最近千年来山东半岛西部气候环境变化的石笋δ^(18)O、δ^(13)C记录(Ⅰ)

Ky1石笋采自山东半岛西部的开元洞,沿生长轴方向长度75mm。在高精度U-230 Th测年基础上,通过年纹层连续计数和平均沉积速率内插/外推相结合的定年方法,确定Ky1石笋生长于892—1894AD的1 000年间。在沿石笋生长轴采集的583个样品中,选择303个进行了δ18 O、δ13 C测试,平均分辨率约为3年。结果显示,最近1000年来Ky1石笋的δ18 O比值变化呈现明显阶段性,显示与小冰期(LIA)和中世纪暖期(MWP)对应的数百年尺度波动。根据δ18 O记录,山东半岛在1482AD前后发生与MWP/LIA转换对应的气候突变,1 482AD前相当于夏季风强烈、降水较多的中世纪暖期,1482AD后则为夏季风微弱、降水较少的小冰期,以1609AD夏季风最弱。Ky1石笋的δ13 C比值变化,也由与MWP、LIA相当的两个阶段构成,其间也存在突变关系。比较而言,δ13 C变化要比δ18 O显著平缓,而且LIA后期以来二者变化明显不同步。最近1 000年来,与MWP/LIA对应的气候突变相当于明朝中期;就各个朝代内部的气候变化趋势而言,不同朝代之间不尽相同;不同朝代之间的更替期均大致与MWP、LIA内部的次级气候突变时期对应。因此,中世纪暖期和小冰期内部的次级气候波动对中国社会发展的影响,可能比千年尺度上最剧烈的MWP/LIA突变本身更显著。另一方面,洞穴所在山地的土地利用程度不断提高,其与气候变化共同影响着洞穴所在山地的植被的C3/C4植物构成及土壤性质,从而影响到石笋δ13 C比值。从892—1318AD,土地利用对山地植被构成、土壤特征的影响程度尚不及气候变化;1318—1479AD,已达到或超过小幅度的气候变化;1483—1779AD,达到或超过大幅度的气候变化;1779—1894AD,土地利用程度趋于稳定,气候变化对环境的影响程度则又相对凸显。

最近千年来山东半岛西部气候环境变化的石笋微层厚度记录

ky1石笋采自位于暖温带东亚季风影响下的山东半岛西部开元洞,自顶部到距顶42.769mm处发育有连续沉积的678个微层,均为典型的透光年纹层。在高精度U-230 Th测年结果的基础上,结合年纹层的连续计数,确定第1、678纹层的沉积年代分别为1217AD、1894AD,即ky1石笋上部微层的沉积时间为1217—1894AD,恰好涵盖中世纪暖期后期和小冰期。根据微层厚度及δ18 O比值测试结果,在1217—1894AD的678年中,ky1石笋微层的厚度变化和厚度的波动程度变化均具有显著的阶段性,而且与同期夏季风强度、降水量及其波动程度变化同步。其中,微层厚度与夏季风强度、降水量本身呈负相关,微层厚度高值期对应夏季风微弱—偏干期,而低值期对应夏季风强烈—偏湿期。另一方面,微层厚度与夏季风强度、降水量的波动程度呈正相关,微层厚度高值期对应夏季风强度、降水量的高波动期,而低值期对应夏季风强度、降水量的低波动期。因此,除与气候因子本身变化有关外,开元洞石笋微层厚度变化还与气候的稳定程度有关。在暖温带东亚季风区沿海,小冰期与中世纪暖期的气候差异,除了表现为降水减少、温度降低以外,还表现为气候稳定程度的显著降低。

山东开元洞洞穴微气候环境变化与影响因素

对山东淄博开元洞进行了为期15个月的监测,获取了洞穴内部和外部空气的温度、CO2体积分数、相对湿度数据,并与研究区域附近同期气象数据进行对比分析,探讨了洞穴微气候环境各指标的变化特征及影响因素.研究发现,开元洞洞穴微气候环境对外界气候变化响应迅速,各监测点的空气温度及CO2体积分数变化与外界气候变化有同样的季节变化特征,能够快速响应外界的气候环境变化,季节变化上都体现为夏高冬低;而洞内空气相对湿度的季节变化特征则与洞外相反,表现为夏低冬高,与洞外空气大致相反.监测点KY1点的空气温度和相对湿度的波动变化相对较大,这与其距离洞口较近、存在较强的洞穴内外空气交换有关.

山东开元洞滴水微量元素季节变化特征及影响因素

选取山东淄博开元洞进行了为期15个月的洞穴滴水采集,开元洞位于中国北部山东半岛沿海的暖温带半湿润季风气候区。洞穴滴水地球化学分析结果表明:(1)洞内滴水点的滴水滴速变化对外界大气降水的变化响应迅速。(2)滴水中的Ca2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+浓度都具有季节变化特征,但其具体表现和影响机制有所不同。(3)开元洞滴水的Sr/Ca、Ba/Ca比值的波动变化与洞外大气降水变化可能存在响应关系,滴水中的Mg/Ca、Sr/Ca和Mg/Sr比值,可能与强降水存在响应关系;但是开元洞滴水中的Mg/Sr比值的变化与洞外气温并没有体现出响应关系。

云南省开远南洞地下河流域洞穴研究

作者从水文学的角度出发,提出了岩溶洞穴分类的新方案;并结合南洞地下河流城范围内岩溶洞穴发育的实际情况,对各类型岩溶洞穴在流域中的位置,所执行的功能、水文状况、形态特征、发育特点及空间分布等进行了深入分析;指出对洞穴的研究只有紧密结合其所属的流域系统,才能正确了解洞穴的形成发展。