畜牧业、 改变种植结构与高效节水灌溉是缓解水短缺、 降低水资源系统脆弱性最为有效的措施,也是应对气候变化最为有效的方式;④基于供水端的措施(如水库)在暖干化气候时由于水资源供给来源受限,其缓解作用有所减弱。