腾格里沙漠东北缘末次冰期冰楔的首次发现及其意义

在众多的古冰缘现象研究中,冰楔假形(ice-wedge casts)因具有定量的古环境意义而倍受人们注意.自1957年裴文中在哈尔滨首次发现晚更新世古冰缘现象以来,在我国中纬度地带的华北地区、鄂尔多斯高原,以及西北地区发现了许多寒冷气候作用的冰楔假形证据.但是,迄今为止尚未见有在地处我国东西部过渡地区的腾格里沙漠发育冰楔假形的报道.近两年,我们在贺兰山地区考察时,发现了末次冰期发育的冰楔假形(图1),现报道于后.     

贺兰山第四纪冰川特征及其与气候和构造之间的耦合关系

贺兰山(3556m)是中国东部存在确切第四纪冰川遗迹的山地之一,是我国季风区与非季风区、温带草原与荒漠草原的分界线,对于研究中国东、西部冰川发育特点以及青藏高原边缘山地冰川发育与气候和构造之间的耦合关系具有十分重要的科学意义.野外地貌调查与室内光释光(OSL)、加速器质谱碳十四(AMS14C)对冰川、黄土以及湖相沉积物年代测定结果显示,在贺兰山主峰周围海拔2800m以上保存着古冰川侵蚀与堆积地貌,第四纪冰川发生的时限较晚,时代上限为末次冰期中冰阶,对应深海氧同位素MIS3中期(43.2±4.0ka)、末次冰盛期(LGM,~18ka)、晚冰期(12.0±1.1ka)和新冰期(3.4±0.3ka),冰川作用的阶段性明显.采用深海氧同位素曲线(MIS)代表共和运动(150ka)以来的冰川平衡线变化,并用末次冰盛期的平衡线(2980m)以及现代理论雪线高度值(4724m)作为平衡线的最大振幅,以3.5mm/a作为贺兰山体的抬升速率,探讨了末次冰期以来贺兰山山体高度与冰川作用之间的关系,并与黄土-古土壤等反应气候环境变化的指标对比,认为贺兰山地区第四纪冰川作用是山体的构造抬升与气候条件耦合的结果,即"共和运动"之后山体抬升到与末次冰期气候耦合的高度,开始发育冰川.     

末次间冰期以来古里雅冰芯微粒记录与极地冰芯的对比

通过古里雅冰芯中δ18O与微粒含量的研究, 恢复了末次间冰期以来青藏高原大气粉尘和环境变化的历史. 记录显示, 青藏高原在末次间冰期时处于低粉尘值, 105 ka时高原上的粉尘浓度开始升高. 约75 ka左右进入冰期后, 微粒浓度大幅度剧增, 并在末次冰期早期(MIS 4阶段)达到了最高水平. 在末次冰盛期, 古里雅冰芯中微粒含量的增加并不显著, 与南极和格陵兰不同. 在轨道时间尺度上, 温度和北半球高纬夏季太阳辐射与微粒记录都有良好的相关性, 但也存在幅度和相位上的差异. 青藏高原及其外围山地的冰芯记录反映的是中亚粉尘源区以及粉尘传输起始阶段的变化, 而格陵兰冰芯记录反映的是粉尘最终的沉积状况, 二者的意义是不同的.     

青藏高原冰缘植物多样性与适应机制研究进展

高山冰缘带紧邻雪线,位于高山生境的最前端,在山地植物垂直带谱中位居最高,是陆地生态系统中最为极端的生境之一.受到高原环境中多变的气候、多样的地形、独特的生物交流屏障和迁移通道等因素的综合影响,青藏高原孕育了全球最为丰富的冰缘植物多样性资源.这类极端环境下的生物多样性形成和维持机制一直是学界关注的热点和难点问题.本文总结了青藏高原冰缘生态系统植物多样性特征及物种生态适应、繁殖和维持机制的最新研究进展,并特别关注了冰缘植物的生态适应结构,植物种间互助以及植物与昆虫间协同进化对于维持冰缘生态系统物种多样性的重要性.已有研究表明,全球气候变化对于冰缘生态系统多样性维持和物种共存会产生重要影响.如何预测和判断全球气候变化背景下,青藏高原冰缘生态系统内生物多样性资源的命运及其对生态系统功能的影响,将是生态学研究者面临的新挑战.     

末次冰期极盛期陕西关中地区古气候古环境演变的生物记录

在陕西关中西安与咸阳地区间的河流阶地沉积剖面中采集到一批古菱齿象－披毛犀化石,在研究化石标本的基础上,作了＾１４Ｃ年代测定及孢粉分析,研究结果揭示了该区末次冰期极盛期的气候环境特征及其演变过程;大约在距今２０ｋａ时,气候温凉偏湿,适于古菱齿象－披毛犀动物群的生存,稍后气候明显变干,变冷,许多动物难于适应而大量死亡。事实说明,末次冰期极盛期似乎存在气候环境的冷干、凉湿颤动。其间的凉湿阶段似反映了北半     

青藏高原东北缘黄土粒度记录的末次冰期千年尺度气候变化

末次冰期以来, 北半球高纬地区气候变化是否对青藏高原地区高原季风产生影响以及高原季风本身的变化规律是仍未解决的重要科学问题. 22 m厚的青藏高原东北部合作盆地黄土-古土壤剖面高分辨率的粒度记录表明, 末次冰期以来青藏高原冬季风存在明显的可与北半球高纬地区相对比的千年尺度变化, 但对冷事件(Heinrich事件)的响应明显强于对暖事件(Dansgarrd-Oeschger事件)的响应, 表明北半球高纬地区气候对青藏高原冬季风和高空西风同样产生了深刻影响. 在万年尺度上, 高原冬季风存在两个明显不同于北半球高纬地区气候记录的变化, 一是在36 kaBP附近(H4事件)发生了一次明显的突变增强; 二是在43~36 kaBP期间, 高原冬季风显著减弱, 可能指示了高原冬季风在万年尺度上除了受到北半球高纬地区气候系统影响外, 还受到其他因子的影响.     

末次间冰期以来北大西洋深层海温与青藏高原气温的千年尺度位相关系及其演变

采用代用资料研究了北大西洋深层海温和青藏高原气温自末次间冰期以来在千年尺度上的位相关系及其变化.通过对比分析和小波交叉谱分析表明,自末次间冰期以来二者同位相和反位相关系交替出现,同位相的持续时间相对较短,而反位相的持续时间较长,并且二者同位相和反位相关系的转换在间冰期比在冰期频繁,北大西洋深层海温与青藏高原气温的位相关系大体被北大西洋气温(格陵兰冰芯氧同位素)与青藏高原气温所验证.此外,北大西洋海表温度可能是北大西洋深层海温在千年尺度上影响青藏高原气温的一个重要因子.     

末次间冰期以来北大西洋深层海温与青藏高原气温的千年尺度位相关系及其演变简

采用代用资料研究了北大西洋深层海温和青藏高原气温自末次间冰期以来在千年尺度上的位相关系及其变化. 通过对比分析和小波交叉谱分析表明,自末次间冰期以来二者同位相和反位相关系交替出现,同位相的持续时间相对较短,而反位相的持续时间较长,并且二者同位相和反位相关系的转换在间冰期比在冰期频繁,北大西洋深层海温与青藏高原气温的位相关系大体被北大西洋气温(格陵兰冰芯氧同位素)与青藏高原气温所验证. 此外,北大西洋海表温度可能是北大西洋深层海温在千年尺度上影响青藏高原气温的一个重要因子.     

石羊河流域晚冰期以来环境变化与人类活动

石羊河流域是中国西北地区环境变化与丝路文明演化的典型区域.基于大批学者的研究,目前对石羊河地区的气候、环境、文化形成了基础认识,但沉积地层指示的古湖泊演化过程,以及古文化更替与气候变化之间的联系仍存在争议.本研究与前人采用单一采样点的研究方法不同,在石羊河流域沿中游红水河地区和下游猪野泽地区共连续采集13个剖面,建立了包含705个沉积样品, 129个AMS¹⁴C年代数据, 5460个古环境代用指标数据和12个历史文化遗址的数据库.结合TraCE-21 ka(The Transient Climate Evolution Experiment)和PMIP3(Paleoclimate Modeling Intercomparison Project 3)模拟,探讨晚冰期以来石羊河流域环境变化和古文化演变.研究发现,石羊河流域晚冰期以来环境持续变化;晚冰期到早全新世期间,古湖泊武始泽和猪野泽开始发育;中全新世时期,石羊河流域气候湿润,湖泊面积大、水位高;晚全新世干旱化使得湖泊退缩,河流下切;在干旱趋势下,马家窑、齐家文化逐渐消失,沙井文化(一种独特的青铜文化)兴起,匈奴...     

南沙海区南部近30ka来的古生产力记录

选取南沙海区南部重力柱状样 1 796 2 ( 7°1 1′N ,1 1 2°5′E ,柱长 8m ,水深 1 96 8m) ,在高分辨率地层学基础上 ,通过有机碳、碳酸盐、蛋白石、浮游及底栖有孔虫群等多种指标探讨古生产力的变化 ,并定量计算了该柱状样近 30ka来的表层古生产力 .结果发现南沙海区南部末次冰期的古生产力增大 ,约为全新世的 1 6倍 ,推测与冰期海平面下降 ,该柱状样所在位置的陆源营养元素增多有关 .     

吉林长白山地晚更新世冰川作用

长白山(2749 m)是中国东部晚更新世以来存在冰川作用典型山地之一, 在天池周围海拔2000 m以上保存着良好的冰川侵蚀与堆积地貌, 在火山锥体内侧与外侧构成“口内口外”模式的冰斗冰川. 冰川的发育依托独特的火山地质与地貌大背景, 保存完好的冰斗、槽谷、冰坎、磨光面以及冰碛垄等, 显示研究区在末次冰期有过多次冰川作用. 通过对冰碛物光释光(OSL)年代测定, 结合冰川地层与火山地层的相互关系以及火山岩的K-Ar、高精度铀系不平衡测年(TIMS)、电子自旋共振(ESR)等年代结果, 确定长白山地区发生两次冰进作用, 即黑风口冰进, 分布于火山锥体的西坡和北坡海拔2000~2100 m处, 冰进时段为距今20 ka左右, 属于末次冰盛期(LGM)的产物; 气象站冰进, 分布的海拔高度为2400~2600 m处, 冰川作用发生在11 ka前后, 属于晚冰期的产物, 其发生可能受到全球性新仙女木降温事件的影响. 末次冰盛期冰川发育的规模大于晚冰期. 在相似的季风系统影响下(冬雨雪型), 长白山末次冰期的冰川序列与东亚沿海其他冰川发育地区, 如中国台湾、日本等地具有一定的时空耦合性.     

晚更新世以来塔克拉玛干沙漠中部地区的环境演变

选取塔克拉玛干沙漠中西部南-北大断面为考察路线,综合运用第四纪地质学、地貌学等学科的研究方法,对9个河流-湖泊(及静水)-风沙沉积地层的古环境特征进行了解析和探讨.目前这些剖面都处于风沙环境,但保存的古河流沉积和湖泊(静水)沉积暗示这些区域都曾是河流所到之处或较长时间被水体淹没.通过光释光测年方法对河流和湖泊的起始时间进行了界定;选取颜色、粒度和磁化率等代用指标明确古环境意义.古环境代用指标值与野外沉积相的判断结果基本一致,河流和风沙沉积的粒度较湖相沉积为粗,磁化率总体较低,湖相沉积的碳酸钙含量较高.研究区河流和湖相沉积的持续时间说明,塔克拉玛干沙漠自晚更新世以来至少经历过3个相对比较湿润的时段,即约70～50 ka、末次冰期冰消期(约17～11 ka)和全新世晚期(约5～2 ka).对比分析表明,塔克拉玛干沙漠的古环境演变过程和机制与中国北方地区其他沙漠、沙地存在显著区别.     

初探青藏高原特殊的冰缘现象

青藏高原冻土区是一个突出在中、低纬度的巨大的“冻土岛”,是一个统一的冰缘地貌单元。它有适合于多种冰缘现象发育的良好气候条件。目前已知世界上50余种冰缘现象,除少数发育于极地区的类型(如冰楔多边形等)外、本区都有。这种情况是罕见的。经过近几年的     

岭南粤东北地区晚第四纪红土与棕黄色沉积物的古气候转变记录

通过对南岭以南的粤东北地区河流沿岸晚第四纪地质调查, 并主要以对临江地层剖面为代表的红土与棕黄色粉砂的时代、主氧化物——SiO₂, Al₂O₃, TOFE(Fe₂O₃+FeO)和CIA值反映的古环境的研究结果认为, 该地主要分布于一级阶地的红土属末次间冰期(距今132~73 ka)湿热的类似于现代热带北缘季风气候环境背景下形成的网纹红土; 上覆棕黄色粉砂层主要是末次冰期(距今73~11 ka)暖温带季风气候环境的堆积, 其中的风成砂——LJ3层位代表了其时气候恶化的极端时期. 这一看法与前人对岭南及其以东的大量的古生物指示的古生态的研究结果颇为吻合. 由此表明, 粤东北甚至整个岭南地区从末次间冰期到末次冰期、从红土为嗣后的棕黄色粉砂沉积替代(甚至从大熊猫-剑齿象动物群演替为澎湖动物群), 生物气候带确实经历了一场大规模的急剧的古地理环境变迁, 这一研究可为全球变化影响下的中国低纬区域万年尺度的环境响应提供一个重要的地质学实证.     

长江下游第四纪冰缘沉积的发现和研究

在极地寒冷地区或冰流边缘,以冰雪作用(Frost-action)与融冻泥流(Solifluction)为主要的剥蚀营力,这种地面发育的营力及其沉积,目前限于极地及高山地区,但在第四纪冰期中影响范围较为广大,为第四纪地层、古地理提供了有力的论证,对于地貌发育过程也有显著的影响。1909年波兰的洛辛斯基研究喀尔巴阡山特殊气候条件下所进行的风化作用提出“冰缘”这个名词。它     

中国台湾高山第四纪冰川之确证

查明中国台湾雪山主峰区有 3套不同时期的冰川遗迹 ,如冰斗湖、冰坎、大型磨光面和擦痕以及冰碛垄等 .分别命名为山庄冰阶 (末次冰期早期 ( 44 .2 5± 3.72 )kaBP)、水源冰阶 (末次冰期最盛期 ( 1 8.2 6± 1 .5 2 )kaBP)、雪山冰阶 (末次冰期晚期 ( 1 0 .6 8± 0 .84)kaBP) ,尤其以早期冰川规模大为特征 .澄清了学术界近 6 5年来对中国台湾山地有无冰川作用的怀疑 ,为全球变化研究增添新内容 .     

陇西黄土高原末次冰期有机碳同位素变化及其意义

利用陇西黄土高原西南部高分辨率(100年间隔)的塬堡黄土剖面, 讨论了末次冰期有机碳同位素变化的控制因素. 结果发现, 该区域末次冰期以来有机碳同位素变化于−22.6‰ ~ −27.5‰之间. 与黄土高原东部地区不同, 研究区末次间冰段有机碳显著偏负于早晚末次冰期, 偏负达4‰. 末次冰期有机碳同位素指示了纯C₃植物对温度、降水和大气CO2浓度变化的耦合响应. 从末次冰期间冰段到盛冰期, 降温和大气CO₂浓度减少导致有机碳同位素偏正1.5‰ ~ 2.0‰, 塬堡剖面末次冰期有机碳同位素变化主要记录了季风降水的大幅度变化, 可以用来重建古降水, 估算出间冰段降水比盛冰期偏多250~310 mm, 比早末次冰期高出100 mm. 我们的研究还发现, 塬堡黄土剖面末次冰期有机碳同位素的波动可能记录了千年尺度季风降水的快速变化. 同时, 黄土高原有机碳同位素变化相当复杂, 不能简单将有机碳同位素变化归结成C₃/C₄丰度变化而用来指示夏季风强弱.     

13 000～10 000aB.P.北京地区环境变迁的湖沼沉积记录研究

末次冰期向冰后期过渡阶段气候快速变化事件,尤其是“新仙女木”(Younger Dryas)事件,已成为过去全球变化研究的热点之一.这里简要报道对北京房山长沟镇东甘池(39°32＇N,115°47＇E)古湖沼沉积物剖面气候环境变化代替性指标的研究结果. 房山长沟镇西北坟庄、东甘池一带位于太行山北段山前残丘和洪积扇间洼地.以往研究表明,这一带具有埋藏约4 m厚的淤泥、泥炭等古湖沼沉积物.1992年秋我们在东甘池开挖了8.6m深探槽,揭露的沉积物层序、岩性及结构都与坟庄钻孔及坟庄北探槽的十分相似,自上而下为:     

凉山地区资源动物简介和保护利用的几点建议

一、资源动物情况简介凉山地区由于自然环境复杂优越,在动物地理区划上又兼跨古北区和东洋区从四川盆地到青藏高原第一和第二阶梯的过渡性走廊地带,加之第四纪冰期没有大面积覆盖,这一带就成为冰期许多古老     

巴丹吉林沙漠东南缘砂楔年代及其环境意义

巴丹吉林沙漠东南缘新近发现的多处砂楔群和融冻褶皱,分别形成于砂砾石层和湖相沉积地层中,楔内充填物的光释光年龄证明其是末次冰期和晚冰期的产物.巴丹吉林沙漠在末次冰期和晚冰期时处于多年冻土带,年平均气温约为-3~-6℃,较现在降温约12~15℃.其时,整个阿拉善高原与纬度多年冻土带和青藏高原冻土区相连接,沙漠腹地及周边的沙丘应处于冻土状态,沙丘的移动和风沙地貌发育均会受到影响.在冷期,巴丹吉林沙漠很有可能相当于冰冻圈气候,前人关于中国北方沙漠非冻土区的认识值得商榷.