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中国黄土- 红黏土沉积是可与深海沉积媲美的陆相沉积载体,记录了晚新生代东亚大陆气候环境变化历史。基于中国黄土的多种理化指标,重建了黄土高原地区构造- 千年尺度东亚季风变化历史,为探讨区域与全球气候的联系提供了关键证据。近年来,黄土高原古气候变化研究逐步从定性描述拓展到定量重建,本文旨在回顾基于中国黄土定量重建古温度和古降雨变化取得的重要进展。首先,梳理了古气候要素定量重建的指标和方法,古温度重建指标包括植硅体、碳酸盐耦合同位素、微生物脂类代用指标等;古降水变化敏感指标包括磁化率、白云石/方解石含量、生物微钙体Sr/Ca比值、有机碳同位素以及10Be等。然后,汇总了典型黄土剖面定量重建的古气候变化序列,分别从构造、轨道及千年时间尺度上探讨了古温度和古降雨的变化特征。结果表明,基于生标重建的不同时间跨度的土壤古温度变化序列,在冰期—间冰期尺度上的波动特征基本一致,但在冰盛期—冰消期时段出现了增温超前现象,说明陆地植被对土壤温度变化有重要调制作用。然而,不同指标重建的降水变化幅度差异较大,主导周期也存在差异,说明定量重建降水变化仍有较大挑战。最后,简要总结了黄土高原古气候定量重建存在的问题,明确了区分温度和降水季节性变化的重要性,指出加强地质记录与模拟结果的对比同化,将有助深化对多尺度季风变化动力学的理解。 相似文献
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《地球科学进展》2020,(5)
甘油二烷基甘油四醚广泛存在于黄土、泥炭、湖泊、海洋等各类沉积载体中,并有效地记录了地质历史时期的古环境信息。简要概述了甘油二烷基甘油四醚的结构、生物源以及常见的甘油二烷基甘油四醚陆地环境代用指标,重点阐述了甘油二烷基甘油四醚在黄土古环境重建中的研究进展,并提出了展望。主要研究进展包括:①甘油二烷基甘油四醚古环境指标在黄土古气候研究中得到了较广泛的应用,并重建了黄土高原地区过去80万年的古温度变化;②黄土高原地区温度变化主要受当地夏季太阳辐射驱动,并受植被下垫面调控;③黄土高原地区末次冰消期降水的增加明显滞后于温度的升高。甘油二烷基甘油四醚在黄土古环境研究中仍存在重建温度偏高、环境指标与气候因子关系复杂等问题。未来对新指标的开发以及区域性转换函数的建立和应用将有望进一步提高甘油二烷基甘油四醚在黄土古环境重建中的准确性,并为解决不同气候区空间上的水—热配置模式和气候变化机制提供依据。 相似文献
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中国第四纪黄土环境磁学研究进展 总被引：24，自引：1，他引：23
中国黄土分布广泛、沉积连续性好,是进行磁性地层研究和重建古环境、恢复古气候的理想材料。中国黄土高原黄土—古土壤序列的环境岩石磁学性质详细地记录了2.5 Ma BP以来古气候和古环境变化的信息,尤其是黄土和古土壤的磁化率作为很好的气候代用指标已得到广泛应用。古土壤磁化率增强成因机制一直在争论中,其中,与气候变化关系密切的成壤作用对古土壤磁化率增强起主导作用的观点已被普遍接受,目前利用不同方法建立了磁化率气候转换函数,从而使重建古降水量和古温度成为可能。 相似文献
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古温度定量重建的良好代用指标———湖泊沉积摇蚊化石记录研究进展 总被引：4，自引：0，他引：4
（双翅目）摇蚊科昆虫对环境因子的变化相当敏感，其水生幼虫的头囊能保存于湖相沉积物中，在国际古湖泊和古环境研究中常被用作一种环境替代指标。因为不同种属的摇蚊对环境因子的最适值和耐受范围有较大差异，所以利用湖相沉积物中的摇蚊化石组合面貌的变化可达到古环境的定量重建。在欧洲和北美进行的许多研究已证实摇蚊是古温度的有效指示器，重建夏季温度相对准确可靠，比其它气候变化代用指标有优势，很可能成为国际上古气温重建所使用的首要生物代用指标。截止目前，该领域研究在国内尚未开展，我国湖泊众多，利用摇蚊研究古温度记录潜力巨大。 相似文献
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《矿物岩石地球化学通报》2015,(6)
<正>古温度的定量重建是古环境/气候学研究的重要内容,不同领域的学者为此一直进行着不懈的探索。目前对于地球上两大表生生态系统—海洋和陆地古温度重建的研究中,对于海洋的古温度重建研究较多,而由于缺乏有效的定量化计算指标对陆相古温度定量重建一直难以进行。近年来,基于支链GDGTs的陆相古温度指标得到了广泛的应用与发展。最初的研究 相似文献
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示踪全球环境变化的微生物代用指标 总被引：3，自引：0，他引：3
文章详细总结了示踪全球环境变化的一系列微生物替代指标。重建古温度的定量指标包括藻类长链烯酮的U、古菌甘油二烷基甘油四醚化合物(GDGTs)的TEX_(86)指标、细菌GDGTs的甲基化指数(MBT)与环化指数(CBT)的组合。古温度的定性指标有脂类单体的氢同位素组成、不饱和脂肪酸的相对含量、有孔虫和硅藻的组合及其生物体的同位素组成和微量元素比值。重建古水文的指标包括有壳变形虫组合、细菌GDGTs的环化指数CBT、细菌和古菌GDGTs的陆源输入指数BIT、古菌和细菌GDGTs的相对丰度R、直链脂肪族化合物的碳优势指数CPI、好氧与厌氧微生物的丰度。古大气CO_2分压的估算可采用藻类长链烯酮的碳同位素组成、有孔虫的硼同位素组成。认为这些微生物指标在古环境重建中潜力巨大,并对一些重要微生物指标的应用原理和限定条件进行了分析。有些指标因受多种环境因子和成岩作用的影响,在应用中需特别的注意,不能无限夸大其应用领域。 相似文献
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古温度的定量重建已成为理解地球气候系统演化的关键性环节,然而目前可靠的陆地温度重建指标仍然较少。来源于微生物细胞膜的甘油二烷基甘油四醚膜类脂（GDGTs）及其相关指标（甲基化/环化指标MBT/CBT和四醚指标TEX86）在湖泊古温度的定量重建中具有一定的潜力,但由于湖泊系统的复杂性及高原气候的特殊性等问题,使得相关指标在青藏高原湖泊的应用受到影响。因此,对目标湖泊开展详细的现代过程分析,考察GDGTs温度指标的应用潜力尤为重要。以位于藏北高原的黑海作为研究对象,采集表层沉积物、流域土壤以及入湖河流沉积物共24个样品。分析了黑海沉积系统中GDGTs的来源,探讨了GDGTs及其相关指标对环境因子的响应,考察了MBT/CBT指标及温度转换函数在高原湖泊温度重建中的适用性。结果表明：黑海中存在部分内源性GDGTs;水体深度对GDGTs的组成与分布影响较显著,电导率与总有机碳的影响较弱;MBT/CBT指标在高海拔和寒冷地区的湖泊古温度重建中有一定的局限性,应该结合区域特点、气候类型及母源微生物对特殊环境的生态响应等,建立更加适用于高原湖泊的温度指标及校正方程。 相似文献
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甘油二烷基链甘油四醚是一类结构稳定、来源广泛、对气候环境响应敏感的微生物标志物,也是古气候与古环境重建的重要工具。相对于其他地区,青藏高原极端微生物对环境因子的响应机理复杂,不同载体中甘油二烷基链甘油四醚的分布特征不同,这给青藏高原古气候和古环境定量重建研究带来了不确定性,限制了甘油二烷基链甘油四醚在青藏高原研究中的充分应用。首先,总结了青藏高原不同载体中甘油二烷基链甘油四醚的分布特征、来源及影响因素;其次,概述了甘油二烷基链甘油四醚指标在青藏高原古气候环境重建中的应用,重点阐述了甘油二烷基链甘油四醚在青藏高原应用中的不确定性来源及其成因解释;最后,结合青藏高原多圈层相互作用对甘油二烷基链甘油四醚的影响机理,对青藏高原各载体中甘油二烷基链甘油四醚的研究进行了讨论和展望。 相似文献
9.
以古菌和细菌细胞膜脂甘油四烷基甘油四醚(GDGTs)为基础建立的古温度指标四醚指数(TEX86)与甲基化/环化指标(MBT/CBT),以及陆源输入指标(BIT)与干旱和盐碱化指标Ri/b,在海洋、湖泊、黄土-古土壤等沉积物的古环境重建中得到了广泛的应用.然而,利用这些微生物分子指标来重建古环境时,氧化等降解因素对GDGTs化合物,尤其是对细菌支链GDGTs的影响目前还不是很清楚.本研究通过过氧化氢模拟不同氧化程度对土壤中GDGTs化合物产生的影响,进而分析古菌和细菌GDGTs不同结构化合物抗氧化能力的差异,了解化学氧化降解对GDGTs各指标的影响.结果表明,古菌类异戊二烯GDGTs抗氧化能力低于细菌支链GDGTs,同时含环的古菌和细菌GDGTs抗化学氧化能力均要低于无环GDGTs.古菌GDGTs古温度指标TEX86在氧化过程中逐渐降低,在氧化条件下沉积的古菌GDGTs的TEX86指标用于古温度的重建存在低估的可能.在以无环细菌支链GDGTs为主的环境中,细菌MBT/CBT指标随氧化程度加深其重建温度基本不受影响.古菌与细菌GDGTs抗降解能力的差异导致陆源输入指标BIT指数随着氧化程度增加而升高,在地质体中应用此指标恢复古陆源输入存在高估的可能性.干旱化和盐碱化指标Ri/b随着氧化程度加深表现出逐渐降低的趋势,从而在应用上也可能存在低估.需要指出的是,实验室用的过氧化氢比自然条件下氧气的氧化作用强得多,本文的结论反映了一种比较极端的状况. 相似文献
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WANGXi－sheng ReidarLφVLIE 《地学前缘》2002,9(1):73-84
近二十年来中国黄土环境磁学的研究基本上是沿着两条主线进行的 ,即磁性地层学和古气候研究两个方面。对早先确定的典型黄土剖面的磁性地层研究表明风成黄土的堆积开始于Matuyama的下界 ,约 2 .6Ma。而近年来对黄土古土壤序列之下的红粘土的进一步研究显示风成堆积的开始比原先认为的要早的多 ,至少可追溯到约 7Ma。尽管目前在古土壤磁化率的增强机制和磁化率如何记录古气候变化等问题上还没有达成广泛的一致 ,而黄土古土壤系列磁化率与深海氧同位素的良好对比可证实中国黄土确是记录全球气候变化非常理想的信息载体。近年来许多学者尝试性提出的其它古气候替代性指标 ,如全岩粒度、稳定同位素组成、FeD/FeT指标、Rb/Sr比值和CaCO3 含量等必将为重建古季风变化和古气候提供重要信息。 相似文献
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历史文献中的气象记录与气候变化定量重建方法 总被引：2，自引：0，他引：2
历史文献记载是研究古气候变化的主要代用证据之一,对于定量重建过去数千年的气候变化序列具有独特价值.本文分析了中国历史文献中气象记录的特点及主要内容,重点梳理了利用各类记录定量重建气候变化序列的基本方法,并列举了通过多源记载集成、多时段记录衔接重建过去2000年中国东中部地区温度与干湿变化序列的校准案例;旨在为客观提取气候变化信息、获取高信度的气候变化数据和进一步发展利用文献记载定量重建气候变化序列的方法提供参考依据.主要认识是:1)历史文献中的气象记录主要有4类:天气、气象灾害、物候与区域气候特征及其影响记载;定量重建气候序列的基本方法有:回归分析、物理模型、分等定级、频次统计、类比分析等,但各类记录的来源、格式、连续性、详略与定量化程度不一,导致利用各类记录定量重建气候变化序列的方法也各不相同.2)对根据多源记载或不同方法反演的代用记录进行集成,利用回归分析、方差匹配、记录影响趋势剔除等校准技术,加强多源数据的相互插补方法研究,可解决古代气象记录的漏、缺记问题,是重建连续气候变化序列的主要途径. 相似文献
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在连续沉积的黄土剖面中蕴藏中丰富的古气候变化的信息,中国的黄土沉积一直以来是重建古环境演化重要的信息库.自20世纪80年代以来,研究者确立了各种古气候的替代性指标[1-2],黄土中的磁化率指示着夏季风强弱变化的重要替代性指标,黄土中风化程度主要受控于夏季的降水量和温度的变化,因此黄土中成壤程度与夏季风具有显著的关系. 相似文献
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大气二氧化碳浓度的变化与全球冰盖变化、温度、海平面变化密切相关,了解过去大气二氧化碳浓度的变化及对二氧化碳与气候之间关系的研究,是预测未来气候变化的重要手段。长链烯酮碳同位素是重建古大气二氧化碳分压(p CO2)的重要指标之一,广泛应用于新生代以来大气二氧化碳的重建。对长链烯酮重建大气二氧化碳的方法进行了综述,介绍了颗石藻长链烯酮的地球化学性质,回顾了二氧化碳被动扩散模型的发展、长链烯酮重建二氧化碳的指标的发展及其不确定性,颗石藻的碳浓缩机制以及新生代以来长链烯酮重建大气二氧化碳的地质记录。 相似文献
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第四纪环境重建的良好代用指标——有壳变形虫记录与古生态学研究进展 总被引：2，自引：0，他引：2
有壳变形虫是一类广泛分布在淡水潮湿环境中的根足纲原生动物,具有较窄的生态幅、较短的生命周期,对环境变化敏感等特点,因此沉积物中保存的有壳变形虫化石可以提供高分辨率的环境信息。有壳变形虫化石在古湖泊学与人类活动、古水文、古温度、第四纪海平面变化的定量重建等方面具有独特而重要的研究价值。在欧洲和北美开展的大量研究已证实有壳变形虫是古环境变化的有效指示器。我国地域辽阔,生境多样,无论是开展现代有壳变形虫的生态学研究,还是沉积物中有壳变形虫记录的古环境重建,都有巨大的研究潜力。 相似文献
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《地球科学进展》2020,(4)
多瑙河黄土位于欧亚黄土带的西端,是欧洲沉积和保存最完整的黄土地层,底界可达1 Ma以上。由于其独特的地理位置,多瑙河黄土对于理解欧亚大陆不同区域气候系统演化的联系、北半球中高纬地区的气候变化有着重要的价值。在系统梳理多瑙河黄土在物质组成、物源、年代学、地层学和古环境重建等方面的研究进展和不足的基础上,提出了未来研究在物源、年代学、地层和古环境重建等4个方面的主攻方向。在物源研究方面需要系统获得潜在物源区沉积物组成信息,并开展物源示踪指标的方法学和多指标相互印证研究;在年代学和地层学方面需要加强长石释光年代学、火山灰年代学等研究,建立有多个绝对年龄控制的、高精度的年代标尺及其年代约束下统一的地层命名和对比方案;在古环境重建方面需要将高分辨率、多指标古气候重建工作从末次间冰期以来的地层拓展至最近1 Ma以来的整个序列。上述研究的开展是未来欧亚黄土区古气候对比和气候动力学机制研究获得突破的关键。 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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研究塔里木盆地周边河流对罗布泊盐湖的盐分补给,对于研究罗布泊盐湖钾盐物质来源具有重要意义。文章在分析前人对塔里木盆地气候、温度、径流量变化等研究的基础上,分别根据竺可桢近5000年的古温度曲线、青藏高原古里雅冰芯δ18O记录的古气候变化及六盘山朝那黄土剖面磁化率记录的古温度变化,得出了近5000年、12万年、200万年的温度变化,并根据温度-径流量变化模型,估算了塔里木河流域三源流在研究时段内的径流总量。根据径流总量和河水中的K+浓度,估算了第四纪200万年以来塔里木河流域河水对罗布泊钾离子的输运量。 相似文献
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青藏高原东部表土磁化率特征与环境意义 总被引：2，自引：0，他引：2
现代表土磁化率与气候因子关系的研究是黄土古气候重建的重要内容,在黄土高原地区取得了重要进展,但在青藏高原地区相对不足。在青藏高原东部系统采集了106个表土样品,分析了其磁化率的变化特征;并通过表土磁化率与气候因子的相关分析,讨论了气候因子对高原东部现代表土低频磁化率和频率磁化率的影响。结果表明：研究区表土磁化率特征主要受到温度和降水量的影响,水热组合差异影响表土磁化率值的高低。低频磁化率与气候因子的相关性较弱,总体上与温度的相关性优于降水量,可能表明其与气候因子的关系比较复杂;频率磁化率百分比与降水呈较好的正相关关系,表明该指标对降水量的变化更为敏感,可以用于青藏高原东部的古降水定量重建。 相似文献
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黄土高原表土磁化率与气候要素的定量关系研究 总被引：1，自引：0，他引：1
黄土高原地区已建立多个表土低频磁化率-气候转换函数,为黄土古气候定量重建提供了关键方法.但是表土磁化率变化的气候控制因素的系统研究尚未开展;同时,低频磁化率部分受到沉积作用的影响,需要寻找气候意义更明确的指标.我们系统采集了黄土高原及周边地区的表土样品,运用相关、回归和因子分析等方法,研究了不同气候要素及其季节变化对表土磁化率和频率磁化率的控制作用.结果显示,湿度是控制黄土高原表土磁化率的主要因素,温度的影响相对较小;降水的季节分配也有影响,月降水变率较小的地区磁化率较高.在此基础上,选择反映成壤磁性颗粒组分的频率磁化率,建立了频率磁化率-年均降水量的转换函数,为黄土古气候定量估算提供了新的途径. 相似文献