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碳酸盐热释光是指示过去气候和海洋环境的一个潜在指标,但其发光机制及其影响的因素尚不十分清楚.分别研究了海相碳酸盐、黄铁矿和普通煤的热释光特性,并通过加入法研究黄铁矿和煤(有机质)对碳酸盐热释光的影响.研究发现黄铁矿和煤的掺入对热释光谱线特征及其峰位没有影响,但是明显影响了热释光的强度.黄铁矿和煤的加入量愈多,热释光强度... 相似文献
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石笋氧碳同位素古气候代用指标研究进展 总被引：3，自引：0，他引：3
洞穴石笋以其独立的绝对年龄和稳定的古气候代用指标而成为很好的陆地古气候研究材料。应用U 系定年,可以获得独立精确的日历年时间序列,结合年纹层统计,可以获得年际甚至是季节性变化古气候记录。作为古气候代用指标,石笋氧同位素具有全球可对比性,现已建立了氧同位素的全球气候变化曲线,显示了比深海氧同位素及极地冰芯氧同位素记录更多的优势。石笋δ18O 的影响因素很多,在东亚季风控制区和其它季风控制区,石笋的δ18O 反映了夏季风的强度或者是季风降雨的变化。这些全球可对比的具有高精度绝对定年的石笋δ18O 记录,突破了早期的单一温度控制机理,不仅为古气候学家提供了坚实的古气候变化时间序列,而且使古气候研究能从机理上探讨其变化规律。δ13C不如δ18O 具有全球可对比性,在同位素平衡的开放体系,石笋δ13C 主要反映了洞穴上覆土壤CO2 的同位素特征。因此,一般认为石笋δ13C可直接反映当地植被的特征,包括植被类型C3/C4 比率的变化及植被的茂盛与衰退,在一些地区也可作为大气降水和温度变化的指标。石笋δ13C 很易受到蒸发作用、滴水的快速去气、动力分馏、碳酸盐的先期沉积等影响而使得其数值偏正,应该予以重视。通过介绍石笋氧碳同位素的研究现状,使得读者对石笋的稳定同位素指标有一个初步认识。同时,对今后的研究方向给与一定的探讨。 相似文献
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对采自重庆金佛山梁天湾洞穴的一根长达295mm的石笋进行了高精度的TIM S-U系定年和碳氧稳定同位素测试分析,初步建立了末次冰期晚期( 31. 90～15. 21 ka B. P. )以来长江中游地区较高分辨率的古气候变化序列。石笋大约从31.90kaB. P.开始沉积,至15. 21kaB. P.沉积结束,属于末次冰期晚期的产物,其平均沉积速率为1. 77mm /100a。从石笋的氧同位素曲线中明显地检出了Heinrich事件,并且氧同位素曲线与周边地区的石笋记录有着良好的对比关系。 相似文献
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本研究利用辽宁本溪庙洞石笋MD12,通过230Th定年和高分辨率氧同位素分析,并集成庙洞另一支石笋MD11序列,重建了3.04~2.60 ka B.P.时期辽东地区夏季风(降水)变化历史。该石笋氧同位素序列记录了2.8 ka事件的详细过程,事件的核心阶段起止时间约为2.76~2.66 ka B.P.,中心点位于2.68 ka B.P.,稍微晚于西南石笋氧同位素记录(约2.71 ka B.P.),但是在事件的开始时间上,庙洞石笋氧同位素记录比西南石笋氧同位素记录晚了约100年。因此,庙洞石笋氧同位素记录与西南石笋氧同位素记录中显示的缓慢减弱-快速增强模式不同,2.8 ka事件在辽东石笋氧同位素记录中表现为快速减弱-突然增强的变化模式,与太阳活动代用指标一致变化,支持太阳活动是2.8 ka弱季风事件驱动因子的观点。庙洞石笋氧同位素快速响应太阳活动的变化特征,说明其动力学机制可能是太阳活动减弱导致北半球高纬度地区温度降低,然后通过大气"遥相关"作用影响东亚夏季风。 相似文献
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早全新世季风演化的高分辨率石笋δ18O记录研究--以河南老母洞石笋为例 总被引：1，自引：0，他引：1
基于豫西老母洞LM2石笋8个高精度230Th年龄,449个氧碳同位素,建立了达十年际分辨率的8.2~10.9 ka B.P.亚洲季风变化的δ18O记录序列.老母洞石笋δ18O值最为偏负达-12.0‰,最偏正为-8.2‰,振幅达3.8‰.早全新世10.13~10.9 ka B.P.时段内,河南西部老母洞石笋和东石崖石笋,陕西九仙洞C996-2石笋δ18O曲线揭示该时段内季风稳定,而中国南方的衙门洞石笋、三宝洞石笋和极地冰芯GRIP记录揭示该时段季风逐渐增强;同时季风达到顶峰的时期也不相同,进一步说明中国南北方早全新世10.13~10.9 ka B.P.时段季风演变过程的差异,可能与中国南北方气候的响应机制有关.从早全新世平均分辨率10年的LM2石笋记录中识别出8.2 ka,9.5 ka,10.2 ka和10.9 ka显著弱季风事件,尤其是8.2 ka和9.5 ka事件.对比分析老母洞与已发表的高分辨率石笋δ18O记录发现:石笋所揭示的某些冷事件发生时间在亚洲季风区存在差异,主要表现在事件内部变化特征及趋势上.LM2石笋δ18O曲线并没有明显记录9.3 ka弱季风事件,而是在9.3~9.6 ka B.P.左右记录了一个弱季风事件,与DSY09(2009)、Y1、HS-4记录相似,表明在该时段内存在季风的减弱事件,但是氧同位素传输的复杂性,使其在南北方表现不同.此外,在LM2石笋δ18O的8.2 ka B.P.开始时段,氧同位素曲线阶段性下降,且变幅达3‰,与Zhang等研究万象洞石笋提出的“中国8 200阶段”吻合,表明中国北方地区的8.2 ka事件是阶段性的事件,而南方的石笋氧同位素记录揭示的8.2 ka事件并未表现出阶段性特征,其原因有待于更多北方高精度石笋记录来进一步研究.LM2石笋氧同位素记录进行功率谱分析发现:在短尺度上季风变化与太阳活动密切相关,这与近年来对早全新世极端气候变化研究的驱动机制是一致的,早全新世亚洲季风的演化与太阳活动变化引起的太阳辐射能量的变化和北半球高纬气候的变化状况有关. 相似文献
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湖北清江石笋的碳氧同位素组成及其古气候意义 总被引：10，自引：1，他引：10
测定经铀系法和1 4 C法精确定年的石笋 (Z 2 )的碳氧同位素组成 ,探讨它们对古气候的指示意义。研究结果表明 ,研究区石笋碳酸盐氧同位素主要组成反映了地表水的氧同位素组成 ,受气候的两要素———气温和湿度控制 ;碳同位素组成则反映当地的植被面貌 ,即C3和C4植物的比例 ,间接指示古湿度。洞穴石笋稳定同位素的定量解译尚需进一步研究。 相似文献
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洞穴滴石石笋与陆地古环境记录研究进展 总被引：11，自引：1，他引：11
洞穴碳酸盐沉积与其它自然材料相比 ,具有分布广 ,时间跨度大 ,生长机制对环境敏感 ,保存信息完整 ,适合于 U系测年等特点。可与海洋沉积物、冰芯、树轮相媲美。尤其是洞穴滴石石笋为大陆气候替代指标提供了一类独特的数据源。从稳定同位素地球化学、石笋微层、微量元素地球化学、洞穴碳酸盐结晶学和岩石学等方面论述了该领域的最新研究进展。如利用洞穴碳酸盐δ函数定量地分离出纯的温度信号 ;利用石笋碳同位素变化及草原与森林生态系统光合作用的差异特征 ,恢复草原 -森林间的演变过程 ,显示了其在全球变化研究中的重要地位和作用。 相似文献
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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, δ18O 平均值为－6.28‰, δ13O 平均值为－7.59‰; P007流石碳、氧同位素记录跨度为公元 1854～2004年, δ18O 平均值为－5.27‰, δ13O 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 δ13C 曲线相对 δ18O 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 δ18O 和 δ13O 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, δ18O 平均值为－6.3‰; 2)1900年至1960年的较弱季风期,降水量较少, δ18O 平均值为－5.1‰; 3)1960年至2005年的较强季风期,降水量较丰富,δ18O 平均值为－6.1‰。 相似文献
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北京石花洞全新世石笋微生长层与稳定同位素气候意义初步研究 总被引：35，自引：8，他引：27
在北京石花洞全新世石笋中发现分辨率很高的微层韵律。通过绝对年代测定和降水记录校订,初步确定石笋微层的年层时标含义和层厚变化响应降水变化的关系。通过对石笋稳定同位素气候意义的分析,提出在季风气候条件下,由于石笋氧同位素主要反映水源氧同位素的变化,因而也反映了季风强弱的变化。碳同位素反映了土壤有机环境的变化。微层层厚与氧同位素主要是自然环境变化信息载体,而碳同位素是自然环境变化叠加人类活动影响的综合信息载体 相似文献
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石笋是第四纪陆地气候重建的良好信息载体,对了解过去气候和环境的演变十分重要。中国石笋具有生长相对连续,年代准确,信息丰富等特点,为全球季风及其长期演化提供了不可多得的视窗。基于石笋而开发了一系列气候替代指标,如δ18O、δ13C、微量元素及其同位素组成、有机化合物及其同位素组成、生长速率等,在石笋古气候重建中得到广泛的应用。但是,作为石笋形貌学的基本特征,对石笋的生长直径及其对气候变化的指示意义却鲜有报道。本研究中,作者首先提出一种测定石笋生长直径的方法,然后利用该方法测定了湖北清江和尚洞HS4石笋顶部35 cm的石笋生长直径,并与研究区的气温和洪涝频率记录进行比较,探讨石笋生长直径对气候变化的响应。研究表明,通过纹层的识别和不同深度上纹层宽度的测定而建立的指数回归法较好地表征了石笋的生长直径,适合于一些具有明显纹层的石笋直径测定。HS4石笋的实际生长直径比理论计算值偏小,可能与洞穴结构有关;高的落差增加了岩溶滴水的冲力,水滴飞溅而导致有效水量的损失,即滴水的有效体积减少,石笋直径偏小。与温度相比,降水对石笋直径的影响更加显著,因而石笋直径是一个有效降水的替代指标,有望在石笋古气候的研究中得到应用。 相似文献
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南极海洋性气候区明显的气候变化已经对独特但脆弱的陆地生态系统构成严重影响。作为陆地生态系统中关键的环境要素之一,土壤的发生、发育与演化过程对气候变化同样敏感,其响应结果通过气候变化对成土因素的影响间接表现出来。首先,南极海洋性气候区日益加速的气候变暖现象导致冰川消退、地表积雪融化,为土壤形成与分布提供了母质与空间基础;同时,气候变暖导致自由水活动在时间和空间上的加强促进了以自由水为基础的土壤过程和冰缘地貌过程,对南极海洋性气候区土壤发生、发育产生深刻影响。低等植物对气温升高的响应主要表现为物种数量增加、生境拓展、群落结构演变、初级生产力与生物量提高,从而对土壤有机质积累过程以及土壤有机质结构与性状产生重要影响。气候变化与地壳运动等环境因素的变化对海洋脊椎动物的活动影响巨大,而动物活动直接影响海洋性有机质进入土壤与陆地生态系统的途径与数量;同时,动物栖息地的变迁与海岸及附近地区土壤景观演变密切相关。为了准确判断和预测一段时期内气候变化对南极海洋性气候区域土壤形成与演化影响的规模、程度与速率,对各种成土因素在气候变化背景下响应与反馈机制、以及与土壤过程之间相互作用机理方面的研究工作亟需开展。 相似文献
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中国近2000年来气候变化石笋记录研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
哥本哈根气候大会的召开,使得近2 000年来的气候变化研究倍受关注。本文对气候变化石笋记录,尤其是我国近2 000年来气候变化石笋记录取得的主要成果进行了总结。已有研究的进展主要在于:发现在中国季风区石笋记录中存在近2 000年来的一系列气候事件,并对其进行了高分辨率重建;对地区热月温度进行了年分辨率的重建,以及通过集成研究发现了"环流效应"等等。但以往的研究仍存在石笋古环境代用指标机理、年代学以及区域代表性石笋记录研究不够等问题。为此,文中提出了加强年际分辨率氧同位素古环境机理,特别是大气降水到石笋的一整套迁移变化过程的研究,以及与其他古环境代用指标的响应机理进行综合研究,加强近2 000年来石笋年代学研究和加强区域性代表性石笋记录研究等建议。 相似文献
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Previous studies on lipid biomarkers preserved in Chinese stalagmites have indicated that ratios of low‐molecular‐weight (LMW) to high‐molecular‐weight (HMW) n‐alkanes, n‐alkan‐2‐ones, n‐alkanols and n‐alkanoic acids can be used as an index of vegetation versus microbial organic matter input to the system and, by extension, a marker of climatic changes, with increases in the proportion of LMW compounds coinciding with colder periods. Here we test whether this hypothesis is equally applicable to a different geographical region (north‐west Scotland), by examining a stalagmite record of the past 200 years, and a wider range of lipid markers. We also test the applicability of other lipid proxies in this context, including the use of n‐alkane ratios, to interpret vegetation changes, and unsaturated alkanoic acid ratios as climatic indicators. The results show that lipid proxies preserved in stalagmites, and especially those related to vegetation, are potentially extremely useful in palaeoenvironmental research. Of particular value is the use of C27/C31 n‐alkane ratios as a proxy for vegetation change, clearly indicating variations between herbaceous and arboreal cover. This proxy has now been successfully applied to samples from diverse environments, and can be considered sufficiently robust to be of use in analysing future stalagmite records. It will be of particular value in areas where reliable pollen records are not available, as is often the case with deeper cave deposits. However, the division between LMW and HMW aliphatic compounds is not a clear‐cut case of microbial versus plant activity, with the changes in LMW compounds relating more closely to those in their HMW analogues than in specific bacterial biomarkers. The use of unsaturated alkanoic acid ratios here gives conflicting results, with the observed variation through time depending on the isomer measured. The discrepancies between the findings of this study and previous work are likely to be due to the varying controls on the lipids (original organic matter input, and compound degradation), which in turn will be affected by whether the main climatic limiting factor on the soil is temperature or precipitation. This suggests that lipid proxies preserved in stalagmites must be interpreted with care, particularly in the case of bacterial compounds which may be derived from within the cave or from the soil. However, many of these issues can be resolved by the use of multi‐proxy studies. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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Lipid distribution in a subtropical southern China stalagmite as a record of soil ecosystem response to paleoclimate change 总被引：3，自引：0，他引：3
Shucheng Xie Yi Yi Junhua Huang Chaoyong Hu Yanjun Cai Matthew Collins Andy Baker 《Quaternary Research》2003,60(3):340-347
Lipid extracts from a 61.7-cm-long subtropical stalagmite in southern China, spanning the period of ca. 10,000–21,000 yr ago as constrained by U–Th dating, were analyzed using gas chromatography–mass spectrometry. The higher plants and microorganisms in the overlying soils contribute a proportion of n-alkanes identified in the stalagmite. The occurrence of LMW (lower molecular weight) n-alkanols and n-alkan-2-ones in the stalagmite was mainly related to the soil microorganisms. We suggest that HMW (higher molecular weight) n-alkanols and n-alkan-2-ones identified in the stalagmite originate from soil organics and reflect input from contemporary vegetation. Shifts in the ratio of LMW to HMW n-alkanols or n-alkan-2-ones indicative of the variation of soil ecosystems (e.g., microbial degradation of organic matter and/or the relative abundance of soil microorganisms to higher plants) are comparable with the subtropical alkenone-SST (sea surface temperature) record of the same period. The similar trends seen in the δ13C data and the lipid parameters in this stalagmite imply that the overlying soil ecosystem response to climate might be responsible for the variation of δ13C values. 相似文献
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陆地生产力在全球变化,尤其是全球碳循环研究领域中,具有重要的地位。本文通过分析湖北清江和尚洞HS4石笋中P和Ca的地球化学组成,考察P/Ca对陆地生物生产力的响应。结果发现,最近50年沉积的石笋P/Ca比值与Thornthwaite Memorial生产力模型计算的区域陆地生产力具有显著的相关性,可以作为陆地古生产力的指标。以石笋P/Ca 重建的宜昌地区陆地古生产力在过去9 000年呈现波动变化的特征:8.9～6.5ka BP,陆地生产力较低;6.5～5.0ka BP,陆地生产力显著升高,并在6.4～5.6ka BP期间达到9.0ka来的最高值;5.0～4.0ka BP,处于低生产力期;4.0～1.5ka BP,生产力逐渐回升;1.5ka BP以来,生产力再次处于低值期。陆地生产力的波动明显受到全球和区域气候的制约。 相似文献
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通过对中国第3次和第4次北极考察在白令海和西北冰洋采集的65个表层样沉积物中生物标记物四醚膜类脂物(GDGTs)的研究,发现西北冰洋表层沉积物中类异戊二烯和支链GDGTs的浓度分布大致以楚科奇海和波弗特海的陆坡为界线,呈现南高北低的特征,这一特征主要与水体生产力和陆源有机质的输入量有关.基于GDGTs的陆源输入指数BIT显示,从楚科奇海北部到高纬度区的阿尔法脊,陆源有机质的相对比例明显增加,与有机碳稳定同位素等结果一致,表明BIT可以用来指示北极陆源有机质输入量的变化.应用前人TEXL86-SST方程估算的研究区表面海水温度SST与现代年均SST和夏季平均SST的相关性较差,原因可能与陆源输入的类异戊二烯GDGTs干扰以及低的古菌生产力有关.从季节性海冰覆盖区到永久性海冰覆盖区,基于支链GDGTs的环化指数CBT明显升高,可能反映了CBT对海冰覆盖状况的响应,但其响应机制还不清楚.基于支链GDGTs的环化指数CBT和甲基化指数MBT估算的北极陆地年均大气温度和土壤pH差异较大,可能是由表层沉积物的来源复杂以及混合作用造成的. 相似文献
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岩溶生态系统的土壤特性及其今后研究方向 总被引：28，自引：13，他引：15
岩溶石漠化退化土地是目前西南岩溶地区经济发展、生态恢复与重建工作中严重的问题之一。由于岩溶生态系统的独特性和脆弱性,岩溶生态系统土壤具有不同于其它生态脆弱区土壤的特征,本文将其归纳为成土速率决定的在人类活动尺度下土壤不可再生性即脆弱性、土壤侵蚀(土层丢失)的独特性、土壤退化过程中空间分布的斑块化及其与岩性的相关性、土壤退化过程中有机碳活性成分下降和来源变化、土壤退化导致岩溶生态系统生态过程中断。因此,在退化岩溶生态系统的研究中,要加强对岩溶生态系统土壤特性及退化恢复理论的研究。 相似文献
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The sequestration of terrestrial organic carbon in Arctic Ocean sediments: A comparison of methods and implications for regional carbon budgets 总被引：1，自引：0，他引：1
A variety of approaches have previously been developed to estimate the fraction of terrestrial or marine organic carbon present in aquatic sediments. The task of quantifying each component is especially important for the Arctic due to the regions’ sensitivity to global climate change and the potential for enhanced terrestrial organic carbon inputs with continued Arctic warming to alter carbon sequestration. Yet it is unclear how each approach compares in defining organic carbon sources in sediments as well as their impact on regional or pan-Arctic carbon budgets. Here, we investigated multiple methods: (1) two end-member mixing models utilizing bulk stable carbon isotopes; (2) the relationship between long-chain n-alkanes and organic carbon (ALKOC); (3) principal components analysis (PCA) combined with scaling of a large suite of lipid biomarkers; and (4) ratios of branched and isoprenoid glycerol dialkyl glycerol tetraether lipids (the BIT index) to calculate the fraction of terrestrial organic matter components preserved in Arctic marine sediments.Estimated terrestrial organic carbon content among approaches showed considerable variation for identical sediment samples. For a majority of the samples, the BIT index resulted in the lowest estimates for terrestrial organic carbon, corroborating recent suggestions that this proxy may represent a distinct fraction of terrestrial organic matter; i.e., peat or soil organic matter, as opposed to markers such as n-alkanes or long-chain fatty acids which measure higher plant wax inputs. Because of the patchy inputs of n-alkanes to this region from coastal erosion in the western Arctic, the ALKOC approach was not as effective as when applied to river-dominated margins found in the eastern Arctic. The difficulties in constraining a marine δ13C end-member limit the applicability of stable isotope mixing models in polar regions. Estimates of terrestrial organic carbon using the lipid-based PCA method and the bulk δ13C mixing model approach varied drastically at each site, suggesting that organic matter fractions such as amino acids or carbohydrates may affect bulk organic matter composition in a manner that is not captured in the lipid-based analysis. Overall, terrestrial organic matter inputs to the Chukchi and western Beaufort Seas using the average of the methods at each site ranged from 11% to 44%, indicating that land-derived organic matter plays a substantial role in carbon dynamics in the western Arctic Ocean. 相似文献
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The temporal resolution of marine proxy data is limited by analytically required sample size. We present in-situ reflectance spectroscopy techniques (usually applied in remote sensing) to analyse the organic fraction of marine and terrestrial sediment. From absorption band depths, photosynthesis pigment variations are derived for sediments from the upwelling region off Peru, where productivity is related to the annual variability of El Niño strength. Quantitative estimations of diagenetic photosynthesis pigments derived from absorption band analysis in reflectance spectra are highly correlated to organic carbon content. The ratio of pigment fractions is related to chlorine concentration and reflects organic matter preservation and deep-water ventilation changes. The import of terrigenous mineroclastics (TM) by local rivers is semi-quantitatively documented in the spectrum continuum. TM is inversely varying with organic matter preservation and chlorine concentration. 相似文献