对流层臭氧污染对植物生理影响的研究进展

对流层臭氧是一种存在于近地面、对动植物有害的光化学污染物,定量评估和研究其对植物生理的影响和机制对保障全球粮食安全和人体健康具有至关重要的作用.由于过去三十年的快速工业化和城市化,对流层臭氧浓度正以每年约0.5%~2%的速度上升.针对当前臭氧污染加剧的情况,根据前人的基础理论研究和实验探索,本文就臭氧对植物表观、花粉和光合作用的影响特征及机制进行了总结和分析,得到以下认识:(1)臭氧污染下植物叶片受损、光合速率和固碳能力下降,影响干物质的积累与分配,是造成作物减产的主要原因;(2)臭氧污染导致花粉细胞膜受损,细胞脂质过氧化,改变了过敏原蛋白质的结构,增加了人体呼吸道过敏的风险.受损的化石花粉在沉积物中也有发现,通常与大规模生物灭绝同时期,推测与火山爆发或全球快速变暖导致的臭氧浓度增加有关.这些发现表明应加强自然环境下臭氧对植物生态习性的影响研究,重视植物地下生态过程的影响,开展缓解臭氧对作物影响和耐臭氧品种选育的研究.

九江市蓼花剖面末次冰期中晚期沉积的粒度端元特征与气候变化

鄱阳湖湖滨地区广泛分布着晚第四纪风沙沉积序列。在星子县沙岭沙山进行野外调查后选择蓼花剖面开展工作,测试了地质时代和粒度,对粒度结果使用端元分析模型进行研究,探讨该区域末次冰期中晚期的气候变化规律。结果显示:该剖面由湖相-古土壤-沙丘砂等沉积相叠覆堆积组成,形成于末次冰期中晚期(48.8—17.1 ka)。端元分析模型将粒度数据分解出3个不同的粒度端元,不同端元组分在垂向上呈峰谷交替的旋回变化,EM1代表粉砂端元组分,峰值对应湖相和古土壤发育时期;EM2和EM3代表中砂—粗砂端元组分,峰值对应沙丘砂发育期,这些峰谷交替变化的规律指示了末次冰期的季风演变以及气候波动变化,万年尺度上表现为LH10(48.8—39.9 ka)和LH3~LH5(28.1—17.1 ka)的冬季风强盛期,分别对应深海氧同位素的MIS3b和MIS2阶段。LH6~LH9(39.9—28.1 ka)为温暖的夏季风时期,对应深海氧同位素的MIS3a阶段。这些变化与YZ洞石笋氧同位素以及格陵兰冰心有良好的对应,与全球气候变化基本一致。

山东烟台地区芝罘剖面粒度分维特征及其环境意义

山东半岛北部存在一系列黄土-古土壤沉积序列。在野外调查的基础上,通过对山东烟台地区芝罘岛黄土状沉积物粒度和分维值特征的分析,结合光释光测年,探讨了山东半岛北部晚更新世气候环境演变。结果表明:芝罘剖面末次冰期—末次间冰期(62.85~124.90 ka B.P.)主要由砂黄土、黄土和古土壤叠覆堆积组成;芝罘剖面沉积物具有良好的分形结构,可以清楚区分黄土与古土壤,分维值从大到小分别为古土壤(2.379)、黄土(2.194)、砂黄土-黄土(2.157);分维值与标准偏差成显著的正相关关系,相关系数为0.889 4,与平均粒径有较好的正相关性,与峰态和偏度相关性较低;芝罘剖面沉积物分维值在垂向上呈现出峰谷交替的3个旋回,可以替代粒度参数指示沉积环境,分维值低反映气候干冷,冬季风强盛,黄土堆积速率加快,反之则气候暖湿,古土壤发育。

粒度端元揭示的芝罘剖面末次间冰期——末次冰期气候环境变化特征

山东半岛北部芝罘剖面末次间冰期—末次冰期(124.9～62.85kaBP)层段由砂黄土、黄土、古土壤叠覆堆积组成。为获取反映该地区气候变化的环境敏感粒组,应用端元分析模型对粒度数据进行反演,得出4个粒度端元。各端元在垂直方向上呈现出有规律的峰谷变化,结合平均粒径及测年结果,认为CEM1与CEM2主要反映了末次间冰期间冰阶夏季风强盛,气候暖湿,古土壤发育的沉积环境;CEM3反映了末次间冰期冰阶冬季风短暂增强,气候相对干冷,黄土发育的沉积环境;CEM4反映了末次冰期强冬季风主导下黄土堆积速率加快,成壤作用弱的沉积环境。各端元揭示的冷暖气候振荡,与朝那黄土磁化率指示的夏季风强弱、西峰黄土>32μm粒组指示的冬季风强弱以及渤海底栖有孔虫记录的沿岸海侵/海退事件具有较高的同步性。

南昌市厚田剖面末次冰期风沙沉积的粒度分维特征及其揭示的古环境意义

赣江下游阶地上断续发育着系列沙丘砂-砂质古土壤序列,有助于探讨亚热带地区粒度分维特征对古环境的指示意义。在多次综合考察的基础上,选择南昌市新建区的厚田剖面开展工作,在OSL年代和粒度测试基础上,采用分形理论中的幂指函数关系法分析了粒度分维特征,并将其与黏粒体积分数、平均粒径、冬夏季风敏感粒径、南京葫芦洞石笋氧同位素进行对比。结果表明:1)厚田剖面的沙丘砂-砂质古土壤序列主要形成于末次冰期(14.9—77.0 ka),其中沙丘砂的分维值为2.04~2.62(平均值2.34),砂质古土壤为2.24~2.70(平均值2.51)。2)分维值与夏季风强度敏感粒径呈正相关性,与冬季风强度敏感粒径呈负相关性,且与粒度分选性密切相关,标准偏差越小则分维值越小,反之则越大。3)分维值在垂向上呈现峰谷交替旋回,峰值分别对应MIS2早期、MIS3c和MIS3a阶段,该时期夏季风强盛,气候暖湿,砂质古土壤发育;谷值分别对应MIS2晚期、MIS3b和MIS4阶段,该时期冬季风强盛,气候干冷,沙丘砂发育。说明厚田沙地在末次冰期发生了3次气候冷暖旋回,其中还明显记录了H5、H6的极端寒冷事件。由此可见,鄱阳湖地区的风沙沉积序列基本同步于区域乃至全球性气候变化事件。

烟台芝罘黄土剖面末次间冰期沉积物色度特征及其古环境意义

以烟台市的芝罘岛风砂沉积剖面为研究对象,分析色度特征,并结合光释光测年探讨末次间冰期该地区的气候。结果表明:1)色度参数L^(*)均值为52.13,在整个剖面表现为黄土层L^(*)高于古土壤层,指示寒冷干燥的气候条件。a^(*)、b^(*)、C^(*)、h^(*)均值依次为11.18、25.03、27.43和0.421,其值均表现为古土壤层高于黄土层,指示温暖湿润的气候条件。2)各色度参数在剖面垂直方向上呈现峰谷交替的3个旋回,反映该地区末次间冰期的气候变化经历由夏季风占主导,气候暖湿,降水较多(MIS5e:118.5—124.9 ka)→夏季风势力减弱,冬季风增强,气温下降(MIS5d:105.2—118.5 ka)→夏季风影响明显,气候湿热(MIS5c:94.7—105.2 ka)→冬季风增强,气温下降(MIS5b:83.4—94.7 ka)→开始转向暖湿(MIS5a:70.18—83.4 ka)→再转向干冷(MIS4:62.85—70.18 ka)的冷暖震荡。

鄱阳湖地区晚第四纪风沙沉积的研究现状和展望

以定性与定量为基础,查阅半个世纪以来鄱阳湖地区风沙沉积与气候变化的相关研究报道,通过资料收集与整理、综合分析与总结,深入分析了风沙沉积的空间分布、沉积特征、地质时代、古地理环境等特征.研究结果表明,该地区广泛分布的风沙沉积是末期冰期气候环境变化的产物.

中国暖温带海岸风尘沉积序列的研究现状与展望

中国暖温带海岸的风尘沉积序列是断续分布于渤海-北黄海沿岸的以黄褐色为主的粉砂质或砂质沉积物。通过查阅1960年以来的文献资料,综述了此类沉积的分布规律、地层形态、沉积特征、地质年代、形成机制和古环境演变等方面的成果,认为其主体为陆架沙漠化环境下的衍生沉积,是冬季风搬运近源物质的结果,时代上属中-晚更新世。因此,暖温带海岸风尘沉积序列是渤海-北黄海陆架沙漠化的有力佐证,且较好地记录了中国中更新世以来中纬度沿海地区的气候环境变化:时间上,气候逐渐干冷;空间上,自北向南风化作用增强。基于研究现状,展望了今后的工作重点和方向。

南昌市厚田沙地风沙沉积记录的末次冰期气候变化特征

位于南昌市南部的新建县广泛分布着由沙丘砂-古土壤叠覆堆积组成的沉积序列。在野外调查的基础上,选择位于新建县南部的厚田剖面进行工作,其沉积序列由3层沙丘砂和3层砂质古土壤组成,顶部与底部的光释光(OSL)年代分别为14.9 ka BP和77 ka BP,为末次冰期的产物。结果表明:(1)厚田剖面的末次冰期地层可划分为HTS4 (77~57.1 ka BP)、HTS3c (57.1~49.7 ka BP)、HTS3b(49.7~36.8 ka BP)、HTS3a(36.8~26.5 ka BP)、HTS2 (26.5~14.9 ka BP) 5个阶段。(2)以粒级-标准偏差法与主成分因子分析法提取敏感粒度,12.619~20μm含量与平均粒径和黏粒含量正相关,400~563.667μm含量与平均粒径和黏粒含量负相关,反映冬季风强度的敏感粒径为400~563.667μm,反映夏季风强度的敏感粒径为12.619~20μm。(3)平均粒径、黏粒含量、敏感粒度在剖面上呈现明显的峰谷交替变化,暖阶段基本同步于葫芦洞石笋记录的夏季风强盛期和65°N 7月的天文辐射总量的高峰,揭示出HTS3c、HTS3a、HTS2早期为温暖期,砂质古土壤发育;冷阶段对应于葫芦洞石笋记录的夏季风减弱期和65°N 7月的天文辐射总量的低值,揭示出HTS4、HTS3b、HTS2晚期为寒冷期,沙丘砂发育。厚田剖面末次冰期的气候变化存在万年尺度的气候波动,是太阳辐射总量和东亚季风共同影响下的结果。

烟台市芝罘剖面末次间冰期沉积记录的降水量变化及其淋溶—淀积特征

海岸带沉积对于揭示特定时期的气候变化和海平面波动及其相互关系具有重要意义。位于北黄海的烟台市芝罘岛,是海洋—陆地—大气环流等因素共同作用的敏感区域。选择该区末次间冰期的黄土-古土壤沉积序列进行工作,采用OSL测年方法构建年代学框架,通过CaCO_(3)含量和pH值的变化规律,并对比平均粒径(Mz)和粘粒含量,得出结论如下:1)CaCO_(3)含量和pH值的高值指示降水较少而低值指示降水丰富的气候环境,是反映降水变化的有效指标。2)CaCO_(3)淀积成因与黄土高原的淀积CaCO_(3)和后期淋溶残余CaCO_(3)相同。3)二者在黄土层(ZF5、ZF7,对应于MIS5b和MIS5d)主要呈现为峰值,指示降水较少的相对寒冷干燥环境;古土壤层(ZF4、ZF6、ZF8,对应于MIS5a、MIS5c和MIS5e)主要呈现为谷值,为降水丰富的湿润环境。该记录与中国东部季风区的石笋δ^(18)O、黄土高原沉积、黄渤海的海平面波动规律具有良好的对应关系。