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第四纪研究 2016年第03期杂志 文档列表

第四纪研究杂志古气候参数定量化研究

中国及邻区利用孢粉进行古气候定量重建的回顾与数据集成503-519

摘要：摘要利用孢粉与气候的关系进行定量古气候重建是陆地古环境研究的重要手段，作为植被生态系统对气候变化响应的量化指标，孢粉数据及其定量古气候研究结果对理解冰期一间冰期的气候波动幅度及季风演变均具有十分重要的意义。本文回顾了我国学者利用孢粉数据进行定量古气候重建的历史发展过程，并对中国及局边地区利用孢粉进行定量古气候重建的数据进行收集整理。资料显示，我国几十年来引入的孢粉一气候重建方法最常用的是转换函数和最佳类比法。目前对于第四纪时间段已进行气候重建的孢粉资料不少于50个，重建结果覆盖的年代多集中在全新世以内，大部分研究采用的替代气候参数为年平均温度、年降雨量以及最冷月温度和最热月温度。对我国及邻区的一些年均温度距平的集成分析显示，全新世10．0—7．2cal．kaB．P．为振荡或起伏较大的增温期，早一中全新世总体年平均温度比现代约高出1．0～1．5℃，在4．1～2．1cal．kaB．P．为平缓降温时期，从2．1cal．kaB．P．至今为显著降温期；而年降雨量的数据标准化集成结果显示，冰消期至7．0cal．kaB．P．左右各地的重建结果差异较大，并与石笋氧同位素结果有较大的不同，但降雨量的数据集成在6．0cal．kaB．P．以来共同趋势大致相互吻合，如从4．2cal．kaB．P．开始降雨量降低，与石笋氧同位素可以对比。随着孢粉研究的年代精度提高和方法的进一步成熟，以及现代参照系孢粉代表性样点的不断扩大和国内外资源的共享，孢粉一气候定量重建已成为第四纪古环境恢复不可替代的研究内容。从目前的发展趋势看，孢粉学一定会更好地为区域和全球的第四纪定量气候研究做出新的贡献。

植被反演方法的古气候要素定量化：现代数据检验520-529

摘要：气候要素的定量化是古气候研究的重要方向。为了充分考虑环境条件（如大气CO2浓度）对植被生长的影响，利用孢粉数据更加准确的重建古气候要素，尤其是与现代气候条件具有很大差异的冰期气候要素，我们对第一代植被反演方法进行丫改进，增强了植被类型的模拟，并利用转换矩阵实现了模型模拟植被类型和孢粉的生物群区类型的对接。将新方法运用于东亚季风区古气候要素的定量化重建，利用我国现代表土孢粉的生物群区化数据和气候实测资料，对植被反演方法重建的气候要素进行了检验。结果表明：该方法能较好地反演植被类型，并重建各气候要素；其中，最冷月温度、生物有效积温（〉5℃）、有效湿度、年均温度和年降水重建值与实测值之间的相关系数（R）分别为0．95、0．89、0．82、0．89和0．94，均在显著相关的水平上。因此，该方法可用于古气候要素的重建，为下一步更好揭示东亚季风气候演化历史提供了新的手段。

西辽河上游全新世早中期环境变化及其对人类活动的影响530-541

摘要：摘要西辽河上游地区位于东亚夏季风边缘，生态环境对气候变化敏感，自全新世以来发育了小河西、兴隆洼、赵宝沟、红山、夏家店等诸多文化，是研究全新世以来人地关系的理想场所。本文通过对科尔沁沙地西南缘其甘湖钻孔的孢粉分析，结合AMS’℃测年，恢复了全新世早中期的古植被和古环境，并利用加权平均偏最小二乘法（WeightedAveragingPartialLeastSquaresRegression，简称WAPLS），定量重建了该地区全新世早中期最冷月和最热月均温、年降雨量，结合文化背景探讨了人地关系变化过程。结果表明，12090～11040cal．aB．P．，其甘湖周围为草原植被，以蒿属（Artemisia）、藜科（chenopodjaceae）为主，附近分布有桦属（Betula）和云杉属（Picea）为主的林地，反映较凉湿的气候；11040～8590cal．aB．P．，山地林地中桦属成分略有减少，榆属（Ulmus）和云杉属成分升高，反映气候开始转暖；8590～8030eal．aB．P．，木本植物花粉与草本植物花粉的比值（AP／NAP）升高，此阶段气候持续变暖；8030～6950cal．aB．P．，花粉组合以木本植物花粉为主，阔叶树类型成分增加，尤其是栎属（Quercus）、椴属（Tilia）以及胡桃属（Juglans）均出现峰值，反映气候温暖湿润；6950～6720cal．aB．P．，藜科和松属（Pinus）花粉显著增加，花粉组合异常变化可能反映沉积环境的突变。气候定量重建结果显示西辽河上游地区进入全新世之前环境凉湿，进入全新世之后，早期温度快速升高，降水增加幅度缓慢，8500cal．aB．P．前后降水开始快速增加并持续到7350cal．aB．P．。小河西文化时期年降水量平均值480mm，最热月均温20．9℃，最冷月均温一16．6℃；兴隆洼文化时期年降水量平均值550mm，最热月均温21．5℃，最冷月均温-15．0℃；赵宝沟文化时期年降水量平均值440mm，最热月均温21．

山西浑源地区空气花粉组合特征及其与气候因子的关系542-552

摘要：摘要选取黄土高原东部边缘地区的山西省浑源县为研究对象，通过对比2007～2009年空气花粉数据，研究和描示夺。e化粉组合特征、通镀及子之川的火系。化粉绀合特征显爪浑源地区2007～2009年化粉组合慕本一致，以草本植物花粉占绝对优势（80．9％），显示啦原植被的特点。不H季1，和年份花粉通母的对比显示，2007～2008年度春季木本植物和蒿属、黎科等花粉的通量离于2008～2009年度，而其他季节均明显低于2008～2009年度，尤以蒿属花粉最为明显；两年花粉通繁的峰值，出现时间基本一致，但2008～2009年间秋冬季冉草奉花粉通量明显较上年高。花粉通帚与常弛气候闪子RDA分析硅示：该研究区主要花粉类酗通量主要受平均风速、最大风速拧制，其次为相对湿度、温度和降水，风向时其也有一定的影响。其中，木本植物化粉通节主要受平均风速影响；草本植物则受风向影响较大，北-西北风有利于草本植物，特别是蒿属、藜科、菊科、禾本科等花粉数母的增加。各季节化粉通帚与气候因子的RDA分析显示，春季化粉通毓受温度的影响最显著；夏季受最大风速风向及最大风速的影响最大；秋、冬季受风速影响最为显籍。

基于叶蜡正构烷烃重建的南海及周边地区植被类型553-563

摘要：陆地植被类型的变迁是对地质历史时期古环境变化的响应，而植物表层产生的叶蜡则记录了这些变化。叶蜡中长链正构烷烃的参数指标CPI、∑Odd（C25-33）、ACL和为判识沉积物的来源、陆源物质供应量、植被类型变化等提供了重要参考。本文利用现代遥感技术提供的植被类型、植被覆盖度等信息，初步调查了南海周边植被类型的覆盖情况，结果表明C3植被覆盖率具有压倒性优势，而C4植被大多分布在中国云南省附近以及柬埔寨境内；南海北部表层沉积物的δ13C31记录与遥感数据得到的珠江流域平均δ13C31值较为一致，据此我们认为南海北部沉积物的记录能够反映周边河流流域的植被变迁。本文还将南海北部MDl2—3433站位作为实例，通过分析长链正构烷烃的几个参数，认为末次盛冰期早期南海海平面降低，气候相对变干，C4植被相对增多；而后C4植被丰度逐渐降低，在新仙女木事件期间植被类型存在明显波动变化，在较为暖湿的中晚全新世时期C3植被占据主导优势。

黄土高原及周边地区间齿螺（Metodontia）种类的数量分布及其温度和降水量最适范围的定量估算564-574

摘要：间齿螺（Metodontia）是我国现生陆生蜗牛的常见属，也是黄土地层中常见的蜗牛化石，汉山间齿螺（Metodontiahuaiensis）和烟台间齿螺（Metodontiayantaiensis）是该属的两个常见种。我国现生间齿螺的地理分布调查取得了丰硕的成果，为间齿螺化石作为夏季风气候变化的代用指标提供了依据，但对现生间齿螺的数量分布和生态因子最适区域，还缺少系统的研究，限制了对间齿螺古生态古气候意义的深入理解。通过对黄土高原及周边地区356个表土蜗牛组合的研究，揭示了间齿螺及其优势种的数量分布与气候参数的关系，以及与经纬度和海拔高度的关系，并利用加权平均方法定量估算了汉山间齿螺和烟台间齿螺的温度和降水量最适范围。结果表明，在我们的研究区域内，含量大于20％的间齿螺，主要分布在年均温大于11℃、年降水量550～850mm的地区，36°N以南、110°E以东的地区，海拔在750m以下的地区；含量低于10％的间齿螺，在年均温5～15℃、年降水量380～700mm的地点都有分布，主要分布在33°～40．5°N、103．7°～117．5°E范围内，海拔在2000m以下的地区；年均温低于5℃、年降水量低于380mm的地区，海拔2000m以上的地区，基本上没有间齿螺生长；汉山间齿螺和烟台间齿螺年均温度最适范围分别为10．2～14．1cC左右和8．9～14．O℃左右（实测值与推导值R2=0．70，推导误差RMSEP=1．99），年降水量最适范围分别为530～800mm左右和470～750mm左右（R=0．81，RMSEP=90．87）。上述结果为间齿螺的古生态古气候研究和物种多样性保护提供了基础生态数据。

中国季风区大气降水同位素的季节尺度环流效应575-580

摘要：Dansgaard于1964提出月尺度降水δ18O的的降水量效应（或称雨量效应），之后在古气候研究中被广泛应用于解释古季风强度的变化以及重建降水量。但在具有复合水源的中国季风区，这一应用遇到了困难。近年来，根据大量的观测数据，指出至少在中国季风区还存在另外一种同位素效应：环流效应。对于中国东部广大季风区来说，临近的太平洋提供近源水汽，而印度洋提供远源水汽。由于海洋和大气环流的变化，如热带太平洋海温梯度的变化，或西太平洋副热带高压的变化等，可导致从太平洋和印度洋向中国季风区输送的近远源水汽比率发生变化，从而导致了大气降水δ18O变化：无论降水量大或小，如果水汽来自太平洋，则降水δ18O的值偏高，如果水汽来自印度洋，则降水δ18O值偏低。本研究进一步分析了降水同位素季节尺度的环流效应，并引用SPR（江南春雨）这个气候学概念，成功地解释了2012年的降水量效应佯谬。降水同位素的环流效应概念不仅对同位素气象学和气候学有参考价值，也有助于我们理解作为古气候代用指标的占。℃的信号意义。

9．6～6．0kaB．P．阿曼降水重建及其与中国南方降水的对比581-586

摘要：了解东亚季风和印度季风及其变化特征并认识它们的活动规律，有利于提高预报季风变化及区域降水的准确性。虽然最近几十年两个季风区提取的高分辨率古气候记录较多，但气候意义明确且可进行比较的记录尚不多见，限制了印度季风和东亚季风的对比及其动力学机制的探究。本文利用分别来自阿曼南部、北部的两个具有精确年代的石笋氧同位素记录，高分辨率重建了全新世早一中期印度季风区阿曼的降水序列，比较了同期印度季风降水与东亚季风降水的差异。研究结果表明，9．6～6．0kaB．P．期间阿曼降水总体上呈波动增加的趋势，与东亚季风区的中国南方降水变化基本同调。早一中全新世的弱厄尔尼诺一南方涛动（ENSO）可能是印度季风和东亚季风变化保持一致的原因。因为ENSO对两个季风系统的影响不同，强ENSO时可导致两者间的差异；弱ENSO时，则因其对两个季风系统的影响较小，使得两者间的差异并不明显。太阳变化驱动的ITCZ南北移动应是阿曼和中国南方降水同步变化的主要原因。

植物叶蜡单体氢同位素重建非洲和东亚大陆古降水：亮点与难点587-597

摘要：植物利用周围环境中的水分进行光合作用合成有机质，其叶蜡氢同位素记录了源水中的氢同位素组成，被认为是重建古水循环的替代性指标。然而从源水（降水）到合成叶蜡脂类化合物，降水中的氢同位素会发生多步分馏作用。本文综述了对氢同位素分馏造成影响的因素及其校正方法，通过有效的数据处理，叶蜡氢同位素可以比较直接地反映降水的氢同位素组成。由于在热带地区降水氢同位素受“雨量效应”影响较大，所以可以较好地反映降水量变化，在非洲大陆常被用于重建水循环和气候变化；在东亚大陆，“雨量效应”不再那么显著，水汽的来源可能在影响降水氢同位素组成的过程中也起到了重要作用。

晚第四纪中国湖泊水量变化及其古环境意义598-611

摘要：区域性的湖泊水位能反映有效降水及气候变化，是重建第四纪降水和地表水量平衡的重要指标之一。根据即将出版的第二版中国古湖泊数据库（ChineseLakeStatusDataBase，简称CLSDB，V．2）提供的80个湖泊水量每千年变化的空间信息，结合已有的晚第四纪古降水定量重建资料，可系统分析中国区域3万年以来地表有效湿度变化的空间格局。研究结果表明：我国西部湖泊从末次冰期间冰阶晚期以来至中全新世均为高湖面，可能对应于相对较湿润的环境状况，而晚全新世的低湖面可能表明环境趋干，推测末次间冰阶晚期的高湖面可能与西风环流和夏季风增强带来大量水汽有关，冰期内的湿润条件可能与西风带的降水以及低温低蒸发密切相关，而全新世主要为夏季风降水增加所致；我国东部地区湖泊末次冰期间冰阶晚期至晚冰期记录点较少，全新世以来湖泊记录大幅增加，湖面变化表明全新世早期区域有效降水可能较高，全新世中期达到最大值，这可能反映了早中全新世由于北半球夏季太阳辐射增强导致夏季风降水增加的效应；我国西南地区受西南季风消长控制，湿润状况的明显改善发生在晚冰期及早全新世，但该区域不同湖泊差异较大；我国东北地区湖泊记录始于晚冰期，且自晚冰期以来至全新世中期均表现为较湿润的地表湿度状况，显示该地区季风气候机制可能和东部地区有所不同。

达里湖沉积粒度组分-湖面状况定量模型612-622

摘要：摘要湖泊碎屑沉积物的粒度分布可以提供与区域气候变化相关的湖泊水文变化信息。然而，由于湖泊沉积物多峰分布固有的复杂性，其粒度组分成因的解释仍存在很大的不确定性。本文利用对数正态分布函数对内蒙古达里湖36个表层沉积物样品的粒度组分进行了分离，并探讨了各组分特性与特定沉积环境（包括每个采样点位的离岸距离和水深）之间的关系。结果表明，达里湖现代碎屑沉积物包含5个截然不同的单峰粒度分布，分别代表5个不同的粒度组分。虽然其相对百分含量随湖泊水动力条件而变化，但每个组分均保留着各自的众数粒径、搬运方式、沉积环境等特性。这些组分自细而粗可分为：长期悬移粘土组分、离岸带悬移细粉砂组分、离岸带悬移中粗粉砂组分、近岸带悬移细砂组分、近岸带跃移中砂组分。近岸带环境两个组分的百分含量与现今湖泊水深呈负相关，揭示出沉积岩芯近岸带组分与地质历史时期湖面状况相关联的数值模型。该模型在达里湖沉积岩芯中的应用显示，近岸带组分百分含量增加与同岩芯孢粉序列重建的区域降水减少相对应。两种独立的代用指标在时间上的一致性，不仅展示了对数正态分布函数分离多峰沉积物的有效性，而且揭示出利用粒度组分一湖面状况模型重建湖泊古水文的潜力。

内源贡献对青海湖碳同位素指标量化的影响623-629

摘要：有机碳同位素已经被广泛的用于湖泊环境变化研究，特别是沉积物中的单体有机分子化合物被认为主要来源于陆地植物，其碳同位素组成可以很好地定量重建陆地C4／C5植被变化和相应的气候变化信息。然而，最近的系列研究结果表明：青海湖中的水生生物也可以产生长链正构烷烃（C27和C29），并且在湖泊沉积物中含量较高，这些水生植物产生的长链正构烷烃的碳同位素组成十分接近陆地C4植物。这些结果提示我们，湖泊内生生物的贡献可能会影响沉积物正构烷烃碳同位素古环境变化意义的解读。特别是通过湖泊长链正构烷烃碳同位素记录重建陆地C4／C3植被变化时，如果不考虑内源生物的贡献，估算的结果可能过高或过低的估计了历史时期陆地C4植物的丰度，以致得出不真实的气候／环境变化信息。

沉积色素定量重建湖泊系统变化研究进展630-645

摘要：湖泊生态系统是陆地生态系统的重要组成部分，其对气候变化和人类活动的响应是研究全球变化背景下湖泊生态功能和服务的重要基础。湖泊沉积物含有丰富的沉积色素，可以用来研究湖泊生态系统中初级生产者（光合生物）群落的历史变化。光合生物生命周期结束后自水体逐渐沉降到沉积物中，其包含的色素在沉积和保存过程中会发生降解，但是保存在沉积物中未降解的色素仍可以很好地反映初级生产者的群落结构和丰度变化。结合湖泊沉积物中的气候变化信息，沉积色素可以用来研究湖泊初级生产力的变化及其与气候变化和人类活动的关系。本文通过阐述湖泊沉积色素从产生、沉降、埋藏，到保存在沉积物中的降解机制，综述近些年来关于色素降解的几个典型模型，并论述湖泊沉积色素与浮游植物群落之间的关系，探索沉积色素作为生物标志化合物在湖泊气候、环境和生态研究中的潜力。

摇蚊亚化石记录及其在中国湖泊沉积与全球变化研究中的应用646-655

摘要：摘要摇蚊哑化石为摇蚊幼虫的儿丁质头壳，可以完好地保存在湖泊沉积物中，在古环境重建研究中具有自身的特点和优势，被越来越多的国内外学者重视。近年来，利用摇蚊亚化石头壳相继在长江中下游地区、肯藏高原区、新疆一内蒙半干旱区开展了摇蚊一环境因子关系研究，并以之为基础重建了区域占环境变化。长江中下游地区典型湖泊的营养盐演化定量重建结果表明，该地区营养本底相对较高，50～60μg／L总磷为该地区湖泊营养背景值，且80～110μg／L总磷为湖泊草一藻型生态转变的营养阈值；西北干旱区水文气候重建研究工作则证实该区域存在干旱的中世纪暖期和湿润的小冰期气候。我国不同湖区摇蚊幼虫一环境因子数据库的研究，丰富厂湖泊摇蚊幼虫生态学知识，提升了摇蚊亚化石在古环境、古气候信息解译中的应用能力。相比于国际同类研究，国内已建立的转换函数在推导能力上与欧美地区相当，但摇蚊亚化石分类体系与属种的生态属性研究尚需加强；此外，利用摇蚊亚化石在我国不同区域开展温度定量重建也有待推进。本文综述r我国在基于摇蚊亚化石的古环境重建和古生态学研究方面取得的现有成果，指出研究过程中存存的不足，进一步强调了摇蚊亚化石作为有效生物代用指标在我国湖泊沉积与环境演变研究中的重要作用和广阔前景。

神农架大九湖湿地表土植硅体记录及其环境意义656-665

摘要：本文对大几湖湿地6种植被类型覆盖的47个典型植物样方表土中的植硅体类刑、组合进行r详细分析，发现大九湖湿地表土主要产帽型、短鞍型、抬高鞍型、长鞍型、十字型、哑铃型、齿型、平滑棒型、突起棒型、刺状棒型、方型、长方型、扇型、犬型以及硅质突起型等植砖体类型，来自草本植物与蕨类植物，少数为裸子类和阔叶类。利用下湿度指数（干旱指数Iph与蒸腾指数Fs）研究各样方生境的T湿变化，总体表现为由湿生泥炭沼泽到旱生草甸，其Iph与Fs呈增大趋势。而土壤理化性质如TOC与磁化率也能够从另外的角度反映环境的小同。植硅体所反映的干湿变化与表土TOC含量、磁化率高低对环境的指示相吻合。本次研究结果表明泥炭湿地表土植硅体能够敏感地指示生境丁湿度变化，为重建大九湖古环境、古气候提供了蕈要方法。

泥炭沉积分子古气候研究进展666-673

摘要：摘要丰富的有机质、优良的保存条件及活跃的微生物活动，使得泥炭沉积成为分子古气候重建的重要载体。近20年来，全球学者开展了较为广泛的泥炭沉积分子古气候研究，探讨了脂类的来源及其与环境条件的关系，建立了丰富的分子古气候指标体系。占温度指标包括细菌四醚膜脂的甲基化指数／环化指数（MBT／CBT）、叶蜡脂类单体氢同位素组成、异构脂肪醇指数（BNA15）等；古水文指标包括叶蜡脂类单体氢同位素差值、藿类通量、陆源三萜烯芳构化指数（AAR）等。利用上述指标，研究者重建了东亚季风区、北半球北方区末次冰消期以来的古气候变化历史。神农架大九湖是泥炭沉积分子古气候研究开展得早且系统的地点之一，本文简要地介绍了大九湖分子古气候研究取得的主要进展。前期工作已经充分证明，与微生物活动有关的脂类指标是泥炭沉积分子古气候研究的重要工具，值得继续重视；由于部分指标的多解性以及受生物降解的影响，需要结合现代过程调查，查明指标的适用性及响应气候变化的机制；在系统的现代过程研究的基础上，逐步建立适用于泥炭沉积的半定量指标；为了促进泥炭沉积分子古气候学研究的发展，建议重视新技术的引入与发展，例如脂类单体稳定碳和氢同位素分析，以及单体放射性碳同位素分析。

赤铁矿的定量化及其气候意义674-675

摘要：赤铁矿是自然界中相对稳定的铁氧化物，主要形成于有氧的湿热环境中，在热带或亚热带地区广泛分布，记录了重要的环境气候信息。其含量变化是研究干湿变化的良好指标。目前，对其进行有效的定量化一直是个难题。相对于粘土矿物等基质，磁性矿物在土壤中的含量较低，很难用常规方法对其进行定量化测量；其次赤铁矿磁性较弱，很容易被其他强磁性矿物的信息所掩盖。但是，赤铁矿具有较为独特的特征：矫顽力高，颜色为红色，具有较强的染色能力。这些特征无疑是对赤铁矿进行定量化的突破口。结合前人工作以及作者对赤铁矿的系统研究，本文综述l『对赤铁矿进行定量化的可行性方法以及各种方法的局限性，并对赤铁矿的气候意义进行了探讨。

过去500年华南地区冷暖变化记录及其对冬季温度变化的定量指示意义690-701

摘要：摘要整编了历史文献中记载的1400年以来华南地区霜冻灾害及冰冻灾害南界、降雪南界及日数和初／终霜冻灾害日期记录；并结合1951年以来器测气温序列，分析了各类记录与华南地区11～2月平均气温的相关性，揭示其对温度变化的定量指示意义。结果表明：华南地区的霜冻灾害南界、冰冻灾害南界、降雪南界和降雪日数可较好地指示该区域的温度变化；且24。N以南地区（包括广东、广西、台湾中南部和海南）的最早与最晚霜冻灾害日期对华南地区温度变化亦具有指示作用。其中霜冻灾害南界、冰冻灾害南界、降雪南界向南推进1个纬度，华南11～2月平均气温分别约低0．23℃、0．41℃和0．40℃；南岭两侧50km范围内的降雪日数每多（少）i0天，华南11～2月平均气温约低（高）0．22℃。受原始记载缺失及距今越近、记录数量越多等的影响，1400～1500年间有记录的年份只有7年，而1501～1950年间有记录的年份则有309年。1951年以来，冰冻灾害和降雪南界从未到海南，霜冻灾害南界到海南岛的年份有8年；而1501～1950年间，冰冻灾害南界虽也从未到达海南岛，但降雪南界有5年、霜冻灾害南界有22年到达海南岛，且整个区域的初（终）霜冻灾害平均日期也早（晚）于1951年以后。这为下一步重建这一地区更长时段的年分辨率温度序列提供厂重要依据。