东北四海龙湾玛珥湖沉积物纹层计年与^(137)Cs、^(210)Pb测年

对东北四海龙湾玛珥湖SHL F6孔纹层沉积物的137Cs放射性测量表明:137Cs比活度的最大值出现在 5 5cm处,对应于 1963年世界原子弹试爆高峰期。纹层计年表明 0~6cm共有 35个纹层层偶。从 7 5cm到 6 5cm, 137Cs比活度从 2 56±0 09dpm/g急剧增加到 18 68±0 17dpm/g,可能 6 5cm对应于 1954年。通过测量 226Ra子核214Pb和214Bi(能量为 295keV, 352keV和 609keV)放射的光子数获得226Ra比活度数据,然后求得过剩210Pb比活度(210Pbuns)。210Pbuns比活度随深度增加而呈指数衰减,其异常波动可能与人类活动以及沉积速率变化有关,例如5 5cm处210Pb比活度较高,与137Cs的峰值对应,这可能与 1963年前后人工核实验的高峰有关,因为核试验不仅产生137Cs,而且可以产生208Pb和210Pb; 4 5cm处210Pb比活度较低,而226Ra较高,可能与人类活动加剧,导致沉积速率增加有关。根据210PbunsCRS模式, SHL F6孔 0~19cm的平均沉积速率为 20mg/cm2·a,或约为 0 11cm/a。210Pb测年数据与137Cs时标及纹层计年均有很好的一致性。四海龙湾玛珥湖发育的纹层为年纹层,可以建立高分辨率时间序列。

新疆克里雅河洪泛事件与树轮记录的初步研究

新疆克里雅河尾闾地带的达里雅博依绿洲位于塔克拉玛干沙漠腹地。在塔克拉玛干沙漠腹地 ,光、热条件非常充分 ,水分是影响胡杨生长的主要因子。由于上游截流用于农业生产及河流下渗等因素的影响 ,导致下游水量逐渐减少 ,只有特大洪汛期才有洪水泻入下游尾闾地带。因此 ,胡杨的生长与洪汛期洪水密切相关 ,洪水较大的年份输入的水量多 ,有利于胡杨的生长。本文对新疆克里雅河尾闾地带胡杨 (Populuseuphratica)树轮进行了初步研究 ,发现树轮宽度与克里雅河径流量的相关性较差 ,轮宽与器测径流量的相关系数仅为 0 .1 5 ,考虑到胡杨生长对径流量的滞后效应 ,滞后 3年的轮宽与器测径流量的相关系数为 0 .3 0 ,但与洪水年份有较好的对应性。近百年来的 9次洪水年份分别为 1 941年、1 96 3年、1 971年、1 972年、1 981年、1 987年、1 996年、2 0 0 0年和 2 0 0 1年 ,均对应于胡杨树轮宽度较大的年份 ,但一些年份有一定的滞后期。

中国玛珥湖及其研究意义

随着全球变化研究的深入,科学家们认识到古气候变化除轨道尺度的冰期/间冰期旋回之外还存在年代际-千年尺度的高频变化和突变事件。要认知这些变化,古气候记录的时间分辨率要达到"年-年代际"。因此,寻求时间跨度长、连续性好、信息丰富的高分辨率记录是过去全球变化研究面临的主要任务之一。玛珥湖为火山射汽喷发形成的封闭湖泊,由于其独特的形成机制及水文背景,使其能够提供数万年乃至几十万年连续稳定的沉积记录,是高分辨率古气候、古环境变化研究的重要对象。中国玛珥湖得天独厚,从热带到寒温带均有分布,为系统研究中国不同气候区各种时间尺度古气候变化规律提供了理想材料。本文基于中国玛珥湖的分布及沉积特征,探讨玛珥湖沉积记录能够为古全球变化研究做出怎样的贡献,解决什么科学问题,具体包括以下三个方面的内容:(1)在轨道尺度上,精确定位现代气候在地质历史中的位置是未来最具挑战性的科学问题之一。我国热带地区玛珥湖沉积物跨越了至少4个冰期-间冰期旋回,能够为理解冰期驱动机制、下一次冰期来临、高低纬关联等关键科学问题提供多学科数据;(2)千年尺度古气候变化,其成因可能源于不同的动力学机制,是气候系统对各种外部和内部驱动因子响应的结果,因此千年震荡可能存在明显的时空差异。集成不同气候带的玛珥湖沉积记录将为理解千年震荡规律及其驱动因子做出贡献;(3)年-年代际气候变化是预测未来气候变化的基础,PAGES、IPCC以及PAGES-Asia 2K均将过去2千年来气候变化作为预测未来几十年至百年尺度上重大全球变化的背景,并为此构建全球数据体系,玛珥湖沉积特别是纹层沉积记录能够填补某些地区高分辨率数据的空白。

中世纪暖期前后我国雷洲半岛地区的古气候变化

本文对位于雷洲半岛湖光岩玛珥湖湖沉积物进行了年代学 ( 137Cs、AMS14 C)及总碳 (TC)、氮 (TN)、无机碳 (IC)的分析。对于湖光岩玛珥湖这一热带地区封闭湖泊而言 ,无机碳含量的变化可能受降水量 蒸发量控制。有机碳、氮的变化可能反映了湖泊生产率及营养状况的变化。在热带地区 ,湖水温度变化不大 ,温度可能不是藻类生长的主要控制因素 ,降水量的增加及湖泊营养物质的变化可能是有机碳、氮含量增加的主要原因。碳酸盐含量的高值期对应于有机碳、氮的低值阶段。 1 40 0a来碳酸盐含量有两个高值阶段 ,分别为AD880～ 1 2 6 0和AD6 70～ 76 0。这两个高值阶段可能也是干旱期。湖光岩玛珥湖地球化学指标所揭示的干旱期与安徽龙感湖硅藻和孢粉的研究结果有较好的对应性 ,可能表明我国南部地区中世纪暖期可能存在一个干旱期。

62 kaBP以来湖光岩玛珥湖沉积物有机碳同位素记录及古气候环境意义

湖光岩玛珥湖HUG B孔岩心记录了62kaBP以来的古气候、古环境变化信息。全岩有机碳同位素组成(δ13CTOC)分析表明,62kaBP以来δ13CTOC值变化比较明显,其变化范围为-28.5‰～-15.5‰。结合孢粉和有机地球化学指标进行综合分析,湖光岩玛珥湖δ13CTOC变化曲线可划分为6个演化阶段:62～58和48～40.5kaBP两个时段的δ13CTOC值偏负,沉积物中有机质主要来源于热带—亚热带地区的陆生C3森林植被,反映了温暖潮湿的气候环境;58～48和40.5～17.2kaBP期间δ13CTOC值明显偏正,沉积物中有机质主要源自C4草本植物,反映了湖光岩地区有效降水量减少、干旱程度增加导致湖光岩玛珥湖湖面下降,大量C4草本植物生长在暴露的湖滨岸;17.2～4kaBP时段内δ13CTOC值尽管存在更加频繁的波动,但总体呈现逐渐偏负的趋势,反映了暖湿和冷干气候多次交替但总体上逐渐变暖、变湿的气候环境;4kaBP以来δ13CTOC值存在逐渐偏正的趋势,虽然不排除人类活动的影响,但很可能反映了干旱程度的再次增加。综合分析表明,有效降水量(降水量-蒸发量)是控制湖光岩玛珥湖地区C3/C4植物相对生物量变化的主导因素。湖光岩玛珥湖有机碳同位素的研究结果支持区域气候环境而不是大气CO2浓度变化是末期冰期以来热带低纬度地区C3/C4植被相对生物量变化的主要原因。

中国玛珥湖的时空分布与地质特征

自新生代以来 ,在亚洲东部大陆边缘的裂谷系和青藏高原内部及周边地区 ,火山活动频繁发生 ,形成大量火山和火山岩 ,在一些火山区还发育有大小不等、形态不一的玛珥湖 ,其中有的积水 ,有的干枯 ,它们集中分布于雷琼、东北、青藏高原等地区 ,跨越了热带、亚热带、温带和高寒地带。从中新世的山东山旺盆地 ,早更新世东北龙岗地区的龙湾 ,到雷琼地区中晚更新世的田洋、湖光岩等 ,几乎各个时代、各种类型的玛珥和玛珥湖都有 ,玛珥湖中的沉积物从几十米到一二百米厚度不等 ,记录了不同地区、不同时段气候环境演变的历史 ,对全球变化研究有着重要意义。

18.5kaB.P.以来东北四海龙湾玛珥湖全岩有机碳同位素记录及其古气候环境意义

结合含水量、TOC含量和TOC/TN比值变化曲线,18·5kaB·P·以来的四海龙湾玛珥湖沉积物全岩有机碳同位素组成(δ13CTOC)记录可划分为3个阶段:1)末次冰期晚期(18·5~14·7kaB·P·),δ13CTOC值偏正,变化范围为-29·50‰^-26·18‰,平均值约为-28·10‰;2)末次冰消期(14·7~11·7kaB·P·),δ13CTOC值显著偏负,变化范围为-33·92‰^-28·40‰,平均值约为-31·75‰,在δ13CTOC值变化曲线上表现为一个低谷,但在类似YoungerDryas的冷干事件期间(12·7~11·7kaB·P·),δ13CTOC值再次显著偏正,最高可达-28·4‰;3)全新世以来(11·7kaB·P.至今),δ13CTOC值变化幅度不大(-30·85‰^-27·37‰),基本上都在平均值-29·1‰左右。研究表明,大气CO2浓度变化是影响18·5kaB·P·以来四海龙湾玛珥湖δ13CTOC值变化的主导因素。

第四纪的主要气候事件

本文概要地回顾了第四纪的主要气候事件，包括万年尺度的冰期－间冰期旋回，千年尺度的Ｈｅｉｎｒｉｃｈ事件，Ｄａｎｓｇａａｒｄ－Ｏｅｓｃｈｇｅｒ旋回和新仙女木事件及百年尺度的小冰期。简述了这些事件特征和时限以及产生的背景。指出这些事件大部分首先发现于冰川和深海沉积物中，且集中在北半球的高纬度地带。湖泊沉积物是研究古气候突变事件及古季风变化的重要信息载体之一，今后应进一步加强研究。

末次冰期以来湛江湖光岩玛珥湖孢粉记录及古环境变化

通过对湛江湖光岩玛珥湖钻孔孢粉记录的研究认为 ,末次冰期以来 ,该区植被类型从早期的南亚热带季风常绿阔叶林依次演替为 ,中亚热带常绿、落叶阔叶林→南亚热带季风常绿阔叶林→中亚热带常绿 落叶阔叶 针叶混交林 (湖边草地 )→热带季雨林→半常绿季雨林。气候最寒冷的时期温度比目前至少降低了 4— 6°C以上。全新世早期相对干旱。

内蒙古巴彦查干湖白云石的成因及其环境意义

对内蒙古南部巴彦查干湖12400cal.aB.P.以来的沉积物进行了X-衍射、扫描电镜、碳酸盐含量和自生碳酸盐氧同位素组成的研究。结果显示,沉积物中碳酸盐含量较高,6000cal.aB.P.以前为方解石,之后白云石开始出现,4800cal.aB.P.以来代替方解石成为主要的碳酸盐矿物。方解石的形态为细长的结晶棱柱体和薄片状,白云石颗粒的形态均为小球粒状,这些形态特征表明方解石和白云石是快速沉淀形成的。白云石的形态和大小与澳大利亚Coorong等地区微生物成因的白云石非常相似,表明巴彦查干湖白云石的形成可能与微生物活动有关。白云石在6000cal.aB.P.的出现是湖水咸化的直接证据,表明气候变干,这一结果与碳酸盐氧同位素和孢粉记录一致。

大兴安岭四方山天池全新世以来沉积物正构烷烃分布、单体碳同位素特征及古环境意义

对位于大兴安岭中北段四方山天池全新世以来湖泊沉积物中正构烷烃的分布特征及其单体碳同位素组成进行了讨论分析.结果表明,正构烷烃碳数分布范围为nC_(17)~nC_(33),绝大多数样品具有单峰型的分布特征,少数样品呈现双峰型分布特征,单峰型以nC_(27)为主峰,双峰型分布中前峰群以nC_(21)为主峰、后峰群以nC_(27)为主峰;短链正构烷烃(<nC_(21))奇偶优势不明显,中链(n C23~n C25)和长链正构烷烃(>nC_(27))具有明显的奇碳优势;正构烷烃的分布特征揭示四方山天池湖泊沉积物中的有机质来源于陆生植物和水生植物的共同输入,并以陆生植物贡献为主.全新世以来,四方山天池湖泊沉积物中长链正构烷烃单体碳同位素值(δ^(13)C_(27~31))逐渐偏负,与太阳辐射的变化表现出明显的一致性,表明在轨道尺度上该区域的有效湿度的逐渐增加主要受太阳辐射的控制,湖泊水位的变化则既受到西太平洋副热带高压和鄂霍次克海高压相对位置的影响,又受到东南季风和东北季风势力强弱的制约.根据多种气候代用指标的变化,全新世以来四方山天池湖泊环境及其区域气候演化可以划分为5个阶段:(1)11.2-8.0 ka BP:区域有效湿度较低,陆生C_3植物中木本植物比例略有增加,湖泊水位频繁波动,湖泊初级生产力下降,湖泊营养状态发生贫化;(2)8.0-6.4 ka BP:区域有效湿度增加,陆生C_3植物中草本植物比例略有增大,湖泊水面收缩、水位下降,湖泊初级生产力变化不大,湖泊营养状态较为稳定;(3)6.4-3.4 ka BP:区域有效湿度比上一阶段更高,陆生C_3植物中木本植物扩张,草本植物比例相对收缩,湖泊水位上升、水面扩大,湖泊初级生产力增加,湖泊营养状态发生好转;(4)3.4-2.4 ka BP:区域有效降水量继续增加,陆生C_3植物中草本植物比例升高,湖泊水位下降、水面收缩,湖泊初级生产力下降,湖泊营养状态发生贫化;(5)2.4-0.9 ka BP:区域有效湿度较高,陆生C_3植物中木本植物逐渐增加,湖泊水位上升、水面扩张,湖泊初级生产力增加,湖泊营养状态有所好转.四方山天池湖泊沉积物所记录的全新世以来区域气候环境演化历史,既与中国东北地区其他高分辨率气候记录有较好的一致性,也存在着差异性,表现出独有的区域气候特征.

湖泊体系中长链烯酮研究进展

长链烯酮不饱和度（U37k？）作为定量反映古温度变化的重要替代指标, 已在海洋中得到广泛应用, 但在湖泊中长链烯酮不饱和度与温度的关系及其母源研究则很少。课题组研究了中国不同气候带、不同水化学环境湖泊表层沉积物中长链烯酮, 发现多数湖泊中存在2~4个不饱和键的长链烯酮, 首次报道硫酸盐型湖泊中存在长链烯酮, 总结了湖泊中长链烯酮的分布模式, 探讨了分布模式与环境、母源的关系。研究了湖泊长链烯酮不饱和度与温度的关系, 发现湖泊长链烯酮不饱和度与年均气温和春秋季节温度高度相关, 建立了中国湖泊表层沉积物中长链烯酮不饱和度与温度的经验函数关系, 结合文献中发表的数据, 建立了从热带的北缘湖光岩玛珥湖到北极的格陵兰的湖泊沉积物中长链烯酮不饱和度与温度的经验函数关系： U37k′ = 0.031× T ＋ 0.094 （n=76, r^2 = 0.67）。首次发现并成功分离出湖泊中长链烯酮母源等鞭金藻Chrysotila lamellosa, 通过单藻种控温培养, 建立长链烯酮不饱和度与水温关系方程, 实验室培养公式与经验公式斜率一致, 验证了长链烯酮不饱和度温标, 表明长链烯酮是可靠的陆地温标。

GasBench Ⅱ-IRMS水平衡氢氧同位素分析方法研究

考察了参考气信号强度、样品水体积和水平衡时间对水平衡氢、氧同位素组成分析的影响,建立了GasBench Ⅱ-IRMS连续流稳定同位素质谱仪、CO2-H2O平衡在线连续分析水样中氧同位素组成、疏水铂催化H2-H2O平衡在线连续分析水样中氢同位素组成的分析方法。分析实验室和标准水样,测量值在误差允许范围内与推荐值一致;实验室水标准氢同位素组成分析精度(1σ)为1‰,氧同位素组成分析精度(1σ)为0.1‰。方法能减少样品的损失,提高分析速度和稳定性。

纹层计年与^(137)Cs、^(210)Pb法对比研究东北二龙湾玛珥湖现代沉积速率

通过对东北二龙湾玛珥湖顶部无扰动岩心显微研究,证明此岩心发育有良好的年纹层。据精确统计,0~5.5cm间为36个年纹层,纹层计年的误差为4%~7%,年纹层厚度为1.1~2mm不等,平均沉积速率为1.53mm/a,5.5cm处对应于1965年。而二龙湾沉积物(从6.5cm到5.5cm)岩心的137Cs比活度值急剧增加,从(4.67±0.29)dpm/g增加到(12.06±0.47)dpm/g,在5.5cm处有一个较为明显的蓄积峰值,这一峰值被确认对应为1963年全球137Cs散落的高峰期。另外据210Pbex比活度CIC模式,5.5cm处约为1962年,这和137Cs比活度曲线的1963年时标相一致。印证了纹层计年的精确性,完全可以建立高分辨率时间序列。

21kaB.P.以来大兴安岭中段月亮湖沉积物全岩有机碳同位素组成变化及其古气候意义

月亮湖是位于大兴安岭中段阿尔山-柴河火山区的一个火山口湖,地处现今季风/非季风影响的过渡地带,对气候环境变化反应敏感。月亮湖长约9m的沉积岩芯记录了21 cal.kaB.P.来的古气候演化历史。月亮湖沉积物全岩有机碳同位素组成(δ^(13)C_(org))、总有机碳含量(TOC)和总氮含量(TN)分析结果表明:δ^(13)C_(org)值分布范围为-34.3‰～-24.8‰,具有9.5‰的变化幅度,但总体仍然在陆生C_3植物的变化范围内。TOC含量分布范围为1.04%～23.55%,TN含量分布范围为0.08%～1.78%,TOC与TN含量变化趋势相同,呈正相关性,两者都显示出末次冰期晚期时含量特别低的特征。沉积物的TOC/TN比值(原子比)分布范围为6.3～28.2,其中末次冰期晚期的值比较低,说明沉积物中有机质以内源水生生物为主,其后TOC/TN比值明显升高且多>14,说明大部分有机质来源于汇水盆地中的陆生植物。根据多个指标综合分析,有效湿度的影响很可能是δ^(13)C_(org)变化的主导因素。因此,近2万年来月亮湖全岩有机碳同位素组成变化与古气候变化的对应关系是:暖湿气候对应着偏负的δ^(13)C_(org)值,冷干气候对应着偏正的δ^(13)C_(org)值,全新世期间因植被变化不大,其δ^(13)C_(org)值变化幅度也不大。

玛珥湖古气候环境研究进展

玛珥湖特有的沉积环境为发育和保存长时间尺度、高分辨率气候和环境记录提供了理想场所,其沉积物为过去全球变化研究提供了理想的研究材料。国际玛珥湖沉积与环境研究的进展在解决一些重要的古气候问题方面显示出了巨大的潜力。近年来,我国也在玛珥湖纹层和沉积物的多学科、多指标综合研究方面取得了有意义的成果。本文就玛珥湖在纹层年代学、火山灰年代学、磁性地层学方面的研究以及古气候、古环境重建方面取得的研究成果做简要的介绍。

四海龙湾玛珥湖沉积物中碱流质火山灰的来源及其意义

四海龙湾玛珥湖位于东北新生代龙岗火山区内,在玛珥湖沉积物距湖底69-70cm处分离出新鲜的火山灰。根据火山灰产出的层位、原生沉积特征、形貌和碱流质化学成分特征,属于长白山天池火山公元1199-1200年大喷发的产物。这一结果不仅表明天池火山历史时期大喷发的规模比原来估计的还要大,并且为建立千年以来四海龙湾沉积物及古气候演化的时间标尺提供了依据。

加速溶剂萃取提取土壤中正构烷烃的方法研究

建立了加速溶剂萃取技术提取-柱色谱分离-气相色谱分析土壤样品中正构烷烃的方法。优化了压力、温度、静态时间、循环次数等参数。随着温度、静态时间、循环次数和压力的增加，正构烷烃短碳链、长碳链和总正构烷烃的量逐渐增加。加速溶剂萃取提取土壤中正构烷烃的条件是：萃取温度150℃，萃取压力10．3MPa，循环2次，静态提取时间10min。加速溶剂萃取-柱色谱分离-气相色谱法测定土壤中正构烷烃的方法精密度（RSD）为8％-23％。加速溶剂萃取法提取总正构烷烃量、短碳链正构烷烃量显著高于索氏抽提法的提取量。