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第四纪研究 2009年第05期杂志 文档列表

第四纪研究杂志现代气候变化的自然背景与温暖期高分辨记录专辑

环流效应：中国季风区石笋氧同位素短尺度变化的气候意义—古气候记录与现代气候研究的一次对话851-862

摘要：根据最近的研究结果，中国季风区同一洞穴或同一区域的晚全新世石笋氧同位素序列具有较好的重复性，表明中国季风区的石笋氧同位素短尺度（10-100年尺度，后同）变率所具有的信号强于噪音。通过进一步比较分析发现，一些石笋氧同位素记录虽然来自距离上千公里之遥的不同区域，但它们的波动形式在年代际至世纪尺度极其相似，说明它们是一致的大区域信号，但多数石笋氧同位素序列未能校准到本区器测的降水或温度记录上。通过与中国气候学家建立的各类季风指数比较，发现这些具有一致大区信号的中国石笋氧同位素序列与海平面气压差指数或海陆温差指数关系最好。再通过与印度洋一太平洋海域海平面气压差、以及许多海、气环流观测记录对比，发现中国季风区石笋氧同位素序列记录了20世纪后期最强的一次全球海、气环流年代际均值突变，由此初步确认了中国季风区石笋氧同位素短尺度变化的环流意义：当印度洋海水和中东太平洋海水温度偏低时，西太平洋副热带高压偏北东缩而弱，中国季风区内来自印度洋的水汽份额增大，由于这些水汽的输送路程很远，导致中国季风区的雨水氧同位素及石笋氧同值素较轻；而当印度洋海水和中东太平洋海水温度偏高时，西太平洋副热带高压偏南西伸而强，中国季风区内来自印度洋的远源水汽份额减少，而来自西太平洋的水汽份额增大，由于后者输送路程较近，导致中国季风区的雨水氧同位素及石笋氧同位素较重。由此命名瑞利分馏原理所决定、反映印度洋／太平洋海、气环流转变且火区域一致的中国季风区石笋氧同位素10-100年尺度变化为“环流效应”。

近五百年我国北方多雨年及其与温度背景的关联863-870

摘要：将秦岭淮河以北、90°E以东的广大地区呈现“多雨”格局的年份称为“北方多雨年”，其中105°N以东地域降水偏多的年份称为“北方东部多雨年”。综合利用历史文献记录、树木年轮代用记录和降水餐资料来确定近五百年间的北方多雨年份和北方东部多雨年份，并建立历史年表（1470-2007年）。指出，在过去的538年间有北方多雨年97年（发生率18.0％）和北方东部多雨年174年（发生率32.3％），二者均呈现阶段性集中出现的特点，各有6个长约20-40年的频繁发生时段。在北半球和东亚气候相对温暖的时段内，北方多雨年和北方东部多雨年的发生频率明显地高于气候相对寒冷的时段，这意昧着在未来气候变暖的背景下，我国的降水分布将可能出现北方多雨年频繁出现的情形。在最近百年的全球大范围急剧升温时段，北方多雨年的发生频率仪表现为高于冷时段而已，并未呈现随增温速率的加快而同步增高，这表明北方多雨年的发生率与温度背景并非简单的线性关系。

宋元时期中国西北东部的冷暖变化871-879

摘要：根据历史文献中的作物种植界线、种植制度变化、植物及异常气象水文物候等记载，并辅以树轮、湖泊沉积等自然证据指示的冷暖变化状况，分析了宋元时期（960-1368A.D.）我国西北地区东部的冷暖变化特征。主要结论是：960A.D.前后，西北东部地区冷暖程度与今（即1951-1980年）基本一致；960s-1040s，气候逐渐增暖；1040s-1110s，气候较今暖；1110s以后，气候转冷；12世纪末，气候又再次明显转暖；1260A.D.之后，温度下降，自13世纪末进人寒冷期。西北东部的这一冷暖变化过程不但与毗邻地区湖泊、特别是树轮等所指示的冷暖变化过程较为一致，而且与中国东部地区的冷暖变化也基本一致，但13世纪后期的降温幅度较中国东部更为明显。

近千年东亚夏季风演变历史重建及与区域温湿变化关系的讨论880-887

摘要：集成中国季风区石笋氧同位素记录的共同变化特征，初步建立了近千年10年平均的东亚夏季风演变序列。在10年尺度以上分析了东亚夏季风演变与其他气候要素变化之间的关系。主要结论有：1）近千年来东亚夏季风演变町划分为中世纪时期（11-13世纪初期）的季风稍弱阶段，13世纪中后期至14世纪前半叶的季风较强时期，14世纪后半叶至17世纪的季风较弱阶段，自18世纪开始持续约200年的季风再次增强时期，以及20世纪初开始的季风逐渐减弱阶段。2）近千年来东亚大陆或北半球温度的变化虽然对东亚夏季风变化具有一定的影响，但东亚夏季风强度的变化并不总是取决于陆地温度的变化。3）近千年来东亚夏季风的强弱变化与降水变化在低频趋势上有良好的对应关系，在东亚夏季风增强的时期，中国东部降水较多，而在夏季风减弱时，中国东部降水趋于偏少。

以树轮宽度重建公元1558年以来华山5-6月平均温度及20世纪中后期升温888-895

摘要：通过对秦岭东端华山地区油松树水年轮宽度序列的分析研究，探讨了华山地区油松对气候环境响应的敏感性，结果表明在华山地区油松对气温和降水的响应均高于华山松，与5-6月平均温度相关较高，且通过了0.01显著性信度检验。在此基础上，我们重建了华山地区1558-2006年间5-6月的平均温度，重建序列的方差解释量达到41％。结果显示：华山过去449年中，大部分年份5-6月平均温度在平均值附近波动，变幅不大；重建序列可与秦岭南五台5-7月温度序列进行良好对比，其年际间相关系数达到了0.49（N=246，P〈0.0001）。华山地区20世纪20-30年代初的暖期略偏低；20世纪30年代中期至50年代是整个重建时段中低温持续时间较长的时段；20世纪60年代之后，气温波动平缓；从20世纪70年代开始快速升温，对全球变暖有较强响应。

油松年轮记录的河北围场公元1884年以来5-6月平均温度896-904

摘要：相关函数分析表明，河北围场的油松年轮宽度指数与5-6月平均温度显著相关，在此基础上，设计转换方程，重建了该地区1884年至2002年当年5月至6月的平均温度，重建序列的方差解释量达到43.7％（调整自由度后为41.3％）。重建温度序列表明，温度低于多年（1884-2002年）平均温度的时段主要有1897-1901年、1913-1923年、1949-1978年和1992-1995年；高于多年平均温度的时段主要有1884-1896年、1902-1912年、1924-1942年和1979-1992年。重建的温度序列具有较大的区域代表性，它与陕西南五台5-7月温度显著相关，年际尺度上相关系数为r=0.18（N=119，P〈0.05），它也与由历史文献记录划分的大同北京二地旱涝指数及亚洲太平洋年代际涛动指数（PDO）均显著相关，表明重建序列在一定程度上反映了大范围的气候变化状况。

树木年轮记录的祁连山东段公元1895年来的气温变化905-912

摘要：利用祁连山东段吐鲁沟的油松树轮宽度序列，与气象要素进行了相关分析，并重建了公元1895年来1-8月平均气温，转换方程方差解释量52.6％（R^2adj=48.7％，F=13.589，P〈0.001）。重建结果表明研究区近120年来经历了19世纪末到20世纪20年代、20世纪20年代到40年代末、20世纪40-70年代3个明显的升降温过程和20世纪70年代以来的升温过程。重建序列与研究区以西的祁连山中段、天山西段、阿尔泰山中段温度的变化基本一致；重建序列显示的1923-1929年的高温时段与中国20世纪20年代大范围的干旱事件一致，而且与北大西洋涛动、北极涛动的变化遥相呼应，说明祁连山东段的树轮资料不仪记录了区域气候变化信号，而且对于全球变化响应敏感。

可可西里马兰冰芯记录的20世纪净积累量变化及其与太阳活动关系研究913-919

摘要：通过青藏高原可可西里马兰冰芯记录，重建了1887-1998年时期的净积累量变化，揭示出在研究时段内其变化呈弱的上升趋势。谱分析结果表明，马兰冰芯净积累量变化存在10.8a的显著周期。这表明太阳黑子活动对马兰冰芯净积累量变化存在一定的影响。统计分析发现，在20世纪80年代中期之前马兰冰芯净积累量变化与太阳黑子相对数变化之间存在显著的负相关关系，而在20世纪80年代中期之后却呈正相关关系。

近50年中国西北东部半湿润、半干旱过渡带气候变化及生态影响920-930

摘要：以宝鸡、风翔、千阳、陇县、西峰、环县、平凉、泾源、六盘山、固原市、西吉和海原等台站的气象数据为依据，对近50年来地处西北地区东部的半湿润、半干旱过渡带的气候要素进行了系统分析，发现区内各地气温有普遍升高的趋势。其中，冬季升温趋势更加明显。各地在20世纪90年代前后发生气温突变，以此为界，前后增加速度明显不同，此后的增温趋势明显加快。近50年以来，各地降水略有下降，主要是由夏季降水减少所引起，但是统计趋势不明显。受气温和降水变化综合影响，区域气候向变干和变暖的方向发展。根据Holdridge生命地带理论，初步分析了区域植被与气候之间的关系。计算表明，最近30年以来，西北东部半湿润、半干旱区过渡带的气候变化使区域植被也向干暖化类型变化。位于研究区中部的六盘山、泾源和西吉等地生命地带类型的变化都比较大。崆峒山（35°33′N，106°31′E）的圆柏（Sabina chinensis）树轮气候学分析表明，区域树木生长与前一年秋季降水呈显著正相关关系，与当年春季和夏季气温呈显著负相关趋势，说明生长季的缺水或高干燥度是树木生长的限制性因素。研究时段区域干旱频繁发生，使树木出现大量伪轮，为研究带来一定难度，但是也进一步验证了区域气候变化的干旱特征。干燥指数重建结果表明，研究区在20世纪20年代比较干旱，30年代是相对较为湿润的时期；1940年和1960年左右较为干旱，但其间的干燥指数较低。60年代之后，区域干燥指数逐渐增加，表明干旱趋势日趋加重，与气象数据分析结果相一致。事实证明，研究区气候的干暖化变化对区域树木生长和生态系统具有非常不利的影响。

陕西定边地区2400cal．aB．P．以来高分辨率的花粉记录及环境变化931-942

摘要：通过对位于黄土／沙漠过渡带定边地区苟池剖面的高分辨率的花粉分析，基于9个^14C年代数据重建了2400cal.aB.P.以来定边的植被与气候变化，结果表明2400-1740cal.aB.P.地带性植被为以栎为主的森林草原，气候较温暖湿润；1740-1610cal.aB.P.森林退化，草原发育，气候变干；1610-1240cal.aB.P.乔木成分增加，植被类型为疏林草原，气候较温和湿润；1240-1010cal.aB.P.森林退缩，草原发育，气候变干；1010-690cal.aB.P.草原进一步发育，气候干旱；690-500cal.aB.P.阔叶树成分增加，气候略温湿；500-190cal.aB.P.草原发育，气候干旱；190-0cal.aB.P.乔木成分增加，气候变湿。本区花粉记录的植被和气候变化可与区域的世纪初前后（秦汉）暖期、隋唐暖期、中世纪暖期和小冰期等事件对比。

桂林地区近150年来的气候变化—基于^210Pb计年的洞穴碳酸盐沉积物记录943-949

摘要：采用^210Pb定年和碳、氧稳定同位素分析方法对盘龙洞内的洞穴次生碳酸盐沉积物进行了系统研究，重建桂林地区近150年来的气候变化。本文采用的次生碳酸盐沉积物是采自桂林盘龙洞中的P001石笋和P007流石，分别获得9个和12个^210Pb测年数据；以及41个和46个碳、氧同位素数据。P001石笋碳、氧同位素记录年代跨度为公元1869-2002年，δ^18O平均值为-6.28‰，δ^13C平均值为-7.59‰；P007流石碳、氧同位素记录跨度为公元1854-2004年，δ^18O平均值为-5.27‰，δ^13C平均值为-6.68‰。P001石笋和P007流石碳、氧同位素记录的低频信号显示出一致的变化趋势，而且二者的δ^13C曲线相对δ^18O的曲线一致性更强，说明它们受同样环境条件所制约，同时也说明了其^210Pb年代系列的建立是可靠的。盘龙洞石笋和流石的δ^18O和δ^13C记录在公元1930-1965年都出现一个低谷，表明该时段植被生产力相对减弱，亦即降水相对减少。通过P001石笋和P007流石的碳、氧同位素记录与现代降雨记录的比较可知，在年际至10年际尺度上，氧同位素反映的为降水或者季风的强弱。由此，公元1854年到2005年的151年内，盘龙洞碳酸盐沉积物氧同位素所反映的气候变化信息为3个阶段：1）1854年至1900年的相对较强季风期，降水量较丰，δ^18O平均值为-6.3‰；2）1900年至1960年的较弱季风期，降水量较少，δ^18O平均值为-5.1‰；3）1960年至2005年的较强季风期，降水量较丰富，δ^18O平均值为-6.1‰。

石笋氧同位素指示东亚季风大尺度环流特征950-956

摘要：利用湖北清汀和尚洞的两支具有精确年代的年层石笋，建立了20世纪逐年的石笋氧同位素序列，讨论东亚季风石笋氧同位素的气候指示意义。与现代气象观测资料对比，发现近100年来和尚洞石笋δ18O与当地年总降水量和年均温度的相关性并不显著，但与指示东亚季风环流特征的西太平洋副热带高压指数（WPSH）以及相对应的太平洋年代际振荡指数（PDO）相关性好。在年际和年代际尺度上，当太平洋年代际振荡处于正（负）相位时，副热带高压加强（减弱），石笋的δ18O的相对偏正（负）。因而，石笋δ18O反映了东亚季风大尺度环流特征。

石羊河流域近46年来最高、最低气温时空变化特征分析957-965

摘要：以1960-2005年石羊河流域月平均最高、最低气温资料为基础，采用气候倾向率、趋势系数、Kriging插值、Mann-Kendall突变检验、小波分析等方法对石羊河流域最高、最低气温的时空变化特征、突变特点和变化周期进行分析。结果表明：近46年来石羊河流域最高、最低气温均有明显增温趋势，增温幅度存在季节差异，冬季增温最明显，夏季增温最弱；增温趋势强弱的地域差异明显；升温突变显著，突变时间存在一定季节差异，冬季最早，最低气温升温突变普遍早于最高气温，且显著性高于最低气温。最高、最低气温变化周期显著，最高气温存在4年的振荡周期，最低气温存在7-9年和4年的振荡周期。

耀县黄土记录的全新世东亚冬夏季风非同步演化966-975

摘要：通过多指标分析了黄土高原中部地区耀县黄土剖面，重建了全新世以来该地区季风变化过程。结果显示研究区全新世冬、夏季风并非同步演化，夏季风：10.0-9.4kaB.P.快速转强；9.4-3.4kaB.P.为全新世强盛期，但夏季风在强盛期并不稳定，其中在6.8-5.9kaB.P.存在一个衰退事件；3.4kaB.P.以来夏季风快速衰退。在8.4kaB.P.之前，冬季风强盛，并逐渐减弱；8.4-6.6kaB.P.冬季风较弱；6.6-5.7kaB.P.存在一个冬季风突然增强；5.7-1.7kaB.P.冬季风为全新世最弱的阶段；1.7kaB.P.以来，冬季风强度迅速增大，具有不稳定性。耀县地区全新世冬、夏季风的演化过程不同步可能揭示了全新世冬、夏季风演化的主控因子不同。

细纹灰尖巴蜗牛壳体氧同位素组成的季节性变化976-980

摘要：陆生蜗牛壳体碳酸盐氧同位素组成，理论上取决于壳体生长季节的降水^18O的丰度、温度和湿度，对揭示古气候和古环境变化具有巨大的潜力。然而，同一地区不同属种的蜗牛生长季节存在一定的差异，因此，了解不同季节生长的蜗牛壳体氧同位素特征，是其成为重建古气候、古环境变化的工具的关键。为了进一步阐明降水氧同位素组成和气候月际变化对蜗牛壳体。的的影响，分别对从江苏镇江逐月采集的现生细纹灰尖巴蜗牛（Bradybaena ravida reafieldi）进行了整体壳体及壳口文石氧同位素组成的分析，结果表明：1）不同月份采集的样品壳口的δ^18O值变化较大，从-1.92‰至-6.79‰，幅度达4.87‰，其中，4-6月采集的样品δ^18O值较正，平均-2.40±0.42‰，7-9月采集的样品明显偏负，平均-6.41±0.34‰；2）整个壳体的δ^18O值差别不大，平均-2.61±0.47‰，与4-6月壳口δ^18O平均值相近；3）不同月份蜗牛壳口δ^18O值呈现出与当地的降水氧同位素组成、温度和大气相对湿度等相似的季节性变化模式，其中降水氧同位素组成对壳口δ^18O的变化的影响是主要的。这些特征说明，蜗牛壳体碳酸盐氧同位素组成受其生长时的环境因素（降水^18O的丰度，温度和相对湿度）控制，对于中国夏季风影响地区来说，春季生长的蜗牛壳体相对富集^18O的，而夏季生长的壳体^18O相对贫化。换句话说，根据蜗牛壳体碳酸盐氧同位素组成能够推测壳体主要生长季节，或降水^18O丰度及气候温湿程度的特征。对于B.ravida redfieldi来说，氧同位素组成显示了壳体主要生长时期为春季的特征。

东平湖沉积物^210Pb、^137Cs垂直分布及年代学意义981-987

摘要：对东平湖沉积物柱状岩芯放射性年代学研究表明：12cm处的^137Cs比活度峰值对应于1963年人工核试验高峰，9cm和6cm处的^137Cs比活度蓄积峰可能分别与1974年的全球核素散落和1986年前苏联切尔诺贝利核电站核泄漏有关；^210Pb比活度随深度呈指数衰减，利用^137Cs核素1963年对应的蓄积峰进行校正，采用^210Pb计年的CRS模式建立了1889年以来东平湖现代沉积年代序列。根据^210Pb年代序列，计算了东平湖现代沉积速率，发现近百年来东平湖地区沉积速率有明显变化：1889-1945年，沉积速率较高，平均达0.297g／cm^2·a；1945-1963年，沉积速率整体处于下降趋势；1963-2000年，沉积速率比较稳定，平均约0.141g／cm^2·a；约2000年以来，沉积速率有增高趋势。通过分析认为，1945年以前东平湖较高的沉积速率可能与东平湖作为黄河水的自然滞洪区有关；1950年代国家对东平湖的治理改造，控制了黄河水的自然倒灌，导致了东平湖沉积速率的迅速下降；1963年以后，由于黄河上中游大型水利工程设施的修建，抑制了东平湖调洪功能的发挥，导致东平湖沉积速率低而稳定；近年来，东平湖沉积速率有增大趋势，这可能与湖区人民发展围网养殖带入较多的沉积物有关。

第四纪研究杂志学术争鸣

黄土古气候变化趋势与青藏高原隆升关系初探988-999

摘要：粒度和磁化率是两个研究黄土古气候最常用的古环境变化指示参数，它们随着黄上古土壤地层变化而出现峰和谷的对应已经被证明是反映了天文轨道要素的周期变化。文章试图忽略这些受控于轨道要素的气候周期变化，而主要侧重考察黄土地层这两个参数的平均值（或背景值）所反映的长期变化趋势。对兰州九州台黄土进行了系统采样和测量，发现兰州九州台黄土剖面粒度和磁化率曲线显示出两个明显的趋势，粒度从剖面底部向上有明显逐渐变粗趋势，指示着冬季风增强，与此同时，磁化率自下而上却逐渐增大，指示着夏季风增强的趋势。与黄土高原其他黄土剖面磁化率和粒度曲线对比发现，这是两个普遍存在的趋势。地理位置靠近青藏高原的剖面，这两个增大的趋势更明显。冬、夏季风同时逐渐增强是海陆热力差异增大所引起，反映了青藏高原第四纪时期的逐渐不断的隆升过程。因此，根据粒度和磁化率曲线变化趋势线的变化特点可以帮助分析和反推第四纪以来青藏高原隆升的过程。兰州九州台以及黄土高原各剖面粒度和磁化率曲线的线性变化趋势则可能指示着第四纪以来青藏高原是逐渐均匀缓慢的变化过程。我们对22Ma以来风积地层记录的变化趋势也做了分析。前人过去普遍认识的第四纪以来跳跃式或间歇式剧烈隆升在我们的数据中没有得到反映。黄土高原西部西宁、兰州、靖远等剖面磁化率显著的增长趋势可能与青藏高原隆升到一定高度后高原季风加强所致。

江汉平原沉积物中普通辉石的特征及物源示踪意义1000-1007

摘要：通过对江汉平原周老孔第四纪岩芯的22个重砂样品中0.125-0.063mm粒级的重矿物中的普通辉石进行实验分析，发现从钻孔深度104m开始向上，普通辉石的含量明显增多（辉石在该粒级沉积物中的丰度从平均3.2×10^-4增加到10.9×10^-4），种类也明显多样（从单一的墨绿色普通辉石到多种颜色的普通辉石都有相当数量的出现），特别是含钛普通辉石（玫瑰红色调）首次出现。通过对江汉平原物源分析，特别是近源（三峡以下，含三峡）和远源（三峡以上）产出普通辉石的岩体的面积及类型的比较分析（近源与远源的基性、超基性岩分布明显不同），认为江汉平原沉积物中普通辉石的变化是由长江上游下金沙江-三峡贯通后远源物质进入所引起的，这个发生变化的钻孔深度（104m）的古地磁年龄为1.1Ma。