塔克拉玛干沙漠北部全新世环境演变(Ⅰ)

通过对塔克拉玛干沙漠北部，塔里木河泛滥平原典型剖面的沉积物粒度特征、化学元素的变化和沉积相特征的研究，并结合＾１４Ｃ测年、揭示了本区域全新世以来的环境变化规律，本区全世以来的多风、高温、干燥的气候形成是以全球气体波为背景，叠加内陆干旱封闭贫地影响而成的，但在干燥气条件下曾有过几次空气湿度较大的偏湿期，本区沉积相主要以充冲积作用形成的粘土层和风力作用下的风砂层为主，剖面中的亚粘土与现代河流相特征一致     

云南拱王山地区全新世以来的环境变化记录

对云南小江流域拱王山狐狸房峰南北两侧的老碳房(海拔3 597 m)及石板塘(海拔3 689 m)冰川湖泊沉积剖面进行地球化学元素和孢粉分析,结合14C年代,探讨了研究区全新世以来的气候环境。结果表明,该区全新世主要经历了6次较明显的气候波动,即8.4~7.7 ka气候凉湿;7.7~6.5ka气候冷湿;6.5~4.7 ka气候冷干;4.7~2.1 ka气候凉湿;2.1~1.0 ka气候温湿;1 ka至今气候以暖湿为主。此分析结果反映了本区全新世以来各个不同时段的气候变化与东南季风、西南季风的双重影响印记,与目前中国全新世新冰期与高温期交替及其气温变化规律有一定的耦合与差异。     

天山北麓黄土沉积粒度及磁化率的差异性研究

本文分析了天山北麓不同海拔高度的两个黄土剖面粒度、磁化率特征及其古气候意义的差异性。结果表明,位于海拔2074m的鹿角湾剖面与海拔527m处的大佛寺剖面黄土粒度特征比较相近,但鹿角湾剖面黄土整体细于大佛寺黄土,并且其细颗粒分布范围也大于大佛寺剖面,而粗颗粒的则相反。鹿角湾剖面中全新世以来地层磁化率与成壤作用相关,显示成壤增强模式,其下末次冰期地层磁化率及大佛寺剖面磁化率与粗颗粒沉积相关,显示风速论模式。造成两个剖面粒度及磁化率差异的原因主要是地形导致的沉积颗粒分选及降水量不同引发的成壤作用差异。全新世中期以来大佛寺剖面记录的气候整体处于干旱状态,而鹿角湾剖面同时期地层受地形影响则记录了相对湿润的气候。     

泾河中游将军村全新世剖面中钾素的地球化学特征及古气候意义

通过对泾河中游将军村全新世黄土地层中钾素、低频质量磁化率、频率磁化率、Rb/Sr与年代学综合分析,着重探讨了黄土中钾素的地球化学特征及其所揭示的古气候变化。研究表明：（1）速效钾、缓效钾具有很明显的古气候指示意义,可作为衡量东亚夏季风强弱的一种敏感参数或代用指标,并且对微弱的古气侯波动反映更灵敏。（2）近万年来将军村剖面所经历的古气候变化特征：早全新世（11.20—8.05 ka BP）气候逐渐趋于相对暖湿,但气候冷干/暖湿波动频繁交替;中全新世（8.05—3.10 ka BP）气候适宜;晚全新世前期（3.10—2.00 ka BP）气候偏凉干;晚全新世后期（2.00 ka BP—至今）气候再度转为偏暖湿。（3）将军村剖面全新世气候适宜期是渐变形成的,但大暖期却在约3.10 ka BP时以气候突变形式终结。     

毛乌素沙漠东南缘DGS1层段CaCO_3记录的全新世气候变化

毛乌素沙漠东南缘萨拉乌苏河流域滴哨沟湾剖面DGS1层段主要由沙丘砂、湖沼相和次生黄土组成。根据测年结果,该层段为全新世风沙沉积序列。通过对该层段CaCO_3的分析,发现CaCO_3含量在沙丘砂、湖沼相和次生黄土依次变化于0,35%~2.74%(平均值1.03%)、0.13%~60.31%(平均值22.16%)和8.64%~12.83%(平均值9.21%),并与DGS1层段粒度Mz(平均粒径)呈显著相关(相关系数0.68)。研究表明,毛乌素沙漠冬季风盛行时期沙丘砂堆积,CaCO_3发生迁移;夏季风盛行时期湖沼相发育,CaCO_3相对聚集。据此,我们认为CaCO_3含量变化揭示了毛乌素沙漠在全新世以来经历了多次冬夏季风交互演替的气候变化过程,全新世气候波动主要可分为4个阶段:全新世早期回暖期、全新世鼎盛期、暖冷过渡期和冷干气候不稳定期。     

末次盛冰期以来长江镇江段古河槽沉积特征

选择长江镇江—扬州段作为研究对象。搜集整理了润扬长江大桥地质勘探钻孔96个,根据钻孔资料,绘制了长江古河槽地质剖面示意图。选择了3个典型钻孔分析其分层沉积特征。根据典型钻孔及地质剖面,结合参考文献中的年代,分析了长江镇江段的沉积环境特征。结论认为:镇江段长江古河槽在-77.34 m切割到基岩,约-60 m以下为末次盛冰期时的长江河槽,约-60 m—-40 m为晚冰期河床沉积,约-40 m以上、局部-55 m以上为全新世沉积。古河槽中的沉积物包括末次盛冰期的河床滞留沉积、之后海面上升引起的溯源堆积、全新世最大海侵时的河口砂坝沉积及三角洲平原形成以来的沉积在内,最厚处七十余米。下部的河床滞留沉积、溯源堆积,主要是粗砂砾石、细砂等;上部在河流、潮流及河口环境的共同作用下,形成了粉砂、亚粘土、淤泥质亚粘土等互层的沉积。全新世最大海侵以来,北岸淤积速率快,主河床逐步向南偏移。     

甘肃合水地区全新世以来土壤剖面黑碳记录及其气候变化

针对甘肃合水马家村(MJC)全新世黄土剖面进行野外采样,分析磁化率和黑碳(焦炭和烟炱)等古气候指标,试图探讨黄土高原北部全新世以来生物质燃烧特征以及自然生态环境演变过程,结果表明:末次冰期和全新世早期(11500—8500 a BP)气候寒冷而干旱,区域野火事件时而发生,植被生物量是此阶段野火发生与蔓延的限制因素;距今8000年以来,黑碳和炭屑浓度整体呈现下降趋势。由于季节性降水增多从而抑制大范围火灾发生几率。然而,8000—7000 a BP和3500—2500 a BP野火频率明显上升,这可能与仰韶时期老官台文化和寺洼文化时期的古人类放火烧荒和开垦农田等活动有关;全新世晚期(3100 a BP至今)气候进一步干旱,生物质燃烧增强与人口增加和人类土地利用水平密切相关,其中1500—1000 a BP出现一次较为明显的峰值,这可能与隋唐以来该区农耕活动加强有关。可见,近2000年以来黄土高原北部地区生物质燃烧特征受到气候和人类活动复合驱动所控制。     

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。     

岷江上游营盘山遗址土壤理化特征及指示意义

古遗址地层土壤理化特征研究有助于古环境重建。以岷江上游营盘山遗址文化剖面和黄土剖面为研究对象,分析了土壤粒度、磁化率、有机质和碳酸盐含量及元素地球化学等物理化学指标及其影响因素。结果表明古人类活动影响了土壤粒度、磁化率、有机质、碳酸盐及元素迁移等特征,灰烬层土壤出现了环境指标不一致的现象。位于灰烬层上部的古土壤保留了与成壤强度一致的环境信息,指示出岷江上游干旱河谷区在全新世中晚期曾出现相对温暖湿润的气候特征。利用遗址区文化层剖面重建古环境需多指标对比研究,剔除人类活动的干扰信息。     

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。     

三峡中坝遗址剖面中汞的地球化学特征和影响因素分析

长江三峡中坝遗址是我国目前仅有、世界上也罕见的"通史式"遗址。它不仅蕴藏着大量的文化内涵,而且包含着极其丰富的自然环境演变信息。我们对遗址剖面地层中汞的含量和垂直分布变化进行了测试和分析,发现该剖面地层中汞含量高,这与遗址沉积物中硫含量高、复杂的区域地质构造条件以及频繁的人类活动有关。同时发现,汞含量在地层中呈垂直波动变化,这反映了该地区人类生产活动、气候条件、植被状况和剖面沉积物粒度大小等的影响,即与该地区人类活动以及自然环境演变有相当关系。遗址剖面中汞的含量变化在一定程度上记录了该地区人类活动的进程和自然环境的演变。     

Assessing high impacts of climate change: spatial characteristics and relationships of hydrological ecosystem services in northern Japan (Teshio River watershed)

Ecosystem services (ESs) provide information on the tendency of ecosystems to reach and form a state of equilibrium. The process of ES changes is important in order to identify the climate change-related causes that occur regionally to globally. ES-based management plays an important role in mitigation strategies for the negative impact of global climate change on ecosystem. Therefore, it is necessary to evaluate spatial characteristics and relationships among these multiple services from different spatial scales which could aid in multiple ES sustainable development from local to global scales. In this study, we developed a framework for analyzing the spatial characteristics and interactive relationships of multiple ESs. We analyzed the spatial distributions of six hydrological ESs that are important in the northernmost part of Japan (Teshio River watershed) by using hydrology and nutrient model (Soil and Water Assessment Tool, SWAT) under baseline climate conditions and climate change derived from the global circulation model (GCM). We then explored the spatial characteristic scales of ESs by multiscale analysis (lacunarity estimation) to reveal provision flow and spatial distribution characteristics for hydrological ESs. We observed a strong relationship between the spatial characteristics of land uses and ES provision. The spatial characteristics of individual hydrological ESs were totally different and had different spatial homogeneity and cluster (indicated by initial lacunarity index and lacunarity dimension). The results also showed trade-offs between inorganic nutrient retention (provision ESs) and organic nutrient and sediment retentions (regulating ESs), and synergies between organic nutrient retention and sediment retention under all climate change scenarios. The different stakeholders will take different mitigation programs (e.g., establishing riparian vegetation, planning nutrient management practices, and integrating climate change model into systematic conservation planning of ESs) to avoid negative impacts of climate change on ESs. Application of this proposed framework to study the spatial characteristics and relationships of hydrological ESs under climate change could provide understanding on the impact of climate change on ES changes and solutions to mitigate strategies to cope with those changes in the future.     

达里诺尔湖近2400年以来Hg元素含量变化及环境意义

汞（Hg）元素作为一种全球性循环元素,对环境的影响正逐渐成为人们关注的焦点之一.为揭示寒旱区达里诺尔湖沉积物的Hg污染历史及人类活动对湖泊沉积物中Hg污染的影响,通过采集湖泊沉积物岩芯（编号DL1）,在建立DL1岩芯沉积地层年代框架的基础上,结合沉积物粒度特征、总有机质（TOC）含量等指标参数的变化,对DL1岩芯记录的地质历史上的Hg含量变化特征及环境意义进行了综合分析.结果显示,沉积物记录的Hg元素污染具有明显的阶段性变化特征：2400~1400 cal.a BP,Hg含量呈逐渐降低趋势,期间降水量呈逐步减少趋势,区域气候显著干旱;1400~200 cal.a BP,Hg含量相对稳定,呈小幅度波动变化,对应了区域气候的干-湿交替;近200 cal.a BP以来,Hg含量明显增加,这可能是受人类活动影响的结果.整体上,地质历史上DL1沉积物中Hg含量变化受气候干冷-暖湿交替周期性变化影响较大.而近200 cal.a BP来Hg与TOC等指标间显著正相关,则显示了沉积物中有机质可能吸附了大量的Hg元素,使其呈顶端富集趋势,进而对湖泊水生态环境造成影响.     

黄土高原清水河流域土地利用/覆盖和降雨变化对侵蚀产沙的影响

近50 a来,在气候变化和生态恢复与治理工程实施的背景下,黄土高原的侵蚀产沙特征发生了明显的变化。以黄土高原典型中尺度流域清水河流域(面积436 km2)为研究对象,利用1959、1986、2007年的土地利用解译结果和1960—2005年该流域实测输沙和降水资料,采用非参数Mann-Kendall趋势分析法和滑动t检验法研究了该流域年输沙量、降雨量的变化趋势和突变点,并与通用土壤流失方程相结合分析了该流域土地利用和降雨变化对输沙量变化的贡献率。结果表明:该流域年输沙量47 a间有显著的下降趋势,突变点位于1980年;降雨量没有明显的趋势性变化,极端降雨指数下降。降雨因素对输沙量减少的贡献率为9.89%,土地利用的贡献率为90.11%,土地利用变化中工程措施淤地坝的贡献率为5.56%,植被变化的贡献率为84.55%。该流域47 a间乔木林地面积增加了944.27%,灌木林地增加了19.33%,表明清水河流域林地面积增加是导致输沙量减少的主要原因。     

天津地区表层土壤和河流沉积物中正构烷烃化合物的成因分析

对天津地区表层土和河流沉积物中正构烷烃化合物进行了测试分析。不同环境功能区正构烷烃组成特征存在一定差别。表层土和河流沉积物中正构烷烃主峰碳、CPI和轻重比指数等地球化学参数分析表明,样品中中、低碳数正构烷烃主要来源于石油及其衍生物,个别样品中C17、C19 正构烷烃含量很高,并具明显的奇碳优势,可能与藻类生物活动有关;高碳数正构烷烃具有比较明显的奇碳优势,主要来源于高等植物蜡质的降解产物。不同环境功能区污染源的构成也存在比较明显的差别。     

崇明岛湿地沉积物中六六六的长期变化趋势

采用同位素稀释质谱法,利用高分辨率气相色谱-高分辨率质谱法(HRGC-HRMS)分析测定了崇明岛东滩柱状沉积物样品的30个层段中HCHs的含量,对其垂直分布特征进行了初步探讨。沉积物中HCHs均被检出。东滩湿地沉积物中总∑HCHs含量范围为0.35~0.98ng·g-1dw,平均值为0.64ng·g-1dw,属于轻度污染。HCHs呈现明显的周期性变化。采用时间序列分析方法,统计分析了近60年来东滩湿地沉积物中HCHs变化的总体趋势与主要振荡周期。长期变化趋势表明东滩沉积物中HCHs在上世纪50年代初开始增长,高峰期出现在上世纪60至70年代。一些异构体在我国停止生产HCHs后,没有明显的下降趋势。频谱分析结果表明HCHs的分布表现出具有周期为大约8年的振荡特征,可能与气候变化周期相关。     

甘肃黄土高原气候植被类型初探

甘肃黄土高原位于我国黄土高原的西部,它西起乌鞘岭,东抵子午岭,南至太子山、西秦岭和甘陕省界,北止甘宁省界,包括临夏州、平凉和庆阳两地区、兰州和白银两市的全部,以及定西和天水两地市的绝大部分,面积约11万km²,占甘肃面积的24％左右。陇山以西部分称之为陇西黄土高原,呈丘陵、沟壑地貌,大部分海拔高度在1200—2500m;陇山以东部分叫做陇东黄土高原,塬面较完整,多呈塬、沟地貌,大部分海拔为1200—1800m。 多年以来,在对甘肃黄土高原历史时期的自然植被和治理等问题上,存在着很大的意见分歧。一种观点认为,这里历史时期曾是森林广布、水草丰美的地方,完全是人类不合     

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。     

多方法研究呼伦湖表层沉积物有机质的赋存特征及来源

湖泊沉积物有机质是全球碳循环的重要组成部分之一.寒旱区湖泊由于地理位置和气候条件的特殊性,其沉积物有机质的赋存和迁移转化特征更容易受到气候变化的影响.以我国寒旱区典型代表湖泊——呼伦湖为例,采用连续提取法、C/N（碳氮比值）、δ13C（碳稳定同位素）、三维荧光光谱技术对呼伦湖表层沉积物有机质的含量和组分的时空分布特征、污染来源及稳定性进行了研究.结果表明:①2018年10月（秋季）、2019年3月（冬季）、2019年5月（春季）、2019年7月（夏季）,呼伦湖表层沉积物中w（TOC）的平均值分别为（25.05±9.73）（26.92±11.60）（24.68±10.19）（24.36±10.01）g/kg,呈冬季高、夏季低,由西北部向东南部递减的时空分布趋势.②w（WEOM）（WEOM为水提态有机质）、w（FA）（FA为富里酸）、w（HA）（HA为胡敏酸）和w（HM）（HM为胡敏素）的年均值分别为（0.63±0.33）（2.31±1.26）（3.42±1.49）（19.21±7.83）g/kg,w（WEOM）:w（FA）:w（HA）:w（HM）为1.0:3.7:5.5:30.7,其中HM为有机质的优势组分.③WEOM包括类富里酸组分C1,类腐殖酸组分C2和C3,以及类色氨酸组分C4共4个荧光组分,其中,类腐殖质组分（C1+C2+C3）贡献了总荧光强度的79.2%,为优势荧光组分.④沉积物有机质主要来自于陆源,陆源有机质的平均贡献率在80%左右.⑤沉积物PQ值（胡敏酸占腐殖酸的比例）和WEOM的HIX（腐殖化指数）年均值分别为0.55和6.39,表明现阶段呼伦湖表层沉积物有机质腐殖化程度较高且相对稳定.研究显示:呼伦湖表层沉积物有机质含量较高,表现出季节和空间分布差异性;有机质主要来自陆源,以类腐殖质为主,具有腐殖化程度高和相对稳定的特点.