冲绳海槽北部PC-1岩芯24 ka BP以来孢粉记录的古环境信息

对冲绳海槽北部PC-1岩芯共分析了103个孢粉样品, 底部校正年龄为24280 cal a BP, 样品的时间分辨率为230 a. 根据孢粉百分比的变化, 可划分出4个孢粉带: Ⅰ带(812～715 cm, 24.2~21.1 cal ka BP)、Ⅱ带(715~451 cm, 21.1~15.2 cal ka BP)、Ⅲ带(451~251 cm, 15.2~10.8 cal ka BP)、Ⅳ带(251~0 cm, 10.8～0.3 cal ka BP), 分别对应MIS 3末期、末次冰盛期、冰消期和全新世. 末次冰盛期草本植物花粉占优势, 孢粉沉积率较高, 此时草本花粉主要来源于出露的大陆架, 其上发育了以蒿属为主的草地植被, 气候比较寒冷干燥; 冰消期海平面开始回升, 松属含量升高, 草本植物花粉含量下降; 全新世以木本植物花粉占绝对优势, 栗属-栲属花粉迅速增加, 蕨类孢子含量升高, 草本植物花粉含量锐减, 孢粉沉积率降低, 由于海平面回升, 大陆架被淹没, 此时孢粉主要来源于日本岛, 九州地区生长了以栲属、栎属为主的常绿阔叶与落叶阔叶林, 气候温暖湿润. 起源于菲律宾吕宋北部至塔斯马尼亚和新西兰气候潮湿的山地林中的叶枝杉属花粉在整个岩芯中零星出现, 暗示了黑潮的影响或者是较强的夏季风. 草本植物与松属花粉百分比变化很好地反映了海平面的升降, 松属花粉含量较高指示海平面较高. 频谱分析显示存在千年尺度的准周期变化, 有明显的6.8, 3.8, 2.2, 1.6 ka的周期.     

湖光岩玛珥湖高分辨率孢粉记录揭示的早全新世适宜期环境特征

通过对广东湛江湖光岩玛珥湖B孔顶部8~0.6 m岩芯较高分辨率的孢粉分析, 揭示了该区全新世植被、气候变化的历史: 早全新世(约11600~7800 cal a BP), 木本植物花粉含量为56.0%, 其中热带木本植物花粉含量占优势, 最多的时期发生在9500~8000 cal a BP左右, 达到木本植物花粉的60.2%, 反映气候热暖潮湿; 中全新世(7800~4200 cal a BP), 热带-亚热带植物花粉含量明显下降, 而草本植物和山地针叶植物花粉含量增加, 指示了中全新世温度下降; 晚全新世4200 cal a BP开始, 草本植物和山地针叶植物花粉明显增多, 揭示出晚全新世湖光岩地区温度、湿度明显下降. 研究结果表明, 中国南方热带-亚热带地区高温湿润的全新世适宜期发生在早全新世(9500~8000 cal a BP), 与全球低纬地区全新世气候变化格局一致. 初步认为, 全新世早期, 在岁差周期的控制下, 北半球较强的太阳辐射驱动了热带辐合带(ITCZ)和副热带锋面季风降水带同时向北推移, 造成中国热带低纬度地区早全新世最适宜期. 湖光岩地区中晚全新世气候干旱趋势和气候波动除了与北半球夏季太阳辐射强度减弱有关外, 可能与该时期ENSO的活跃也有一定的联系.     

花粉揭示的青藏高原西南部塔若错全新世以来植被与气候变化

利用活塞采样器在位于青藏高原西南部塔若错60 m水深处获得3.1 m沉积岩芯.通过AMS14C测年、花粉、粒度和无机碳分析,恢复了青藏高原西南部全新世以来的植被和气候变化.结果显示,全新世初期(10200~8900 cal a BP),植被由高寒草原向高寒草甸转换,气候由冷干向暖湿发展;全新世早期(8900~7400 cal a BP),植被由高寒草甸到高寒草原的转换,气候相对干旱,但偏暖;全新世中期(7400~3300 cal a BP),植被从高寒草原向高寒草甸或草甸化草原转换,气候以冷湿为主;全新世晚期(3300 cal a BP至今),植被逐渐被高寒草原取代,气候变得寒冷干旱.塔若错全新世早期和中晚期的特征气候事件表明,该地区明显受到西风区环境变化的影响,而在全新世中期更多受印度季风环流控制.尤其是中晚全新世塔若错的湖泊沉积环境记录对于进一步阐述西风/季风在该地区的影响程度具有非常重要的意义.     

冲绳海槽B-3GC钻孔柱状样花粉记录的古环境信息

根据冲绳海槽B－3GC钻孔柱状样芯花粉学记录,探讨邻近岛屿9500aBP以来环境变化。研究表明,多数时间以暖温带气候为主,只有在全新世中期,即6800－4400aBP曾受亚热带气候控制。在9500－8300和3100－2000aBP时段,气候相对变干、变冷。周边陆地植被以常绿阔叶林和落叶阔叶林交替出现为主,在高山地区有一定面积的针阔混交林分布。多 数情况下,3种类型同时存在,只是分布高度有所不同。在6000－5000aBP前后,亚热带、热带的植物花粉成分大幅度增加,反映植被带大幅度抬升,常绿阔叶林面积扩大,而在9500－8300和3000－2000aBP时段,植被带有所下降,常绿阔叶林面积缩小,其他时段较现在略有上升,但幅度有限。     

新疆草滩湖村湿地4550年以来的孢粉记录和环境演变

通过对新疆石河子市草滩湖村湿地剖面进行的年代测定、孢粉、植硅体鉴定和炭屑统计, 以及磁化率、烧失量和粒度等多项环境指标的综合分析指出在4550~2500 cal. a BP期间, 该区气候较为干燥, 不利于泥炭堆积, 而嗣后气候变得湿润, 石河子湿地发育、淡水水生植物丰富, 有助于泥炭累积, 但其间也出现了明显的干湿变化. 尤其在2500~1810 cal. a BP期间(550 BC~140 AD), 气候较今湿润, 湿地中曾有大量的芦苇、香蒲和黑三棱等挺水植物和淡水绿藻生长, 形成芦苇湿地景观, 而在周边区域上生长的是藜科、蒿属、菊科和唐松草属等为主要组成的荒漠草原植被; 然而,在1810~1160 cal. a BP期间(140~790 AD), 沼泽湿地水体变浅, 尽管其他水生植物种类含量大幅度减少, 但仍有芦苇生长, 周围区域则是以藜科和蒿属为主的荒漠植被景观; 在1160~650 cal. a BP期间(790~1300 AD), 该区中旱生草本植物旺盛, 种类丰富, 并进入水生植物繁盛的荒漠草原时期; 值得注意的是, 由桦木属和云杉属组成的乔木植物花粉含量显著增高到27.2%, 其中桦木属增至23.2%, 从而推测此时的桦木有可能生长在沼泽湿地的高岗地; 或者可能是云杉林线下移, 导致由洪流或者是经风带来的云杉属和桦木属花粉含量均增高; 但650 cal. a BP以来(1300 AD至今), 此时湿地周边地区仍是以藜科和蒿属为优势的荒漠景观, 类似于现代气候类型, 尽管仍有一些沼生水生植被生长, 但其含量已大幅度减少.     

晚冰期大兴安岭植被气候变化的气孔器记录

月亮湖末次盛冰期到早全新世湖泊沉积物气孔器分析的结果,揭示了大兴安岭地区以落叶松为主的针叶树演化历史:15.0 cal ka BP之前研究地点周围没有针叶树生长;15.0~12.8 cal ka BP开始到达研究区,在植被中所占比例逐渐升高;12.8~11.8 cal ka BP所占比例达到峰值,11.8~10.8 cal ka BP针叶树成分退缩.大兴安岭地区晚冰期的森林群落演化与东亚季风区不同纬度区域的植被演替具有可比性.气孔器和花粉记录揭示的植被演化阶段在时间上与欧洲地区Meiendorf间冰段、Oldest Dryas冷事件、B?lling-Aller?d暖期、Younger Dryas冷期以及早全新世温暖湿润期较为一致,温度变化是控制植被变化的主要因素.研究区的植被演替响应了全球冰量控制的北半球温度变化,揭示了东亚中纬度地区与北大西洋地区晚冰期快速气候变化的同步性.     

不同气候带内早更新世湖相沉积孢粉记录的环境对比

通过对位于非季风区的柴达木盆地、过渡区的临夏盆地两个早更新世典型湖相沉积剖面孢粉记录的研究, 揭示出早更新世柴达木盆地地带性植被整体以疏林草原/草原为主, 临夏盆地早期为柏疏林草原后演变为针叶林/针叶林草原而后又演变为疏林草原; 已有的季风区黄土高原孢粉资料表明三门古湖早期为疏林草原后演变为松林/针阔混交林, 泥河湾古湖为针叶林后演变为亚热带常绿阔叶林, 表明早更新世时自西向东湿润程度增加, 并且各地气候都较现在湿润, 暗示着当时存在较强的东亚夏季风.     

考古生物指标记录的中国西北地区5000 a BP水稻遗存

西山坪遗址花粉、种子、植硅体等考古生物指标记录和加速器¹⁴C测年, 显示甘肃天水5070 cal a BP已开始种植水稻并在5070 ~ 4300 cal a BP时段持续存在, 是目前已知中国西北最老、最西北端的稻作遗存. 这一发现将史前稻作农业记录向西拓展了至少2个经度, 有助于准确判定5000 a BP这一重要时点东亚稻作农业的分布区域, 探讨新石器时代稻作农业传播的时间、路径和方式.     

蒙古国中部Ugii Nuur湖8660 a BP以来高分辨率孢粉记录及气候变化

以9个AMS¹⁴C 年代为框架, 以现代花粉研究为基础, UG04孔高分辨率孢粉记录重建了蒙古国中部8660 a BP以来的植被和气候变化: 7800 a BP以前研究区植被以草原为主, 气候温和略湿润, 其中8350~8250 a BP气候凉湿; 7800~6860 a BP旱生植物增加, 气候转向暖干; 6860~3170 a BP半荒漠草原扩张, 气候持续暖干; 3170~2340 a BP旱生植被退缩, 远山森林草原发育, 气候转凉变湿, 末期湿度条件达最佳; 2340~1600 a BP气候较凉湿; 1600 a BP以来气候波动较大. 与区域古气候记录对比表明, 蒙古国中部到中国西北干旱区可能存在持续干旱的中全新世气候. 重建结果与GCM气候模式模拟结果有较好的呼应. 此外, UG04孔孢粉记录揭示了若干气候变冷事件, 部分可与北大西洋地区对应, 但表现为冷湿.     

陇东地区新石器时代的早期农业及环境效应

通过陇东地区新石器时代2处文化层剖面及5处文化点的花粉、炭屑、种子的综合研究,重建了陇东地区新石器时代农业发展过程及其环境效应.研究显示,陇东地区早期农业经历了由单一黍作农业向黍、粟混作,并结合水稻、大豆等多样化农业发展过程.旱作农作物黍在仰韶文化早,中期占有绝对的优势,而粟在仰韶文化晚期开始明显增加,在齐家文化时期达到最大值.陇东地区仰韶文化晚期大豆开始栽培,稻作农业在陇东地区出现不晚于4800cal a BP,并延续到约4000cal a BP的齐家文化.新石器时代陇东黄土高原塬面以灌丛草原植被为主,沟谷地带存在云杉-铁杉-栎为主的针阔叶混交林,新石器时代农业活动减少自然植被盖度,促使灌丛草原趋向于单一的蒿属草原.农业活动减弱或消退后,以沙棘、蔷薇科、麻黄、豆科、蒿属、藜科为主的灌丛草原植被得以恢复.     

末次冰期以来南海北部孢粉记录的植被演化及千年尺度气候事件

对南海北部大洋钻探ODP1144站(20°3.18′N, 117°25.14′E, 水深 2037 m)上部(0~31 m, 27~0 kaBP)共 180个孢粉样品进行了分析研究, 时间分辨率为150年/样. 孢粉谱的主要特征是全新世时松属花粉占优势, 末次冰期时草本植物花粉占优势, 但仍然有一定数量的热带亚热带植物花粉; 18kaBP前后热带亚热带植物花粉沉积率开始升高, 草本植物沉积率以及百分含量都开始迅速降低, 意味着此时气候开始变暖变湿润, 导致大陆甚至出露的大陆架上开始生长更多的热带亚热带植被以及温带植被, 而原来大陆架上广为发育的草地范围相应缩小, 表明冰期时南海北部出露的大陆架上除了占优势的草地, 仍然可能生长热带亚热带以及温带落叶植被. 这也进一步深化了我们之前对冰期时南海北部出露的大陆架上生长的植被的认识. 详细的对比表明, 孢粉组合的变化要早于氧同位素记录指示的海平面的变化, 表明中低纬度地区气候变暖早于高纬度极地冰盖的后退. 还讨论了孢粉组合反映的植被变化所记录的千年尺度的气候事件.     

陇东地区新石器时代的早期农业及环境效应

通过陇东地区新石器时代2 处文化层剖面及5 处文化点的花粉、炭屑、种子的综合研究,重建了陇东地区新石器时代农业发展过程及其环境效应. 研究显示, 陇东地区早期农业经历了由单一黍作农业向黍、粟混作, 并结合水稻、大豆等多样化农业发展过程. 旱作农作物黍在仰韶文化早, 中期占有绝对的优势, 而粟在仰韶文化晚期开始明显增加, 在齐家文化时期达到最大值. 陇东地区仰韶文化晚期大豆开始栽培, 稻作农业在陇东地区出现不晚于4800 cal a BP, 并延续到约4000 cal a BP 的齐家文化. 新石器时代陇东黄土高原塬面以灌丛草原植被为主, 沟谷地带存在云杉-铁杉-栎为主的针阔叶混交林, 新石器时代农业活动减少自然植被盖度, 促使灌丛草原趋向于单一的蒿属草原. 农业活动减弱或消退后, 以沙棘、蔷薇科、麻黄、豆科、蒿属、藜科为主的灌丛草原植被得以恢复.     

3.15～0.67Ma时段南海北部深海沉积物孢粉记录的植被演化及其对全球变化的响应

为了研究3Ma以来南海北部周边地区植被演化及其对全球气候变化的响应,本文选取南海北部ODP1145站深海沉积物进行研究,共分析213.62～91.9m层段(3.12～0.67Ma)608个孢粉样品.取样间隔为20cm,时间分辨率约为4.0ka.研究结果表明,1145站3.15～0.67Ma时段孢粉沉积率在2.58Ma和2.0～1.8Ma时的两次明显升高,与此时全球气候变冷,冬季风增强有关.2.58Ma以前,南海北部周边地区热带亚热带植物占优势,其中常绿栎属和阿丁枫属较多,热带山地针叶林相对发育,蕨类植物也相对较多;2.58Ma以后,温带植物增多,反映气候变冷,冬季风加强.对气候变化的周期性研究表明,热带亚热带植物更多的受低纬地区20ka岁差周期的影响,可能指示了夏季风的增减;花粉沉积率的变化反映了海平面变化的影响,与高纬度地区的"冰盖响应"有关,可能较多地反映了冬季风的强弱变化.     

南黄海B10孔的孢粉分析及其反映的气候变化特征

对南黄海的B10岩芯进行了高密度的孢粉分析, 划分出8个孢粉带, 并结合¹⁴C测年和浅地层剖面资料, 对该孔所记录的自晚更新世末期以来的气候和环境变化进行探讨, 得出如下结论: (1) 植被演替过程为含阔叶树的针叶林-草原→针、阔叶混交林→以针叶树为主的针、阔叶混交林-草原→含常绿阔叶树的针、阔叶混交林→阔叶为主的针、阔叶混交林-草原→含常绿阔叶树的落叶阔叶林-草地→阔叶为主的针、阔叶混交林-草原→含常绿阔叶树的针、阔叶混交林; (2) 气候变化历史为冷干→温湿→冷干→暖干→温湿→热干→温干→暖干; (3) 沉积环境由陆相→滨海相→陆相→滨岸-浅海相; (4) 黄海暖流在早全新世便已形成, 而非形成于大暖期.     

南海深海相渐新统孢粉记录

大洋钻探184航次从南海取得了距今32.8 Ma以来的深海沉积记录, 其中的渐新世(32.8~23.8 Ma)沉积包含丰富的孢粉化石. 1148站孢粉分析建立了中国首例深海相渐新统孢粉组合序列. 孢粉组合以山地针叶树花粉为优势组分, 阔叶树花粉含量较低. 二者均以热带、亚热带植物分子为主, 但也含山地喜凉、干植物分子. 南海深海相渐新统孢粉组合序列在距今32.0 Ma显示明显的变化, 反映了南海地区渐新世气候的一次重大转折. 孢粉植物群特征表明32.0 Ma以前南海邻近陆地的植被以热带山地雨林和低地雨林为主, 南海地区具热而湿润的气候条件; 32.0 Ma以后的渐新世孢粉植物群中温带高山针叶树和山地喜温干落叶阔叶树增多, 表明此后南海地区的气候变得较为凉干.     

正构烷烃分子化石与孢粉记录的指示意义对比: 以华南地区为例

以我国华南地区高分辨率湖相-泥炭交互沉积序列为例, 开展正构烷烃分子化石与孢粉记录的对比研究, 探讨和分析了它们之间的异同性及其可能原因. 结果表明, 分子化石与孢粉不能完全对应起来, 其难以像孢粉一样能鉴别出具有不同生态意义的生物科属, 主要记录原地植被的变化过程, 而孢粉反映的是区域性植被的平均信号. 分子化石在植被种属的明确解释上可能要部分依赖于孢粉, 反过来分子化石也有助于提高孢粉分析中科属种的鉴定能力. 分子化石对细节变化的敏感度要优越于孢粉, 其正构烷烃C₃₁/(C₂₇+C₂₉+C₃₁)等指标显著地捕捉到了H1, B/A, YD事件, 以及约9850~9585和8590~7920 cal a BP两次早全新世的干凉事件, 这些事件可与周边地区环境变化格局对应, 响应了区域环境变化和全球气候突变事件. 通过这一实例的对比研究, 说明分子化石与孢粉的相互结合, 可弥补二者之间的不足, 有效验证和提高恢复气候、植被演化的分辨率和准确性.     

末次冰期低纬度西太平洋硅藻席沉积

硅藻贡献了海洋40%的初级生产力, 在海洋生物地球化学循环中发挥重要作用, 是全球碳固定的主要贡献者之一. 大洋硅藻席沉积是硅藻大规模“勃发”的产物, 通过对东菲律宾海136°~140°E, 15°~21°N区域内藻席的分析鉴定发现, 出现于这一低纬西太平洋的硅藻席的成席藻类为Ethmodiscus rex (Wallich) Hendey; 同时, 大量的AMS14C测年数据显示这些富含硅藻席的沉积物形成于16000 ~ 28600 a BP (¹⁴C年龄)期间, 即硅藻“勃发”发生于末次冰期, 而其他层位并未发现藻席沉积. 初步分析表明, 末次冰期由于南极中层水(AAIW)北扩, 将富含硅酸盐的海水带入了研究区, 即南大洋的“硅溢漏”作用, 使该区域硅藻得以勃发; 同时, 末次冰期铁输入的增加, 也可能促进了该区硅藻的勃发.