黄河下游大野泽流域的侵蚀变化与气候演变

黄河下游频繁的黄河决口和改道在该区域形成了众多湖泊,其沉积物是研究该流域侵蚀和气候变化的重要材料。本文基于高精度的AMS-~(14)C测年,通过分析大野泽DYZ-1钻孔550 cm柱样中的元素含量组成、粒度、CaCO_3含量及元素主成分数理统计综合分析,重建了大野泽流域近1400 a的侵蚀变化序列。结果表明,大野泽流域侵蚀变化大致划分为5个阶段:625—940 AD期间,气候较冷干,流域侵蚀较弱;940—1250 AD期间,对应"中世纪暖期",气候暖湿,降水增多,同时大野泽湖盆频受黄河洪水注入,流域侵蚀强劲;1194 AD之后,黄河进入第四次大改道期,河道南迁夺淮河入黄海,1250—1540 AD期间,黄河洪水较少影响到大野泽湖区,但该时期气候相对暖湿,流域侵蚀相对较强;1540—1860 AD期间,对应"小冰期",气候较冷干,流域侵蚀较弱;1860 AD之后,在气候变暖背景下,降水开始增多,同时,黄河再次改道北迁,大野泽再次受到黄河洪泛影响,流域侵蚀再次加强。以上结论为深入理解黄河下游侵蚀变化特征及规律与黄河改道决溢洪水、气候变化的关系提供了重要科学参考。     

中国西北地区中晚全新世火历史集成重建与气候演化

为了探讨西北地区古火演化及其驱动机制,基于28个样点的炭屑和黑碳记录,集成重建该区8 kaBP的古火变化序列;同时结合古植被、古气候、历史文献等记录,分析了古火活动与气候变化和人类活动之间的关系。结果表明：西北地区中晚全新世火历史可以划分为4个阶段;(1)火活动波动阶段（8～6 kaBP）,古火事件发生频繁,主要受气候变化的影响;(2)火活动平稳阶段（6～4 kaBP）,气候趋于暖湿化,植被有所发展,贮藏了一定的燃烧质;(3)火活动快速上升阶段（4～2 kaBP）,人类活动成为火事件的主要影响因素,古火活动频率呈现不断上升的趋势;(4)火活动大范围发生阶段（2～0 kaBP）,气候由湿冷向干冷转化,生物质干燥易燃,农业快速发展,朝代更替和战争频繁,火活动异常剧烈。     

黄河下游大野泽沉积物粒度特征及其对环境演化的指示

利用黄河下游湖泊大野泽550cm柱状岩芯沉积物粒度分析,结合高精度的AMS 14C年代测定,初步揭示了研究区近1400a来湖泊沉积及环境演化历史。应用沉积物粒度频率分布曲线和概率累积曲线分析,结合沉积物岩性特征,结果发现DYZ-1钻孔地层明显分为两个沉积阶段:550~385cm,以深黑色和青灰色黏土质粉砂和粉砂质黏土为主,属湖沼相沉积物环境;385~30cm,以棕黄色和浅黄色黏土质粉砂为主,为河流相沉积环境。综合粒度组成和粒度参数分析结果,大野泽近1400a环境演变可以大致划分为5个阶段:625-940 AD期间,为湖泊水位较低沼泽相沉积环境,气候较干冷;940-1250 AD期间,在中世纪暖湿气候背景下,湖盆频受黄河洪水入注,湖盆扩张,水位抬高;1194 AD开始,黄河河道南迁至黄海入海,大野泽逐渐演变为河流相沉积;1250-1540 AD期间,河流水动力较强,气候较湿润;1540-1860 AD期间,河流水动力表现出减弱趋势,气候转干冷,对应小冰期;1860 AD之后,黄河再次改道北迁至渤海入海,大野泽再次接受黄河洪泛注入,但由于前期湖区抬高成陆,该区域仅作为黄河泥沙承载区。     

东平湖表层沉积物粒度空间分布特征及影响因素

东平湖是黄河下游地区最大的蓄洪湖泊,大汶河是其唯一入湖河流。对东平湖33个表层沉积物样品进行粒度分析,探讨了东平湖表层沉积物粒度组成及空间分布特征。研究结果表明,受物质来源和流域降雨量变化影响,东平湖表层沉积物粒度各组分及分布特征具有明显的空间差异性。东平湖表层沉积物粒度组分以粉砂为主,平均含量达79.71%;黏土次之,占16.76%;砂含量最少,仅占3.51%。平均粒径、砂、黏土分别呈舌状自东南向西北方向延伸,粒度分异作用明显。东平湖现代表层沉积物主要来自大汶河搬运与一定比重的湖岸侵蚀崩塌产物,表层沉积物来源的确定有待于今后进一步结合物源示踪分析来准确判定。该研究对于深入认识东平湖地区水动力条件及物质输入状况、入湖污染物的迁移扩散规律等均具有重要意义。     

南沙群岛海区94—10柱样浮游有孔虫碳氧同位素与古气候研究

通过对南沙群岛海区94－10柱样浮游有孔虫碳氧同位素组成、粒度组成及全岩样14C测年的研究,发现南沙群岛海区在末次冰期结束后的转暖过程中发生了两次明显的气候回返事件,即事件Ⅰ（约12—11kaBP）和事件Ⅱ（约10—8kaBP）,其中事件Ⅰ可能为新仙女木事件;在末次冰期结束后的气候转暖过程中,东亚古季风演化具有不稳定性和突发性的特点。     

渤海沉积记录的末次冰期千年尺度古环境与古气候变化

末次冰期千年尺度古气候变化事件在全球大部分载体中均有不同程度的记录,但在海岸带-陆架区的沉积记录中该事件还未见有报道。对取自渤海的BH08孔上部26m的岩芯进行了高分辨率粒度测试与分析,结合AMS 14C测年结果和微体古生物特征,探讨了研究区末次冰期以来古环境和古气候变化。运用粒级-标准偏差法对粒度数据进行研究,发现BH08孔敏感组分(88.4~148.7μm)的变化记录了末次冰期D-O(Dansgarrd-Oeschger)旋回冷暖事件:在暖期时敏感粒级粗组分(88.4~148.7μm)的含量低,而在冷期时含量高,且可以与反映东亚夏季风的指标对应。在暖期时,强盛的夏季风带来丰富的降水,增加的径流可以将粗粒沉积物搬运至更远的下游区,且暖湿气候有利于植被的发育,使得流域内粗粒沉积物减少;而在冷期呈现相反的变化趋势。我们推测,在末次冰期低海面的背景下,格陵兰和北大西洋等高纬地区气候变化导致大气环流和/或洋流系统发生改变,从而对东亚夏季风降水的调控造成河流输入物质的变化可能是造成BH08岩芯敏感组分变化的主要原因。     

距今千年时期黄河下游冷水沟古湖沉积物元素垂直特征及其环境意义

利用黄河下游平原古湖冷水沟310 cm柱状岩芯沉积物粒度和地球化学元素分析,结合剖面8个AMS-~(14)C测年结果所建立的时间标尺,初步恢复了冷水沟地区2364～1000cal.a B.P.的气候干湿变化历史和湖泊演变过程。研究表明,该时期冷水沟地区的环境演变大致分为4个阶段:2364～1630cal.a B.P.,冷水沟流域处于湿润期,湖泊水位较高,黄河对冷水沟的影响较弱,沉积速率偏低;1630～1100cal.a B.P.,气候转向干旱,湖泊水位降低,后期黄河扰动增强;1100～1050cal.a B.P.期间,为低湖面的沼泽沉积环境,气候整体干旱,湖泊水位较低;1050～1000cal.a B.P.期间,在湿润的气候背景下,冷水沟接受黄河洪水入注,湖泊扩张,水位升高。     

从自然变化过程中分离人类活动的探讨--以山东利津剖面为例

根据一天然剖面的炭屑、孢粉、年代学分析结果,研究了2500a以来的气候变化过程.在详细历史资料基础上,通过对比发现的炭屑异常峰值与历史上几次人口增殖和火灾有关,某些孢粉种属的变化则可能是人类耕种的结果.这说明只要提高研究的分辨率,对于人类活动事件是可以把它从自然变化过程中分离出来的,这对改造环境、恢复生态是非常重要的.     

高邮湖GY07-02柱状样的沉积记录与湖泊环境演化

通过对苏北高邮湖GY07-02柱状样沉积物的含水率、粒度、有机碳、碳酸盐含量等环境替代指标的分析,结合14 C年代测定,初步揭示了该地区近1 100年来湖泊沉积特征及环境演化历史,大致可以分为3个阶段:920—980AD,为沼泽沉积环境;980—1240AD,湖泊开始扩张,水位上升;1240AD至今,黄河物质通量显著增加。进一步说明湖泊的演变不仅与黄河南泛夺淮有关,也与人类活动如人口迁移、湖泊周围建闸、围湖造地、富营养化程度加剧等关系密切。     

瓦店遗址地层记录的龙山晚期古环境与人类活动

龙山晚期是中华文明酝酿形成的关键时期,位于颍河上游的瓦店遗址文化层较完整地记录了这一时期的环境特征和人类活动。文章测定了瓦店遗址龙山文化晚期遗址地层沉积物的粒度、常量元素、磁化率和木炭屑密度等环境指标;结果表明,龙山晚期的下段地层(约4.2~4.1kaBP)的炭屑密度指标(M/F比值)处于高值区间、Cr/Cu值较低,Pb、Cu元素含量较高、粒度频率分布的细尾端为单峰曲线,表明该时期气候干旱但农业活动相对活跃,但地层沉积动力主要为洪积作用。龙山晚期的上段(约4.1~3.9kaBP)Cr/Cu值较高,Pb、Cu含量下降,炭屑的M/F值走低,沉积物频率曲线的细粒端出现双峰现象,表明地层形成时期为湿润气候,沉积动力多元化,遗址地貌发生了变迁,人类活动的强度较早期有明显减弱。     

鸭绿江流域水沙输运的“源-汇”特征及其影响因素的集成分析

以鸭绿江流域为尺度,对鸭绿江流域上中下游水沙数据进行综合性分析。结果显示:鸭绿江流域径流量中游比上游年径流量增加一倍左右,下游比上游的年径流量增加倍数为一个数量级以上;大部分年份下游的年输沙量小于上游;随着中下游水利工程等人类活动的加剧,鸭绿江下游径流量和输沙量都有阶段性的减少,年际径流量和年际输沙量差异幅度逐渐增大,且输沙量减小的幅度和年际差异幅度比径流量更大,尤其是自20世纪60年代中期以来人类活动对输沙量影响比较显著。结合ENSO事件特征,指出气候变化引起的降雨量的减少是直接影响流域径流量减少的主要原因,也一定程度上造成了流域输沙量的减少。     

过去2000年的特征气候时段及其影响因素

清楚认识过去2 000年来特征气候时段的气候特性,对于了解现代气候状况及其变化趋势有重要意义。大量研究显示,过去2 000年来的特征气候时段可概括为相对寒冷的黑暗时代冷期(简称DACP,大体位于400—600AD)、相对温暖的中世纪暖期(简称MWP,大体位于900—1400AD)、相对寒冷的小冰期(简称LIA,大体位于1500—1850AD)和20世纪异常温暖期。DACP的起止时间等目前仍有争议;MWP的争议在于它的全球性以及温暖程度,特别是它是否暖过20世纪后期;LIA是继MWP之后的一个冷期,全球大部分区域都有记录,但不同区域LIA的起始时间和温度变化幅度各不相同;20世纪异常温暖期指的是20世纪初(1920s)以来的气候变暖,目前的争论主要集中于它的驱动机制和影响因素。一般认为,过去2 000年来特征气候时段的形成可能与太阳活动、火山爆发和人类活动、温室气体增多和海气相互作用等因素有关。其中工业化(1860s)以前长时间尺度的气候主要受太阳和火山活动等的影响,工业化后的气候与温室气体的增多有关。未来对过去2 000年气候的研究,需要提高代用资料指示年代和区域气候信息的准确性,增加高分辨率、高精度代用资料,扩展研究区域,关注气候变化的全面性,发展气候模型进一步了解气候变化的规律和机制。     

气候变化和人类活动对鸭绿江流域入海水沙通量的影响

为探讨气候变化、人类活动(植被变化和水库修建活动)对入海水沙变化的影响,运用HydroTrend3.0.4水文模型,对1958—2012年,3种情景模式(气候变化、人类活动以及气候变化和人类活动共同驱动下)鸭绿江流域的入海水沙进行模拟,定量估算出流域气候变化和人类活动对入海水沙通量的影响。研究表明1958—2012年间气候变化驱动、人类活动驱动以及两者共同作用的流域年入海径流量分别为264.5×10~8、264.3×10~8和263.7×10~8 m~3/a,年入海输沙量达到5.53、1.62和1.59Mt/a,而流域多年实测入海径流量与输沙量分别为259.2×10~8 m~3/a和1.48Mt/a。气候变化驱动下,不同年际间的降雨量变化(即暴雨和干旱的频率和强度)是导致鸭绿江流域年均入海径流量变化的最主要原因,而频发的山洪是年均入海输沙量变化的主导因素。气候与人类活动共同作用下,流域不断加剧的人类活动成为鸭绿江流域年入海输沙量变化的主导因素。流域人类活动对入海输沙量变化的贡献量为3.94Mt/a,其中流域植被变化导致水土流失量增加1.20Mt/a,而流域大坝拦截了5.14Mt/a的入海沉积物,76.4%的入海沉积物被鸭绿江流域的梯级水库所拦截。因此,估算1940年鸭绿江流域修建水库前,其入海输沙量达到6.73Mt/a,约为现在鸭绿江入海输沙量的5倍。     

南沙群岛海区94—10柱样浮游有孔虫碳氧同位素与古气候研究

通过对南沙群岛海区９４－１０柱样浮游有孔虫碳氧同位素组成,粒度组成及全岩样＾１４Ｃ测年的研究,发现南沙群岛海区在末次冰期结束后的转暖过程中发生了两次明显的气候回返事件,即事件和事件Ⅱ（约１０－８ｋａＢＰ）,其中事件Ⅰ可能为新仙女林事件;在末次冰期结束后的气候转暖过程中,东亚古季风演化具有不稳定性和突发性的特点。     

内蒙古河套地区陈普海子湖泊沉积物粒度特征及其环境意义

对河套地区陈普海子湖泊及其流域不同类型表层沉积物的粒度特征进行了分析,并结合放射性同位素210Pb测年,探讨了湖泊的沉积演变过程。通过主成分分析,对沉积物剖面粒度不同粒级组分含量进行了研究,分析了湖泊沉积物的物质来源,得到两个主控因子F1和F2,它们控制了湖泊沉积物近98.68%的粒度变化特征。研究表明,F1代表了以6.18μm为众数粒径的次总体,主要受流水作用控制;而F2为以42.75μm为众数粒径的次总体,主要来源于地表风沙作用。通过粒径-标准偏差方法,提取了湖泊沉积物中不同时期的环境敏感粒度组分,结果表明:在1996AD之前,流水作用所携带的细颗粒(14.1μm)决定了沉积物的粒级特征,在1960—1985AD期间表现出风沙活动强烈;1996AD以来,由于人类开展了大规模的沙荒土地开垦,流沙活动强烈,流域风沙活动所携带的粗颗粒(14.1~224.35μm)控制了沉积物的粒度组成。     

新疆东部全新世气候变化特征——以巴里坤湖为例

巴里坤湖泊沉积地层较好地记录了北疆东部地区全新世以来的气候变化。通过对沉积物粒度组分及碳酸盐含量的测量分析,结合测年结果,得出北疆东部地区全新世以来气候环境变化大致经历了5个阶段：（1）8700cal．aBP以前,为全新世早期,环境变干;（2）8700～8200cal．aBP,为一过渡期,湖泊面积扩大;（3）8200～7700cal．aBP,气候以变湿为主要特点,波动较大;（4）7700～2400cal．aBP,气候较为湿润,期间存在一次明显的突发强干旱事件;（5）2400cal．aBP以来,气候转干,剖面顶部指标指示环境恶化。区域气候变化以干湿为主要特点,5500～6000cal．aBP期间的突发气候事件在大区域上与其他记录对应较好。     

西沙群岛东岛湖泊沉积记录的近1000年来热带降雨与人类活动历史

近1000年来区域气候变化模式的研究,是在人类活动与自然变率双重影响因素之下,正确预测和评估未来气候变化趋势的基石。众多的气候载体和代用指标,揭示了热带海洋和季风变化等对中国不同地区气候的影响,但是关于热带区域的降雨特征与季风活动的关系仍然未有清晰的答案。本文选择西沙群岛东岛的牛塘湖泊,以湖泊沉积物的粒度组分含量和环境磁学参数为替代指标,探讨公元1000—1700年热带区域降雨变化规律及岛礁上记载的人类活动历史。结果表明,东岛的降雨受ENSO活动和热带辐合带移动的双重影响,ENSO的频繁活动和热带辐合带向南回撤均会促使热带区域降雨的增多,这一变化与季风气候呈现反向模式。岛上人类活动强盛时期发生在南宋和明代晚期,该时期区域降雨较多,气候湿润。同时,公元1000—1200年和1450—1600年在中国北方发生的两次强沙尘暴事件,在西沙群岛也有相应的记录,反映了北方粉尘物质在空气中长距离运移和沉降的模式。     

珠江口全新世沉积物粒度与磁化率的变化特征及其所反映的气候环境变化（英文）

通过对来自珠江口万顷沙W2孔的沉积物进行AMS14C测年,结合古地磁测试以及孢粉分析结果,并与其他相关记录综合对比,建立了该地区全新世以来的年代框架。使用粒度组合特征以及磁化率为环境代用指标,获取了该地区约6000 cal yr BP以来的气候环境变化信息。经过分析与对比,认为该区自中全新世以来,经历了暖干-凉湿-温湿三个气候环境变化阶段。在晚全新世中国南方地区气候（尤其是降雨量）发生了重要的变化,这与北半球太阳辐射减弱,气温降低,亚洲季风减弱,降雨带南移有着一致的对应关系,同时还很可能与这一时期厄尔尼诺—南方涛动活动加强有着紧密的联系。     

海南岛东南部潟湖台风事件沉积记录

研究海岸潟湖沉积记录可恢复器测记录之前和史前时期热带气旋活动的频率和强度信息。本文试图通过分析潟湖沉积揭示南海北部地区的古台风活动信息,以海南岛东南部两个潟湖的钻孔沉积物为研究对象,选取沉积物粒度、有机质和碳酸盐含量等参数建立台风事件的鉴别指标,同时借助²¹⁰Pb CRS计年模式确定了沉积物柱状样的沉积速率和年代序列,对海南岛东南部的古风暴活动进行了分析。结果显示,柱状岩心清晰地记录了海南省东南部过去350年期间的35次特大风暴潮事件。基于历史文献和沉积记录的风暴沉积事件恢复了近350年来的风暴活动历史,发现海南省东南部特大风暴事件频数与厄尔尼诺强度有显著关系,同时还可能受到太平洋涛动（PDO）、北大西洋涛动（NAO）和太阳黑子活动等多种气候因素的综合影响。本文研究表明,结合风暴沉积记录和历史文献资料可为恢复海岸带地区长时间尺度高分辨率的古风暴活动规律提供有效信息。     

渭河流域东部全新世黄土-古土壤剖面光释光测年及其记录的土壤侵蚀事件

在渭河流域东部老官台(LGT)全新世黄土-古土壤剖面中,系统采集了15个黄土释光测年样品,应用单片再生剂量法(SAR)对这些样品的细颗粒混合矿物进行了光释光(OSL)测年,测定结果表明:红外之后蓝光释光([post—IR]OSL)的年龄偏大,红外释光(IRSL)的年龄偏小或与蓝光释光(BLSL)的年龄基本一致,应用IRSL和BLSL信号测定的OSL年龄整体偏小可能与测定样品中长石矿物的异常衰退有关,而[post—IR]OSL信号由于很少发生异常衰退问题,使得其年龄可靠性更高。基于测定的[post-IR]OSL年龄,结合该剖面的磁化率和粒度指标,进一步探讨了渭河流域东部自全新世以来发生的两期土壤侵蚀事件,第1期土壤侵蚀事件发生在约12.40～9.34 kaBP,即全新世大暧期来临之前的气候转暖期间;第2期土壤侵蚀事件发生在约4.60～3.76 kaBP,即全新世大暖期即将结束、气候开始出现恶化、黄河中游地区夏文化发展的时期,这为深入探索夏代发生的大洪水事件及其气候背景提供了科学依据,本区两期显著的土壤侵蚀事件的发现,揭示了东亚季风系统的不稳定性,表现为千年到百年尺度上的快速变化。