临汾盆地晚冰期至中全新世黄土-古土壤序列的风化特征及指示的气候意义

了解中国北方晚冰期和全新世时期的气候环境变化及其驱动机制,有助于预测未来气候变化的可能情景。基于黄土高原东南缘临汾盆地的黄土-古土壤剖面,在3个AMS14C年代的支持下,通过粒度、磁化率、土壤有机碳以及地球化学元素等指标,重建了临汾盆地晚冰期至中全新世晚期的气候变化历史。结果表明:宋村沟剖面的黄土和古土壤分别处于初等和中等化学风化阶段,而不同地区风成堆积物的化学风化强度存在明显差异,主要受控于东亚夏季风的区域变化。多指标综合分析表明,晚冰期以来临汾盆地的气候演变经历了4个阶段:晚冰期东亚冬季风较强,气候干冷;早全新世东亚夏季风强化,气候向暖湿转变;早中全新世东亚夏季风达到峰值,为最暖湿的适宜期;中全新世晚期东亚夏季风减弱,气候再次转向干冷;临汾盆地的气候变化主要受控于北半球太阳辐射强度和冰量的变化。

内蒙古岱海流域生态保护红线划定研究

岱海流域出现了水资源短缺、湖面萎缩、生物多样性减少及生态功能退化等诸多生态环境问题,而划定生态保护红线是恢复流域生态系统,改善流域生态环境的重要举措。采用“三生用地”(即生活用地、生产用地、生态用地)分类法、最小累积阻力模型及生态环境评价法划定岱海流域各功能区生态保护红线,结果表明:岱海流域生态保护红线面积为504.63 km^(2),占流域总面积的25.63%,其中水源涵养红线区和水土保持红线区主要分布在目花河周边地区,面积分别为31.39、20.56 km^(2),管理措施以扩大林草覆盖面积、改善生态环境为主;生物多样性红线区分布在弓坝河、五号河两岸,面积为145.72 km^(2),以维护河岸生态系统、保护野生动植物和提供部分农产品为主;水土流失红线区位于流域南部和北部的山地、丘陵地带,面积为177.26 km^(2),以恢复林草植被为主;红线核心区,即自然保护区分布在现有湖泊及周边过渡区,面积为129.70 km^(2),以恢复自然植被、保护野生动植物为主要管理措施,禁止各种形式的开发活动,在其东部和西南部有14.16 km2的土地需退耕还湿。

浑善达克沙地沙粒特征及其沉积环境

对浑善达克沙地进行野外考察和采集表层沙样,通过激光粒度仪测量其沙粒粒径,分析其内部不同区域沉积物粒度特征、空间分异规律和沉积环境,为治理该沙地提供理论依据。结果表明,浑善达克沙地内部不同区域表层沉积物粒度组成上有较大的差异,总体以细沙和中沙为主,平均含量分别为43.9%和34.72%;粉沙、极细沙、粗砂含量较少。中值粒径从西到东逐渐变细;分选系数为0.94Φ,分选性整体较差,沿盛行风向有变好的趋势;偏度和峰度均值分别为0.16和1.23。粒度频率曲线指示该沙地沉积环境多样,沉积过程复杂。中西部沙物质以河流及湖泊沉积为主;东部则主要分布风成沉积,其部分物质可能来源于沙地内部的河流碎屑物或更西部的河湖相沉积。

洛阳盆地的4.2 ka BP气候事件和人类活动

在4.2 ka BP气候突变事件的影响下,世界主要文明和中国境内大部分新石器时代文化出现断层或崩溃,但中国中原地区的洛阳盆地却支持了河南龙山文化向二里头文化的传承和成功转型,使中国文明得以一脉相承.为探究洛阳盆地这一时期的环境状况和人类活动,在AMS^(14)C年代的支持下,基于HZ-1湿地剖面孢粉分析及磁化率和粒度等指标的分析,本文重建了洛阳盆地4990~3890 cal a BP期间自然环境(植被/水文)和人类活动强度的变化历史.自然环境重建结果显示,4990~4330 cal a BP期间气候较干,灰嘴湿地水较浅;4330~4155 cal a BP期间气候湿润,是灰嘴湿地存在的最盛阶段;4155~3995 cal a BP期间气候变干,灰嘴湿地快速萎缩;3995~3890 cal a BP期间气候短暂变湿后再次转干,发育了一层较薄的强风化层后被黄土覆盖.人类活动强度重建结果表明,4990~4330 cal a BP期间人类活动强度较弱;4330~4155 cal a BP期间人类活动强度有所增加;4155~3995 cal a BP期间人类活动强度明显增强;3995~3890 cal a BP期间人类活动强度再次减弱.用大尺度的视角审视灰嘴记录后,我们发现,在4400~3950 cal a BP时段的亚洲季风减弱期内,长江中下游地区与洛阳盆地所在的黄土高原南缘地区确实捕捉到4.2 ka BP气候突变的信号,但二者的干湿状况却出现了明显的差异,即长江中下游地区的弱东亚季风事件较早出现(4400~4100 cal a BP),而黄土高原南缘地区(包括洛阳盆地)的弱东亚季风事件较晚出现(4200~3950 cal a BP).导致这种差异的主要原因可能是,与ENSO由La Ni?a阶段转向El Ni?o阶段有关的赤道太平洋东西方向的热力梯度和西太平洋副热带高压耦合关系的变化.

中原地区渑池盆地末次冰消期以来的气候与环境变化

为进一步理解和探究末次冰消期以来东亚季风变化的时空特征,特别是全新世东亚季风的进退模式,在AMS14C年代的支持下,基于渑池湖相-湿地剖面的孢粉和沉积学指标(粒度、碳酸钙和总有机碳)的分析资料,重建了渑池盆地18.7 cal ka BP(ka BP表示距今千年)以来的气候与环境变化历史.重建结果表明:18.7~14.8 cal ka BP是草原环境下的黄土堆积时段.14.8~6.7 cal ka BP为湖泊存在时段,此时段是一个森林扩展和支持水域及湿地也扩展的时期.6.7~1.2 cal ka BP为湿地时段.此阶段的孢粉经历了3个亚阶段的变化,第一亚阶段(6.7~5.0 cal ka BP):草本花粉显著增加;第二亚阶段(5.0~2.8 cal ka BP):木本花粉显著增加;第三亚阶段(2.8~1.2 cal ka BP):草本花粉显著增加.基于木本花粉百分比和禾本科/(蒿属+藜科)比值重建的湿度序列显示,渑池盆地早全新世较为湿润(10~8 cal ka BP),中全新世前半段(8~5 cal ka BP)最为干旱,中全新世后半段(5~2.8 cal ka BP)最为湿润,晚全新世(2.8~1.2 cal ka BP)较为干旱.本文将中原地区的全新世湿度序列(即MC-1)与以北(中国北方)和以南(长江中下游地区)的全新世湿度序列进行了比较.比较结果显示:中原地区全新世最干旱时段发生在8.0~5.0 cal ka BP,中国北方全新世最湿润期的时段发生在7.8~5.0 cal ka BP.二者均很好地对应于厄尔尼诺-南方涛动(El Ni?o-southern oscillation,ENSO)强度的低值阶段(8.0~5.0 cal ka BP).长江中下游地区全新世干旱期时段(7.0~3.0 cal ka BP)与ENSO强度的低值阶段也大致相对应.控制东亚季风影响下的中国东部全新世湿度空间格局的主要机制是ENSO状态以及由ENSO调控的西太平洋副热带高压(West Pacific subtropical high,WPSH)的南北向移动.介于长江中下游地区和中国北方之间的中原地区的全新世湿度状况似乎在二者之间摆动:有时候中原地区与长江中下游地区一起变化(如7.0~3.0 cal ka BP时段),有时候又与中国北方一起变化(如5.0~2.8 cal ka BP时段).

沙漠沙地风沙与湖相沉积物粒度判别方法及环境指示意义

沉积物粒度特征不仅能够指示沉积物的来源和迁移方式,还可以揭示沉积环境的区域差异性及形成机制的复杂性。使用粒度对数拟合方法初步区分风沙与湖相沉积物的特征,再以乌兰布和沙漠和浑善达克沙地的218个表层风沙沉积与湖相沉积样品作为训练样本,并用同一区域不同时段采集的186个表层风沙沉积与湖相沉积样品进行验证,建立了风沙沉积物与湖相沉积物的判别模型。结果表明:该模型能够很好地分辨风沙和湖相沉积物,准确率在90%以上。结合提取沉积物的动力组分,可指示风沙沉积和湖泊沉积以外的沉积环境。