中国表土花粉与建群植物地理分布的气候指示性对比

利用中国建群植物数字化的地理分布数据与1860个中国表土样品花粉数据和气候插值,定量分析了中国主要花粉含量与植物种类的地理分布和气候指示性．研究结果显示,绝大多数表土花粉含量的气候指示性与建群植物地理分布的气候区间是吻合的,表土花粉与建群植物的气候阈值的重合取决于花粉与气候的正态分布关系．此外,部分花粉种类指示的气候相对于植物存在一定的偏移,如杜鹃花科、菊科、禾本科和藜科等,这与花粉的分类鉴定水平较低和自然植被的人为干扰有关．本研究在较大空间尺度范围内将表土花粉与建群植物的气候指示性进行对比,为全球生态学、第四纪环境和古气候学研究提供了重要的数据和参照．     

贡嘎山东坡表土植硅体组合的海拔分布及其与植被的关系

山地生态系统对气候变化的敏感性和预警作用,使其成为全球变化领域里的重要研究内容之一,但是目前能够敏感记录山地乍态系统变化的环境指标非常有限.对青藏高原东南缘的贡嘎山东坡海拔高度1200～4600m不同植被带以约50m间距采集的70个表土样品进行植硅体分析,结合PCA(Principal Component Analysis)研究结果,发现表土植硅体组合沿海拔变化明显.植硅体类型和数量变化很好地反映了垂直植被带的变化:1)低海拔山地亚热带常绿阔叶林带(1200～2200m)为阔叶木本"Y"字型-哑铃型-十字型-短鞍型植硅体组合;2)山地暖温带针阔叶混交林带(2200～3200m)为阔叶木本"Y"字型-针叶树类型-方型-扇型-长鞍型的组合;3)山地寒温带暗针叶林带(3200～3700m)为针叶树类型-帽型-齿型-尖型-针茅哑铃型组合;4)亚高山亚寒带灌丛草甸带(3700～4600m)为帽型-齿型-团块型-针茅哑铃型组合.表土植硅体组合PCA分析的第1轴得分较好地指示了植被沿海拔的分布及其与温度的关系,反映山地植被带及其对应的植硅体组合变化可能主要受控于温度的影响.研究表明,植硅体分析可以作为恢复山地古植被演替和古环境变化的重要指标.     

黄土高原35万年来冬、夏季风变化周期的差异——陆生蜗牛化石的证据

针对我国北方风积黄土广泛分布、不同地点黄土-古土壤序列可准确对比和黄土沉积剩磁稳定等特征,通过对不同地壳块体上相同层位的黄土样品沉积剩磁方向的测定,进一步探讨了应用"虚磁极法"研究鄂尔多斯块体与相邻块体的相对运动的可能性.初步的研究结果显示:该方法有可能应用于块体相对运动的定量研究,并初步得到,在第四纪时期鄂尔多斯块体相对于邻近块体作逆时针转动,自2.5Ma B.P.以来相对秦岭块体的转动约为31.5°±11.4°,自1.17Ma B.P.以来相对西宁块体的转动约为29.8°±14.7°,自0.46Ma B.P.以来相对太行山块体的转动约为8.2°±5.8°,相对于西宁块体的转动约为10.5°±6.4°.本文还根据这些块体间相对转动的角度初步估算了鄂尔多斯块体与相邻块体之间的活动断裂带不同时期的水平位移总量.     

青藏高原错鄂湖2.8 Ma来的孢粉记录

青藏高原错鄂湖近2.8 Ma来的孢粉组合揭示出7次大的植被类型的演变过程, 反映了至少5次大的构造抬升过程, 分别发生在2.58, 1.87, 1.17, 0.83和0.3 MaBP前后. 在0.8 MaBP以前, 该区的海拔高度一直处在4000 m以下, 之后高原大幅度隆起, 进入了冰冻圈, 奠定了现代高原面的基本格局. 大的植被类型的演替主要是受青藏高原阶段性隆升所控制的.     

海拔高度的变化对青藏高原表土δ13Corg的影响

通过对青藏高原193个表土样品的有机碳同位素分析，表明碳同位素值主要分布在-28.57‰～-15.08‰的范围，平均值为－23．57‰。在海拔3 500m以下，同位素随海拔高度的增加逐渐变轻，从－20．5‰逐渐减少到－28．5‰左右；3500m以上，同位素随海拔高度的增加呈现相反的趋势，从－28．5‰逐渐增加到－15．0‰左右。按照森林－灌丛－高山草甸－草原－荒漠草原－荒漠－高寒荒漠的顺序，表土有机碳同位素是逐渐变重的。初步认为CO2分压和温度协同变化导致了有机碳同位素随海拔高度变化的分布格局。     

2.5Ma 以来古气候变化的混沌吸引子

利用2.5Ma以来经过时标调谐的宝鸡黄土剖面的粒度比值曲线,等时距(1000a)地重构了具2500个样本容量的时间序列。作者在分析此时间序列所记录的古气候变化的混沌特征后发现:2.5Ma以来的古气候是具有有限个自由度的复杂的混沌系统,吸引子关联维数为3.8,饱和嵌入维数为11,它的以最大Lyapunov指数和二阶Renyi熵表征的可预报时效(误差增大一倍所需时间)分别为0.66—0.76Ma和6600—7100a。已有的研究证明该剖面古气候时间序列的大部分时间区间受地球轨道参数的驱动,表明2.5Ma以来的古气候是一种混沌的与周期性的混合式振荡的动力系统。     

过去全球变化研究中若干问题的反思

过去全球变化是ＩＧＢＰ计划的核心计划之一，科学家对过去会球变化的研究已经取得了许多意义的成果和积累了丰富的资料，对全球变化中的气候突变的必然性和偶然性，全球变化的确定性和不确定性及简单性和复杂性作一些反思，以求引起学术争鸣。     

东亚季风区的极端气候事件及其原因

全球冰量和太阳辐射变化被认为是黄土区古环境在轨道时间尺度上演化的两个主要驱动因素。然而 ,黄土古土壤序列中记录了两类极端气候事件 :以发育程度较好的S4、S5 1和S5 3古土壤所代表的极端暖湿期及以砂黄土层L9和L15为代表的极端干冷期。它们既不能用全球冰量的变化来解释 ,也不能用太阳辐射的变化来直接解释。对渭南、长武和西峰剖面的研究揭示出 ,S4,S5 1和S5 3古土壤是形成于亚热带半湿润环境下的土壤 ,S5 1形成时的年均温至少比现今高 4～ 6℃ ,年降水量高 2 0 0～ 30 0mm ;砂黄土层L9和L15形成时高原中部的估算年均温和降水分别大致为 1 5～ 3℃和 15 0～ 2 5 0mm ,当时整个黄土高原地表裸露 ,风力强盛。上述事件在深海氧同位素记录中没有明确反映 ,但 3个极端暖湿期对应于世界大洋的碳同位素高峰 ,说明它们具全球性意义 ,同时表明这些古土壤的高成壤强度不是时间因素所致。海陆对比揭示出 ,上述两类极端气候事件分别对应于北大西洋深层流 (NADW )强度最强和最弱的时期。据此认为 ,北大西洋深层流强度变化是影响东亚季风气候的重要因素 ,且这种作用同时体现于古冬、夏季风的变化之中。     

黄土中钙结核的碳氧同位素研究(二)碳同位素及其古环境意义

从洛川黄土剖面离石黄土各层古土壤中钙结核的碳同位素分析结果，探讨了钙结核碳同位素变化所反映的古土壤形成时的植被状况，还借助于“干燥度”，结合由钙结核氧同位素变化所获得的古温度资料，估算了各层古土壤形成时长时段的年平均降水量。所得结果表明，各层古土壤形成时温度和湿度状况有更复杂的变化。大部分古土壤形成时的年平均降水量与现代相差不多(增幅在５０ｍｍ左右)，但发育最好的Ｓ５形成时，年平均降水量超过现在约２００ｍｍ。古土壤的碳氧同位素能很好指示古环境，但研究工作还有待深入。     

陕西渭南晚冰期时的环境与气候──蜗牛化石的证据

通过对关中盆地渭南地区晚冰期时黄土地层中陆生软体动物──蜗牛化石的系统研究,划出了３个蜗牛化石组合带,代表了３种不同的气候环境。通过对２２个黄土样品中的蜗牛化石组合、１４种蜗牛化石含量的对应分析,建立了晚冰期时的气候因子变化曲线,与植物硅酸体研究结果比较,两者有很好的一致性。晚冰期时,渭南地区的气候经历了温凉、偏湿－寒冷、干旱－短暂变暖－冷、干的变化过程,环境经历了半干旱、半湿润草原－干旱草原、荒漠草原－干旱草原的发展过程。在１４０００ａＢ．Ｐ．前后有一气候转暖期,预示着黄土高原末次冰消期气候转暖的开始。