珠江三角洲三水盆地早全新世以来孢粉分析与古环境重建

为了深入探讨珠江三角洲的沉积古环境和古气候历史,在三水市区获取了2个高取芯率的钻孔岩芯,进行了12个AMS 14C测年,并结合孢粉、硅藻等分析结果探讨三水地区全新世的海平面与河流水动力变化,以及古植被演替过程。结果表明：钻孔所在区域全新世沉积总体从9 000 cal.a B.P.左右开始,呈现河流相―河湾相―河口湾相―潮坪相―河口湾相―河漫滩相的演变过程。三水区的早全新世沉积阶段年代最早为9 000 cal.a B.P.左右,表现为河口湾相的淤泥质粉砂沉积,硅藻以淡水种类为主,最高沉积速率为1.6 cm/a。海侵初始时间为8 700 cal.a B.P.左右,最高海平面时间为7 600 cal.a B.P.左右,此时海岸带发育红树林,丘陵山地发育较茂盛的亚常绿热带常绿阔叶林;中―晚全新世阶段（6 500―2 200 cal.a B.P.）,以泥炭粉砂沉积为主,沉积速率为0.2~0.5 cm/a,河口区高潮线附近及河流弯道低洼滩地在5 000 cal.a B.P.前后形成淡水沼泽、河口三角洲边缘区洼地水松林发育。在晚全新世（2 200 cal.a B.P.左右）以来,陆相黏土质沉积指示河口泥沙快速堆积,三角洲平原迅速扩大,沉积速率高达1.7 cm/a。孢粉结果显示次生的芒箕孢子剧增,陆地植被稀疏,人类活动显著增强。

海南岛吊罗山植物群落特征和物种多样性分析

根据吊罗山自然保护区不同海拔6个植物群落的样方资料,分析了吊罗山植物群落结构特征和物种多样性,同时比较了吊罗山植物群落与邻近地区植物群落的组成特征。研究结果表明吊罗山低地雨林乔木层以蝴蝶树、青梅、高山榕、粘木、长脐红豆、海南柿、肉实树和海南木莲为主,灌木层以白颜树、白茶、柏拉木和九节为主;山地雨林以陆均松、鸡毛松、黄叶树、阿丁枫、扫把青冈和海南杨桐为优势种;山顶常绿矮林则以山地常绿阔叶林陆均松、琼崖柯、岭南青冈和油丹等种类的矮化为特征。植物群落Shannon-Wiener物种多样性指数分析表明,吊罗山植物群落物种多样性在空间的变化基本上表现为随海拔梯度增加而降低,次生林物种多样性最低,山地雨林和山顶矮林物种均匀度指数最高,群落优势种明显。

基于生物气候因子聚类的植物群组划分及其中国生物群区模拟

本研究基于10′×10′空间分辨率运用GIS软件对中国植被分布地理配准数字化,提取获得196个优势植物的地理分布数据以及内插相关的气候因子,运用分位数函数计算获得各个植物地理分布的气候阈值;在此基础上采用生物气候群组(BAGs)的分类方法,对196个优势植物气候因子数据进行聚类分析,同时结合中国植被的地理分布特征,最后划分出29个BAG组,包括13个乔木组(6个常绿阔叶和2个落叶阔叶群组,4个常绿针叶和1个落叶针叶群组)、10个灌木组(5个常绿灌木和5个落叶灌木群组)和6个草本组。本研究的BAGs划分是建立在较高空间分辨率和定量气候因子阈值的基础上,因此,通过计算获得BAGs气候阈值(包括每日温度变化幅度、地表霜冻频率、月均温度、月降雨量、相对湿度、日照时数和>5℃年积温等),运用生物圈碳循环CARAIB模型,模拟出中国19个生物群区的现代潜在分布。模拟结果较好地表达了中国植被类型的地理分布,尤其较详细地展示了热带、亚热带、温带和高原地区的不同植被类型地理分布格局,但由于东北地区、西部草原以及热带原生植被受人类活动严重干扰,使得模拟结果比该地区的原生植被地理分布的实际面积偏大。总体而言,本研究获得的29个生物气候群组对模拟现代生物群区分布提供了理想的分类依据,其气候阈值也是进行过去和未来生物群区模拟的重要参照数据。

CARAIB陆地碳循环模型研究进展及其应用

陆地生态系统碳循环是全球变化研究中的重要组成部分,多种模型已用于陆地生态系统碳循环的模拟。文中着重论述了陆地生物圈碳循环模型CARAIB的原理、方法及其应用和最新进展。CARAIB模型主要是基于叶面光合作用子模型、冠层子模型和木质呼吸作用3个子模型的耦合,应用大气环流模式气候数据模拟出生态系统碳存储量和生物群区分布。介绍了欧洲利用植物数字化地理配准数据库重新划分植物群组(BAGs)的方法,比较BAGs与传统的植物功能型(PFTs)划分在方法上的差异,根据植物群组应用CARAIB模型进行生物群区分布模拟,并提出利用CARAIB模型模拟我国陆地碳循环和生物群区分布的可行性,为研究中国植被对气候变化的响应模型和预测提供区域尺度的新方法。

新疆地区表土孢粉空间分布规律研究

中国新疆地区表土花粉研究结果展示了干旱区主要孢粉的空间分布规律,大部分表土花粉属种的地理空间分布与含量与相应植物的分布区域基本一致,藜科、蒿属、麻黄属及木本植物云杉属、桦木属等花粉普遍呈超代表性,柽柳属花粉呈低代表性。干旱区主要草灌木表土花粉数据的聚类分析结果可以基本反映本区植物群落的主要生态组合类型。主成分分析进一步表明该区草本和灌木花粉分布主要受水文和湿度等因素控制。

亚热带稻作区表土孢粉研究及其考古学应用

研究地点位于广东、湖南和湖北三省的华南双季稻分布区,纬度跨度为22.84°～32.51°N之间。沿纬度每30～50km间距取样,一共为26个样点,每个样点包含3～5个样品(稻田内、稻田外和附近地表或次生林表土样)。本研究采用了孢粉分析方法,在镜下共鉴定77种孢粉类型。研究结果表明,该区稻田耕土表层的禾本科花粉含量为36%～88%,其中水稻型花粉含量为30%～84%,平均含量为57.41%。而稻田外旱地样品禾本科总量降至26%～77%之间,而水稻型花粉平均值降低至38.52%。稻田内外样品和尘土花粉结果的对比分析表明,在人类强烈干扰的双季稻耕作区,禾本科含量达到36%以上时,很可能表明与稻作农业发展有关。上述表土孢粉结果为地层孢粉分析寻找农业和人类活动的证据提供了新的数据。番禺万顷沙钻孔孢粉研究表明,禾本科花粉在历史上出现一个快速增加的突变(从约10%增加至50%),反映了珠江三角洲稻作农业的迅速发展开始于秦朝,可能与当地人口快速增加和中原地区农耕技术的引入有关。而香港壕涌西区考古遗址地层的孢粉分析揭示出该地点的土地利用是从明清才开始作为耕地使用,而更早的唐宋时期并非原地种植水稻。

青海表土花粉分布规律及其与植被的关系

对青海地区63个样点进行植被调查及表土样点分析结果显示:青海地区山地针叶林、针阔混交林、高山灌丛-灌丛草甸、温带草原、灌木-半灌木荒漠及高寒荒漠植被区均有相对独特的花粉组合特征。乔木类中桦呈超代表性,云杉、柏、杨属呈低代表性;灌木、草本中白刺、沙拐枣、柽柳呈低代表性,蒿、藜、麻黄呈超代表性,蔷薇科金露梅、银露梅在自身为优势种的落叶灌丛群落中呈低代表性,在针阔叶林、灌丛草甸过渡带中呈适中代表性。禾本科、莎草科、菊科、豆科、十字花科呈低代表性。A/C值在不同生态环境下的变化幅度较大,但数据组显示A/C值中位数值由半干旱向干旱植被区逐次降低,如草甸和草原为4.14,高山灌丛为2.93,荒漠草原为1.22,荒漠灌丛为0.13,荒漠戈壁为0.05。可见,A/C值能很好地反映环境干湿程度,是环境干旱程度的良好指标。

新疆地区表土孢粉分布规律及其与植被关系研究

对中国新疆地区218个样点进行植被调查及表土孢粉分析的研究结果表明,新疆地区温带山地针叶林、高寒草甸及盐生草甸、温带草原、荒漠以及荒漠-沙漠过渡带均具有相对特殊的孢粉组合,新疆南北向样带的孢粉图式揭示出表土孢粉从北到南随地形、纬度和植被的改变而发生的空间变化。针叶林区表土孢粉浓度平均值为22 602粒/g、草原为3 834粒/g、荒漠为1 762粒/g、沙漠为0-10粒/g。但在同一植被类型中,特别是在草原和荒漠中,孢粉浓度与植被盖度之间并不呈现线性相关关系。根据大空间尺度样品的A/C(蒿Artemisia/藜Chenopodiaceae)值的中位数统计,草原为1.264、荒漠为0.565、沙漠为0.243。Ep/C(麻黄Ephedra/藜Chenopodiaceae)比值的中位数在荒漠为0.098、草原为0.063。

广州典型森林土壤有机碳库分配特征

对广州2种典型森林土壤碳库分配特征进行了研究，结果表明：①两种森林土壤有机碳（SOC）表层含量及其差异程度最高，随土壤深度增加，差异逐渐减小。马尾松林SOC密度范围为55．54～66．69t／hm2，常绿阔叶林SOC范围为84．91～151．16t／hm2。②两种森林土壤活性有机碳（AOCs）含量为马尾松林〈常绿阔叶林；各种AOC分配比例均随龄级增长而升高。③两种森林土壤的水溶性有机碳（WSC）、易氧化态碳（EOC）和微生物量碳（MBC）含量分别与SOC相关性达到极显著水平，轻组碳（LFC）与颗粒性碳（POC）含量分别与SOC相关性达到显著水平。④幼龄林与中龄林的土壤碳库大于相应的地上部植被碳库，而成龄林的土壤碳库小于植被碳库；土壤碳库占森林生态系统总碳库的比例随着生物量的增长呈下降趋势。

基于遥感数据对中国表土花粉进行植被覆盖度定量估算的研究

本文主要探讨利用现代类比法将表土花粉数据定量转换为植被覆盖度的方法,以及该方法在中国复杂地貌和气候环境中应用的可行性和可信度。陆地植被覆盖使用了卫星遥感MODIS500×500m分辨率的栅格数据,覆盖度分类为乔木、草地和裸地三种。使用的表土花粉数据共1127个样点,其地理分布基本能够覆盖中国的各种植被类型。用于现代类比法定量计算的花粉变量类型共64个。研究结果表明,计算获得的每个样点的植被覆盖度与MODIS实际观测值具有很好的对应性,基于花粉的覆盖度估算值与遥感实际观测值之间的相关性很高,其中裸地达到0.99,乔木达到0.97,草地为0.95。从空间分布看,利用花粉定量转换的植被覆盖样点可以清楚地识别从裸地向草地和乔木的变化区间,并且与植被分布的实际情况吻合。本研究证明,基于中国表土花粉数据对植被覆盖度的定量恢复是可行的。此外,研究发现乔木覆盖度较高的对应特征花粉较多,主要是松属、栲属、栎属(含青冈栎)、桦属、桤木属、杨梅属、冷杉属、云杉属等,而草地的对应特征花粉类型有莎草科、禾本科、蒿属、蔷薇科、豆科等,裸地主要为麻黄属和藜科等。

青藏高原东北部表土花粉组合与植被和气候的关系

对青藏高原东北部地区65样点进行了植被调查与表土花粉分析,样品取自于6种类型的植被带内,包括森林、高山灌丛、高山草甸、温带草原、荒漠草原、灌木半灌木荒漠。结果显示:青藏高原东北部地区花粉组合能较好地反映主要的植被群落特征。蒿藜比值(A/C)对该区域多年平均降水量(MAP)十分敏感,A/C值从高山灌丛草甸、温带草原到荒漠灌丛带呈逐渐降低趋势。DCA排序分析结果显示:该地区表土花粉能很好地反映相应植被群落特征,表土花粉分布与多年平均降水量(MAP)呈显著相关,与7月平均温度呈负相关关系。该研究为青海湖及柴达木盆地湖泊沉积物花粉分析定量重建古气候、古环境提供了很好的理论基础。

田洋玛珥湖中更新世以来磁化率特征及其环境意义

对雷州半岛东南部的田洋玛珥湖TYC孔前40 m岩芯进行了研究,结果表明,磁化率与孢粉有很好的对应关系,因而磁化率值的高低变化能够作为该区气候环境变化的替代指标。沉积物磁化率与气候变化的关系为:磁化率的低值与气候暖湿对应;磁化率的高值则与气候寒冷或温凉相对应。中更新世以来,田洋玛珥湖气候环境演化经历了9个不同的阶段:346～301.4 kaBP,气候相对暖湿。301.4～248.8 kaBP,气候寒冷干燥。248.8～188.8 kaBP,气候相对暖湿。188.8～125.2 kaBP,气候寒冷干燥。125.2～69.3 kaBP,气候较为暖湿。69.3～40.43 kaBP,气候偏凉。40.43～25.5 kaBP,气候偏凉但较上阶段温度低,此时玛珥湖呈现出沼泽化过渡阶段。25.5～10.8 kaBP,气候寒冷干燥,玛珥湖干枯成为干玛珥湖。10.8 kaBP以来,由于后期人类活动对玛珥湖的改造,致使磁化率值不断升高。

惠州黄洞水库沉积速率及孢粉的环境指示意义

对惠州黄洞水库沉积钻孔(HD)进行了210Pb和137Cs测试,结合岩性、粒度分析和建库历史资料为佐证,以137Cs为主确定了研究区沉积物年代序列和沉积速率,同时对钻孔沉积物进行了孢粉和炭屑指标的实验分析。粒度分析结果表明,建库前沉积速率较快(约为1.5 cm/a),建库后(1960年以来)沉积速率降低(约为1.0 cm/a)。钻孔孢粉组合和炭屑记录揭示出与人类活动有关的孢粉种类为禾本科(Gramineae)花粉、芒箕(Dicranopteris dichot oma)、松属(Pinus)花粉等,孢粉绝对浓度和乔木与非乔木花粉比值(AP/NAP)是指示森林覆盖度的重要指标。同时出现乔木花粉减少、孢粉总浓度下降及禾本科相对含量上升,表明了裸地增加和水土流失严重,为人类砍伐和焚烧频率最高的时期。显著的大面积山火事件可以根据沉积物炭屑浓度与孢粉浓度比值(C/P)的峰值来判断。孢粉和炭屑记录揭示流域内建库前、大跃进-文革期、改革开放中后期3个时期不同的植被生态条件,反映了不同阶段人类活动方式和强度的变化,与历史文献记载的1958年大炼钢铁、1963年百年一遇大旱和1986年造林绿化工程等主要事件对比显示出一致的变化。

广州城区生态安全岛典型植物群落结构及物种多样性

以广州城区生态安全岛典型的自然和半自然型植物群落为研究对象,通过样方调查,对物种组成、区系成分、群落结构、珍稀濒危种、物种丰富度和多样性等要素进行了研究,结果表明:广州城区6处生态安全岛3.238hm2的调查样方中,共记录到维管束植物145科342属495种,热带亚热带区系特征明显。不同保护级别的珍稀濒危植物6科7属7种;群落垂直结构复杂,乔木层一般都能划分亚层。物种丰富度Partrick指数值在22—100之间变化、Shannon-Wiener多样性指数值在0.3861—3.0901之间变化、Simpson优势度指数值在0.1380—0.9261之间变化以及Pielou均匀度指数值Jsw在0.1289—0.9427之间变化,相似性系数S和Bray-Curtis指数存在一定差异。目前广州城区生态安全岛的植物群落随着正向演替的进行,物种多样性在不断增加。在区系上,生态安全岛与具有南亚热带地带性典型植被的鼎湖山联系较密切,虽然在物种多样性方面尚有一定差距,但演替时间较长的生态安全岛植物群落的物种多样性已相当于鼎湖山南亚热带地带性植被演替的后期阶段。植被之间的空间距离、与城市中心距离的远近等生境条件差异、人为干扰均对群落的物种多样性产生影响。因此,需加强保护,才能在高度城市化的区域保存这样一些具有地带性顶级群落的结构和物种多样性特征的植物群落。

广州番禺湿地生态环境质量时空动态分析

利用遥感、地理信息系统和神经网络的方法，对沿海城市广州市番禺的湿地生态环境质量进行研究，其结果表明：广州番禺建筑用地面积从1979年的2．43％增长到1990年的10．03％，2000年的29．94％，2006年的37．82％；水田的面积从1979年的42．92％增长到1990年的49．19％减少到2000年的22．70％，2006年的17．97％，由水田为模地变成了建筑用地为模地。利用信息熵的方法得到各种湿地类型的生态效应值：1979年各种湿类型的生态效应值都小于2．2，属于生态环境质量相对良好区，从1990年到2000年的湿地生态环境质量发生了分异，其生态效应值在2．2—3之间是相对较好区，在3—3．8之间是相对一般区，大于3．8是相对较差区；在2006年，模地由水田变为建筑用地后，湿地生态效应值都小于2．2。利用BP神经网络的方法预测2011年和2016年的各种湿地类型的生态效应值，只有近海岸湿地类型的生态效应值在3—3．8之间，其余的都小于2．2。

闽江下游全新世孢粉记录的植被与环境变化

为了揭示闽江下游闽侯盆地第四纪沉积环境演变与人类活动历史,对闽江下游闽侯盆地庄边山遗址附近的FZ5钻孔进行了孢粉、硅藻分析。结果表明:闽侯盆地全新世海侵初始发生时间约为9 000 cal.a B.P.,至7 500cal.a B.P.达到最大海侵范围,晚全新世海退的发生时间在闽侯盆地大约为1 900 cal.a B.P.。孢粉分析证实了当地早中全新世温暖的亚热带气候以及浓密的常绿阔叶林植被。在7 500―1 900 cal.a B.P.之间无论植被覆盖还是气候环境均比较稳定,高海平面时期的适宜气候以及海湾环境也有利于当地以渔猎经济方式为主的新石器文化(昙石山文化)的兴起和发展。自1 900 cal.a B.P.以后,孢粉组合突变为以先锋植物芒萁属(Dicranopteris)、禾本科(Poaceae)、松属(Pinus)等类型为主,揭示了当地植被受到人类农业刀耕火种的影响而发生显著变化。高含量的禾本科花粉(含一定数量的水稻)仅在剖面上部明显增加这一事实,证实了闽侯和福州一带水稻种植的大面积发展始于距今1 900 a前后。

厦门湾-九龙江口地区MIS 4以来孢粉组合特征及古气候意义

根据厦门湾-九龙江口地区3个钻孔的孢粉组合特征分析，结合沉积相和年代数据，探讨本区晚更新世以来的古气候和古环境演变。孢粉分析结果表明，MIS4阶段早期以来该区的古气候演变包括：晚更新世偏冷干-早中全新世（约8～5.5 cal. ka BP）温干转热湿-晚中全新世（约5.5～2.5 cal．ka BP）较暖湿转温和稍干-晚全新世（约2.5 cal．ka BP至今）暖湿等的波动和变化。晚更新世全球范围的大幅降温在本区影响较大，全新世气候变化的特点是温湿度在一定幅度中波动，人类活动对植被的干扰在晚全新世以来有明显的体现。

福州盆地第四纪钻孔XRF连续扫描的元素特征及沉积相指示意义

对福州盆地河口地区一个39 m钻孔岩芯进行 X-Ray Fluorescence（XRF）扫描,通过 XRF元素连续扫描结果探讨福州盆地海陆交互地层在不同沉积单元中各元素的变化特征及其沉积相指示意义。钻孔岩芯从晚更新世晚期至全新世共经历了5个沉积阶段：湖泊相—河流冲积相—淤泥质滨海潮滩相—河口潮滩相—河流冲积相。XRF扫描结果表明：元素Co,Fe,Ti,Si及其与 Rb的比值受到沉积物粒度影响较大,对陆相（河流相）和海相（潮滩相）中粒度特征相近的层位进行了元素均值统计显示,近岸河口湾海相沉积物中的Ca,Ti,Mn,Fe,Co等元素是陆相地层中的3-10倍,Si元素则在陆相层中相对富集。说明除了粒度因素,海-陆沉积环境的变化对元素的富集也起到了重要作用。Ca,Ti,Mn,Fe,Co 等元素是较好的海相沉积指示元素,而Si则是较好的陆相沉积指示元素,K,Rb,Sr对陆相沉积具有一定的指示意义。研究结果表明XRF元素连续扫描可以识别沉积物的元素变化细节,并根据元素的强度变化进一步判断沉积相,可以作为沉积相划分的重要辅助手段。该研究为 XRF连续扫描方法在海陆交互带的应用提供了实例。

西江―北江及珠江三角洲汇流区全新世泥炭腐木层时空分布与环境变化

西江和北江及珠江三角洲西北部汇流区广泛发育全新世的泥炭-淤泥腐木地层,结合剖面的沉积相特征和14C测年数据,对全新世沉积环境和含腐木地层的分布和环境变化进行探讨,获得以下认识:1)在西江和北江下游海侵北界以上的陆相沉积序列中,厚层泥炭主要形成于中晚全新世(7.5―1.5 cal.ka B.P.),集中堆积时间为5.0―1.5 cal.ka B.P.;2)珠江三角洲全新世海侵对三角洲边缘区陆相泥炭沼泽的形成起决定性作用,早全新世(约9―7 cal.ka B.P.)三角洲西北端的高速率河口相粉砂黏土沉积为后来的半咸水沼泽发育奠定了淤泥深厚的物质基础,而西江―北江下游陆相洪冲积或河漫滩沉积则在8 cal.ka B.P.左右开始发育,也为之后的水松泥炭沼泽繁盛奠定了基础;3)三水西南一带是中全新世西江―北江下游泛滥平原至古河口湾的过渡区,潮汐流与河流的双重作用是造成三角洲边缘区大面积泥炭沼泽湿地形成的主要原因;4)泥炭湿地生态环境大多在2.0―1.5 cal.ka B.P.前后在西江和北江被高位洪水平流沉积物埋藏,而在三角洲区域多被泛滥平原洪积物覆盖。多数剖面泥炭腐木迁移的原因与三角洲的快速加积作用导致的潮流与河流空间位置平衡被破坏和水文条件改变有关,晚全新世不断增强的人类农业活动和森林破坏与水土流失也是导致三角洲天然沼泽湿地消失的重要原因。

海南岛南部MIS-5海相沉积地层的发现及其意义

通过对海南岛三亚地区铁炉港海湾TLG01钻孔沉积物的AMS 14C和OSL测年,以及对地层岩性特征、亮度、粒度、海生贝壳、有孔虫丰度等进行研究,发现全新世海相层较薄,以砂质潮坪相沉积为主;而下伏晚更新世海相层厚度超过38 m,OSL测年结果显示为MIS-5e及MIS-5d沉积。晚更新世海进―海退系列自下而上依次为砂质潮坪―潮下带―泥质潮坪―砂质潮坪,其中可见较深水的软体动物。MIS-5e细粒的粉砂黏土体积分数先陡增、后缓降,结合粒度及有孔虫丰度、亮度L*等指标,判断MIS-5e初期为最高海平面时期,水深较大,其后海平面逐渐降低;沉积物中陆源粗砂的体积分数不断增加,显示进入了MIS-5d相对低海面时期。MIS-1及MIS-5沉积物粒度三角图,分别与湛江海岛潮间带及不同深度南海表层沉积物同类沉积环境有较好的对照,指示2类不同水深的海相环境。