基于孢粉的古气候参数定量重建:一种新思路及其在中国的应用实例

传统的孢粉-古气候定量重建评估主要衡量校准集对现代气候状况的模拟结果或化石样品与校准集样品的可比程度,客观上导致特定地点重建气候参数的取舍缺少明确标准.基于国际上通过随机数据开展定量重建显著性检验的新方法,充分利用中国环境梯度大、植被类型丰富、现代表土孢粉数据完善等优势,提出一种孢粉-古气候参数定量重建的新思路:首先确定控制化石孢粉组成变化最主要环境因子,随后通过限制其他环境因子来构造校准集以开展该因子的定量重建,最后完成重建结果显著性评估.将该思路应用于分别位于黄土高原东、西两侧的吕梁山公海和六盘山天池化石孢粉序列,所获得的年降水量P_(ann)定量重建不仅具有统计上的显著性(p0.001),且相互间在共同时段表现出良好、稳定的相关关系,均指示了约3300cal a BP以来的东亚夏季风降水快速下降,显示其具备降低基于孢粉的古气候参数定量重建不确定性的较大潜力.     

湖泊流域生态系统演化对人类世研究的重要意义

人类世可能成为一个全新的地质时期,以描述人类活动对地球环境造成极为深远的影响,目前已被广泛讨论。湖泊及流域生态系统作为与人类社会最密切的地球单元之一,受到人类活动显著影响,相关研究成果能为理解人类世做出贡献。本文从湖泊流域生态系统和人类世本身特征为切入点,讨论了湖泊及流域生态系统演化对人类世研究的重要意义。我们认为,湖泊具有相对独立的整体,清晰的内部作用关系、完备的理论支持和时空数据支撑,能够为人类世地球各圈层交互作用提供研究框架。湖泊流域生态系统演化的稳态转换与地球环境进入新的地质时期具有诸多相似之处,相关研究成果能够更好地界定人类世开始时间、总体特征以及演变过程和机制。本文指出人类世湖泊及流域生态系统演化研究依然面临诸多挑战,并提出了对未来相关研究的展望。     

2021年度自然科学基金申请书关键词透视地理科学研究前沿热点与发展方向

地理科学是提升人类对地球表层认知、探索人地关系、解决资源、环境、发展所面临的复杂问题的重要支撑。引领科学发展,支撑领域人才队伍的建设与培育,是国家自然科学基金委员会的使命与职责。追踪地理科学领域前沿,优化学科布局并开展战略引导是基金委地理科学学科工作的重要任务。以2021年国家自然科学基金地理科学领域4 479项申请书为样本,运用词云分析方法,对申请书的关键词进行统计分析,剖析了地理科学及各分支学科的研究热点。结果表明：“深度学习”“气候变化”“生态系统服务”“高光谱遥感”“青藏高原”“可持续发展”等是2021年地理科学研究内容与方法的热点关键词。在分支学科间交叉融合方面,信息地理学与人文地理学的共现关键词主要有“空间分析模型”“地理信息系统”“遥感”“机器学习”等;自然地理学与人文地理学的共现关键词主要有“生态系统服务”“土地利用”“土地利用变化”“可持续发展”“情景分析”等;自然地理学与信息地理学的共现关键词主要有“遥感监测”“尺度效应”“机器学习”“数字土壤制图”等。未来,国家自然科学基金委员会将从关键词设置、学科间交叉融合等途径入手,进一步从战略层面优化地理科学研究布局,引导科学家聚焦地理学基础理论与热点前沿问题,服务碳中和、乡村振兴等国家重大战略需求。     

国家自然科学基金视角下地理科学融合发展路径探索

随着整体科学的进步和国家社会的发展,地理科学已迈入跨学科交叉融合发展的新阶段。通过学科间和领域间的深度融合寻求新发展路径,完善知识体系,充分发挥服务国家社会之功能,是当前地理科学发展的当务之急。本文基于自然科学基金视角,分析了中国地理科学融合发展的现状与问题,认为其与国际前沿未充分接轨,研究的全球政治、经济、文化影响力有待加强,认为地理科学融合国家重大需求进行理论与技术创新的能力有待提升,认为学科内部体系要根据知识融合需求进一步优化。在此基础上,提出了资助政策引导下地理科学面向世界科技前沿的学科交叉融合、面向国家重大战略的多领域交叉融合和面向申请代码优化布局的分支学科交叉三大融合发展路径与相应政策工具。未来国家自然科学基金委员会将立足于保持学科发展的持续性和稳定性,通过政策创新来激励地理科学与其它学科、领域的交叉融合,以建设更具有活力与创新性的学术生态系统。     

库布齐现代沙漠景观发育的沉积学及光释光年代学证据

通过对库布齐沙漠5条南北向断面上的12个探坑和剖面的考察,分析了现代库布齐沙漠景观及下伏地层结构,发现该沙漠风沙沉积直接覆盖于冲洪积相／湖相沉积地层之上．石英的双单片再生法（DoubleSAR）光释光（OSL）测年结果表明,库布齐沙漠的西北部和东部地区最迟分别在距今19和9ka前后开始风沙堆积,在距今7ka风沙活动显著增强,特别是在距今2ka以来,沙漠向南和北扩展,现代库布齐沙漠景观开始形成．库布齐地区距今19,9和7ka前后的风沙堆积可能受到亚洲夏季风衰退的影响,距今2ka前后现代库布齐沙漠地貌景观的形成则更多地受到人类活动的触发．     

自然地理学学科体系与发展战略要点

自然地理学是地理科学的一门基础学科,同时也是生态学、环境科学等相关学科的科学基础。自然地理学重点研究地球表层自然环境的空间特征、演变过程及其地域分异规律,以及过去人—环境相互作用的发展过程。在社会经济和科学技术快速发展的新时期,自然地理学与综合地理学、人文地理学、信息地理学的联系更加密切和广泛。本文结合《中国学科及前沿领域发展战略研究（2021—2035）》地理科学的学科规划,分析自然地理学学科的形成过程,阐述综合自然地理学、部门自然地理学、人类生存环境学的分支学科体系,提出自然地理学及其分支学科的学科发展战略布局、优先领域发展目标和重点方向。     

山西公海湖泊沉积物记录的大气粉尘现代过程

湖泊粉尘记录是研究区域大气粉尘演化历史的重要载体,而现代过程研究是定量提取湖泊沉积物中粉尘信号的重要基础。对山西公海湖泊沉积岩芯样品及周边不同类型的表土样品开展了粒度分析,并对岩芯样品进行粒度组分的定量分离。结果表明：全新世湖泊岩芯样品以黏粒（<2 μm）、细粉砂（2～19 μm）和粗粉砂（19～78 μm）为主,粗粉砂组分的粒度特征与湖泊沉积物中的石英颗粒、黄土样品中的粗粒组分及现代大气降尘的粒度特征相似,石英颗粒的表面微形态也具有典型风成特征。因此,公海湖泊沉积物中粒径19～78 μm的粗粉砂组分可用来代表大气粉尘的变化,这与湖泊沉积物中粗粉砂组分是大气尘暴降尘主要组分的认识一致。另外,公海湖泊冰面粉尘样品的平均粒径还具有从西北向东南递减的趋势,表现出与冬季风方向一致的特征,进一步表明公海湖泊沉积物中粗粉砂组分可以代表东亚冬季风强度的变化。因此,公海湖泊岩芯中的粗粉砂组分可用来重建全新世大气粉尘变化以及可能的东亚冬季风强度演化历史。     

沙丘沙休止角影响因素实验研究

休止角是沙丘沙重要的组合特性,是控制沙丘形态的重要因素之一。根据现有观测资料,从风沙物理学角度,定性分析了其主要影响因素;通过设计实验方案,选择不同材料,对不同状态下的沙丘沙休止角进行了实验,从机理上证实了各因素对休止角的影响过程。结果表明,粉体沙丘沙的休止角大小的主要影响因子是颗粒之间分子力;粒径并不是影响沙丘沙休止角大小的直接因素,而是通过砂砾的球形度、表面粗糙度间接来影响沙丘沙休止角的大小,且其球形度起主要影响作用;平均粒径相同,不同颗粒配级的沙丘沙休止角的大小也不一样,且随着颗粒配级不均匀程度的增大,休止角增大;沙砾的质地影响沙丘沙的休止角大小,如果矿物成分完全相异,即使两者级配一致,休止角大小也会有很大的差异;含水量对沙丘沙休止角的影响强于其他因素,但并不是简单直接的正比关系,而是呈先增大后减小的关系。     

湖泊沉积物DNA在气候环境变化和生态系统响应研究中的应用

随着气候与生态问题的不断涌现,气候环境变化与生态系统响应研究的重要性日益凸显,而传统方法逐渐难以满足深入研究的需要.现代分子生物技术的快速发展使针对湖泊沉积物的DNA分析逐渐被引入相关研究中,有效弥补了传统研究方法的不足,为研究者提供了理解过去气候和环境变化、生态系统响应的新视角.湖泊沉积物中的DNA蕴藏着丰富的生物群落演变信息,不仅是重建古气候、古环境变化历史的有力工具,更有助于研究生态系统的长期演化过程及内部机制,探讨气候环境变化及人类活动对生态系统的影响.本文分析了保存在湖泊沉积物中DNA的特点,着重介绍湖泊沉积物DNA分析在气候环境变化及生态系统响应研究中的应用,并对该技术目前存在的挑战、可能的解决方案及未来发展潜力进行了总结与展望.