鲁中山地北麓黄土粒度组成特征及其环境意义

黄土沉积是地质时期沙尘天气形成的粉尘堆积物,其粒度特征记录了粉尘搬运过程中的古大气环流格局和古环境演化信息。文中对鲁中山地北麓的青州、淄博和济南三个剖面末次盛冰期黄土样品进行了系统的粒度分析,并与黄土高原地区西峰剖面样品进行对比。结果表明:鲁中山地北麓黄土的粒度频率分布、粒度特征参数与黄土高原黄土非常相似;基于对数正态分布函数拟合后,不同地区黄土的粒度均呈现出细(C1)、中(C2)、粗(C3)三个组分,上述特征表明鲁中山地北麓黄土为风成成因的粉尘堆积物质。但反映粉尘搬运距离的粗粒组分的中值粒径和百分含量在两个地区大致相同,根据粉尘动力学原理,鲁中山地北麓黄土不可能与黄土高原黄土一样来自西北内陆荒漠地区,主要来源应为近源的黄泛平原和渤海湾陆架的松散堆积物。     

甘肃合水黄土塬面全新世成壤环境变化

通过对黄土高原腹地甘肃合水MJY全新世土壤剖面磁化率、全铁、TOC、Rb、Sr和Rb/Sr等气候代用指标的测定分析,揭示了与全新世环境变化相对应的成壤过程,并在此基础上,阐明黄土高原中部地区环境资源变化对人类活动的影响。认为全新世早期,黄土高原中部地区气候比较温和干燥,风尘堆积速率降低,地表植被以草本为主,并有一定的生物风化成壤作用,土壤发育表现为边沉积边成壤;全新世中期,气候温暖湿润,地表植被发育,生物风化成壤作用大于风尘堆积作用,随着沉积和成壤的继续,土壤层深厚,形成古土壤层(S0);全新世晚期,气候开始恶化,干旱少雨,植被退化,沙尘暴频繁发生,风尘堆积作用大于风化成壤作用,土壤退化形成的现代黄土层(L0)覆盖了土壤(S0)使之成为埋藏古土壤。在寺洼文化时期(3250—2520 a B.P.),由于气候干旱使环境资源恶化,土壤退化严重,土地资源利用方式和文化形态从原始的农耕文化转向游牧类型文化。     

中国西北干旱半干旱区阿拉善沙漠和黄土高原的物源分析

中国北方沙漠、黄土高原和青藏高原是亚洲粉尘释放的关键区域,元素示踪研究表明中国西部沙漠和北部沙漠是亚洲粉尘和黄土高原黄土的主要源区.通过收集总结大量的大气观测、地球化学、地形数据,对比当前研究已得到粉尘的成果和释放模式,初步认为中国黄土物质来源于阿拉善高原的巴丹吉林沙漠与腾格里沙漠.这两个沙漠(包括阿拉善高原的戈壁)的...     

新疆伊犁地区黄土矿物特征与沉积环境

伊犁黄土重矿物组成及石英颗粒表面结构特征分析表明,伊犁黄土不仅为风成沉积,而且黄土沉积环境较黄土高原更为干旱。黄土中复杂的重矿物组成和丰富的片状矿物的存在证明形成黄土的粉尘可能主要来自远离沉积区的中亚荒漠区。     

丹江谷地晚更新世黄土剖面微量元素地球化学特征研究

文中以丹江河谷二级阶地前缘覆盖的黄土剖面为研究对象,研究Mn、Ni、Cu、Ba、La、Rb、Sr 7种微量元素在剖面中的波动特征,并对比黄土高原典型黄土,探讨其蕴含的古气候意义。结果显示:7种微量元素在剖面中的波动特征是气候变化的直接反映;Mn、Ni、Cu、Ba、Rb在古土壤层(S1、S0)出现高值,在黄土层(Lt、L2、L1)出现低值,La、Sr在黄土层(Lt、L2、L1)含量较高,在古土壤(S1、S0)层含量低,微量元素动态变化特征指示古土壤形成时期气候温暖湿润,成壤作用强,黄土堆积时期冬季风为主导,降水较少,成壤作用较弱;其中在马兰黄土形成时期,气候经历了短暂的温暖期;与黄土高原微量元素总体具有较好的相似性,指示两个区域受后期沉积环境影响基本相同,相比较而言,丹江地区的形成环境较黄土高原暖湿,风化成壤作用强于黄土高原地区。     

风尘沉积的磁学参数与环境意义

以磁化率、频率磁化率为代表的一系列磁学参数被广泛用于环境变化研究中。然而,关于磁学参数的环境意义尚存在较多的争论。结合前人研究成果,对中国南北方风尘沉积磁学参数应用成果进行了对比分析。结果表明:不同类型风尘沉积的磁化率含义存在差异,并且具有一定的地带性。黄土与古土壤磁化率高低差异具有地域性,不同纬度、不同气候、不同环境条件下黄土、古土壤磁化率所记录的环境信息含义差别较大,存在风速变化、成壤强弱和物源差异等多种形成机制;新近纪红粘土与黄土具有不同的形成环境,但其磁参数可以反映成壤作用的强弱,进而指示新近纪夏季风的变迁;以下蜀土和加积红土为代表的中国南方的风尘沉积磁学参数的变化与气候变化相关联,磁化率记录了成壤环境的差异,特别是土壤水分的不同。因此,在亚热带地区,用磁化率作为记录古气候冷暖变化的代用指标不能简单照搬其他区域的模式。     

陕西商丹盆地一级阶地上黄土的微量元素分布特征及其气候意义

以陕西丹凤县茶房村黄土剖面为研究对象,对其微量元素含量进行了系统的元素测定分析。选取Rb/Sr、磁化率作为参比,探讨了微量元素分布和其所反映的气候演化特征及其与成壤强度的关系。结果表明:微量元素(Mn、Pb、Ga、Cr、Cu、Ni、As、V、Zn、Ti)的含量变化与磁化率曲线、Rb/Sr曲线变化相同,呈极显著相关关系,即微量元素含量变化与气候关系密切,表明元素动态变化受气候变化和成壤环境的影响;微量元素(Mn、Ga、Cr、Cu、Ni、As、V、Zn)的含量在古土壤层最高,指示全新世中期主要受夏季风影响,气候温暖湿润,黄土风化成壤作用强,黄土层(L_0、L_t、L_1)气候相对冷干,受冬季风活动影响较大。     

宝鸡陵塬地区全新世以来成壤环境演变和沙尘暴活动研究

全新世环境演变研究是过去全球变化研究的重点,也是当今全球变化研究的重点和热点。深入了解和探讨全新世成壤环境演变和沙尘暴活动对于丰富全新世环境变迁理论、认识现阶段的沙尘暴活动,促使人与自然环境协调发展都有着十分重要的意义。本文通过研究宝鸡陵塬地区全新世地层的粒度、磁化率、CaCO3和pH值四项指标,综合分析了本区全新世以来成壤环境演变及与之相关的沙尘暴活动信息。     

豫中黄土地区全新世黄土古土壤沉积序列辐射环境研究

选取豫中黄土地区典型的黄土古土壤沉积序列,根据其沉积物中U、Th、K元素的浓度及沉积序列所在地的纬度、经度、海拔对宇宙射线的影响,计算了沉积序列中环境辐射的强度。结果表明:黄土古土壤剖面的平均辐射强度为19.86mGy a-1,变化幅度在21%左右。环境辐射强度在S0、Lt、L1层位中较大,均值分别为20.58、23.19、22.47 mGy a-1。在TS层沉积物中辐射强度最小,平均剂量率为11.35mGy a-1。剂量率值在全新世剖面中的变化分别受到了沉积粉尘物质组成的变化和易淋溶元素迁移的影响。前者对剂量率变化的影响非常微弱;后者的影响则相对较大。Fe/Al值的变化也说明了整个黄土古土壤沉积序列在全新世期间沉积粉尘的物质组成变化非常微弱,指示了全新世近万年尺度内研究区沉积物质是相对较为稳定的。     

天山北麓黄土沉积的光释光年代学及环境敏感粒度组分研究

文中对天山北麓大佛寺(DFS)风成黄土剖面进行了光释光年代学、磁化率、粒度等气候代用指标的分析。结果认为该地区黄土沉积始于6.85±0.56ka B.P.左右,属于全新世黄土。通过粒级标准偏差法从黄土中分离出两种主要的环境敏感组分,分别代表了该地区两种主要的粉尘风力搬运与沉积系统。它们在时间轴线上的变化则代表了区域大气环流与气候模式的小幅度调整。研究结果还表明,该地区自黄土沉积以来就处于干旱状态,小幅度降水及气温的变化对黄土的影响极为有限,堆积的粉尘对黄土的理化性质才具有决定性的作用。     

中国北方沙尘暴的气候特征及其对春季青藏高原地面感热异常的响应

选用中国185个常规气象观测站,建站～2000年历年沙尘暴日数资料,分析了近50年来中国北方沙尘暴的气候特征及其对青藏高原地面感热异常的响应。结果表明虽然单个沙尘暴过程属于一次中尺度天气过程,但年沙尘暴日数具有较好的空间一致性,在空间上有五个自然尘源区,即河西走廊、南疆盆地南缘、阿拉善高原、鄂尔多斯高原和浑善达克沙地等沙尘暴高发区。比较近50年来中国沙尘暴日数的年代际变化,总体趋势在减少,20世纪90年代是近5个年代中最少的。但20世纪末至21世纪初,中国沙尘暴日数有明显的回升趋势。进一步研究表明,中国沙尘暴与春季青藏高原地面感热关系密切,当春季青藏高原地面感热呈EOF1模态时,当年中国北方沙尘暴日数明显较常年偏多。     

浑善达克沙地气候因子对沙尘暴频率的影响

利用浑善达克沙地气象台站的常规气候资料,分析气候要素和沙尘暴频率的多年变化状况,建立能够很好描述该地区沙尘暴频率年际变化的沙尘暴指数,并建立适合浑善达克沙地气候特征的气候因子影响沙尘暴频率指数模型。结果表明,浑善达克沙地自1960年后气候逐渐变暖,并有微弱变湿趋势,沙尘暴年日数自1998年起波动增加,2000年出现极大值;沙尘暴年日数与沙尘暴指数的相关系数达0．7左右;建立的气候影响指数模型,能够用来解释当前该地区沙尘暴频率的分布格局。     

沙尘暴的生态效益

沙尘暴是一种自然的天气现象,本文初步分析了东亚地区(中、日、韩)沙尘暴发生的时空变化特征;提出了沙尘暴具有正负两方面的效应,论述了正面的生态效益,即中和酸雨、提供矿质营养、缓解温室效应、太阳伞效应、净化大气。此外,还对如何全面认识沙尘暴做了相关阐述。     

Detecting sand-dust storms using a wind-profiling radar

Sand-dust storm is a type of disastrous weather, typically occurring in arid and semi-arid climates. This study selected a region in the hinterlands of the Taklimakan Desert, called the Tazhong region, as the experimental area to quantitatively estimate the particle concentrations of sand-dust storms using the boundary layer wind-profiling radar. We thoroughly studied the radar echo signals and reflectivity factor features during the sand-dust storms. The results indicate that(1) under sand-dust storm conditions, boundary layer wind-profiling radar cannot capture the complete information regarding horizontal wind velocity and direction, but it can obtain the backscattering intensity of sand-dust storms; and(2) during sand-dust storms particle size distributions in the surface layer closely resemble log-normal distributions, with sand-dust particles sizes of 90–100 μm accounting for the maximum particle probability. Retrieved particle size distributions at heights of 600, 800, and 1000 m follow log-normal distributions, and the expected value of particle diameter decreases gradually with increasing height. From the perspective of orders of magnitude, the retrieved results for particle number concentrations and mass concentrations are consistent with previous aircraft-detected results, indicating that it is basically feasible to use boundary layer wind-profiling radar to quantitatively detect the particle concentrations of dust storms.     

青海气候变化趋势及对植被生产力影响的研究

应用青海省南部三江源区、东北祁连山地及环青海湖区气象站1961-2004年气温、降水和所在地区植被地上净初级生产力资料,分析和模拟了44年来有关气候变化特征以及植被生产力与气温、降水、地理坐标参数间的关系,模拟估算了假设未来气候温暖化情景下青海植被生产力变化的可能。结果表明:44年来青海各地气温均在升高,青海北部比南部增温明显;年降水量变化平稳,但北部比南部有所增加;土壤实际蒸发散表现出明显的升高趋势;青海南部植被地上净初级生产力(NPP)逐年降低,青海东北地区相对平稳。模拟计算表明,由于青藏高原植被的生长主要受温度条件的限制,在未来气候增暖,降水不变或增加的趋势下,植被地上NPP均有所增加。     

气候变化对内蒙古农牧业生态环境的影响

分析了数十年来气候变暖对内蒙古农牧业生态环境的影响。发现气候变暖使内蒙古地区无霜期延长,积雪、冰雹、雷暴、大风、沙尘暴日数减少,降水量也出现由少转多的变化。事实表明,气候增暖使内蒙古总的生态环境出现向好转化,但是增暖所带来的负面影响是病虫害的增加,加上人为的作用,严重地破坏了内蒙古的生态平衡。     

崇测冰帽冰芯记录与塔克拉玛干周缘观测的相逆降水趋势——兼论大气尘埃含量对高海拔山地冰川物质平衡的贡献

对钻自西昆仑山崇测冰帽6530m处18.7m长冰芯的分析得到:尘埃含量的变化影响着崇测冰帽钻点处的物质平衡———与其它气溶胶相比,沙尘微粒是冰帽钻点处降雪的主要贡献因子;以沙尘作为冰核的降雪是钻点处降水的主导形式。与塔克拉玛干沙漠周缘地区地面观测资料比较显示:近60a来的冰芯积累量所反映出的冰帽降水量在减少,同时显示塔克拉玛干沙漠周缘地区暖季降水量在增加,而沙尘恰是连接沙漠周缘地区和附近冰川区气候变化的中介。值得注意的是,本研究对于崇测冰帽冰芯中降雪积累率与尘埃沉降通量一致降低的发现具有区域范围,甚至全球范围气候变化的意义。     

我国北方春季沙尘暴的异常及其对冬季青藏高原地面感热的响应

本文选用中国178个常规气象观测站建站～2000年历年春季沙尘暴日数资料,分析了近50年来中国北方春季沙尘暴的气候特征。在此基础上进一步揭示了我国北方沙尘暴的形成、发展以及造成的危害。结果表明我国北方春季沙尘暴存在东西反位相差异,近50年来,春季沙尘暴日数总体趋势在减少,但20世纪末又有明显的回升趋势。这不仅与影响我国北方的冷空气路径有关,还与青藏高原冬季地面感热的异常密切相关。     

塔里木盆地地区沙尘气溶胶特征分析

沙尘天气是塔里木盆地地区常见的天气现象 ,对沙尘气溶胶的分析表明 ,尘暴期间 ,沙尘气溶胶浓度远大于非尘暴期间。沙尘气溶胶小颗粒绝对浓度大幅度增加 ;百分比含量也迅速增加 ;小颗粒 ( <3.3um)与大颗粒 ( >3.3um)的相对浓度呈大幅度增加趋势 ,说明尘暴期间由于当地沙源丰富 ,细物质较多 ,细小颗粒迅速被携带到高空 ,成为沙尘气溶胶的主要来源。阿克苏站气溶胶中 Al等元素在不同高度的谱分布呈单峰型 ,浓度最大值出现在 4.7- 7.0 um范围内。富集因子分析表明 ,阿克苏站和策勒站沙尘暴和扬尘天气的各地壳元素含量均高于浮尘和背景大气 ,而且能见度愈小 ,高出的比例愈大 ;各种沙尘天气发生时 ,均以亲地元素的浓度为最高。