黃土與干旱環(huán)境

前言

　　自從國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略實施以來，青藏鐵路、西氣東輸、西電東輸?shù)纫恍┲卮箜椖肯嗬^建成，對西部地區(qū)的發(fā)展發(fā)揮了重要的作用。但我國西部地區(qū)，特別是西北地區(qū)，從自然環(huán)境來說是極端干旱、干旱、半干旱地區(qū)。一些大沙漠的核心區(qū)，年降水量少于50mm，有的地方甚至終年沒有降水，夏季的氣溫卻很高，蒸發(fā)旺盛，是極端干旱區(qū)。逐步往東，隨著降水量增加，情況略有好轉(zhuǎn)，但黃土高原絕大部分地區(qū)仍屬半干旱區(qū)，干旱缺水是困擾這一地區(qū)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一，這既有自然原因，也有人類不合理利用水資源所造成的惡果，認(rèn)識西部自然環(huán)境的演化，對了解干旱環(huán)境的發(fā)展演化，預(yù)測今后干旱環(huán)境變化的趨勢具有十分重要的意義?！　易匀豢茖W(xué)基金委員會“八五”重大研究項目——“我國北方干旱半干旱區(qū)150萬年來環(huán)境演變的動態(tài)過程及發(fā)展趨勢”，當(dāng)年被分解成7個二級課題，它們是：高分辨率古氣候的時間標(biāo)尺，氣候環(huán)境變化的地球化學(xué)指標(biāo)，古植被對氣候變化的響應(yīng)。黃土堆積與古季風(fēng)變遷，干旱化的海洋因素和海洋記錄，湖泊和沙漠綠洲的環(huán)境演化，我國北方干旱環(huán)境演變的動態(tài)過程及發(fā)展趨勢。　　當(dāng)年，項目的研究目標(biāo)定位在：　　（1）在我國干旱半干旱區(qū)及毗鄰海域選擇一條從東向西的環(huán)境地質(zhì)大斷面，提取保存在黃土和其他沉積物中的古氣候、古環(huán)境信息，重建150ka（后文中以10ka表示“萬年”）來氣候演變的高分辨率時間序列?！　。?）確定某些典型時段氣候、環(huán)境變化的空間變幅，研制概念模型，探討干旱化成因與控制因素以及區(qū)域氣候變化與全球變化的動力學(xué)聯(lián)系，評估未來發(fā)展趨勢，為開發(fā)大西北、保護環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)。　　該項目完成了預(yù)定的目標(biāo)，并在高分辨率陸相沉積物古氣候時間標(biāo)尺的建立，一些替代性指標(biāo)變化機制的研究，北方現(xiàn)代花粉及現(xiàn)代植物硅酸體與氣候參數(shù)之間數(shù)量關(guān)系的建立，大陸風(fēng)塵沉積中冬、夏季風(fēng)指標(biāo)的辨認(rèn)，西太平洋邊緣海的海洋因素對冰期時我國內(nèi)陸干旱的影響，巴里坤湖地區(qū)150ka來古水文演化序列和我國干旱半干旱區(qū)從西向東的環(huán)境大斷面的建立等方面取得了創(chuàng)新性的成果。按國際標(biāo)準(zhǔn)建立了古環(huán)境數(shù)據(jù)庫和現(xiàn)代環(huán)境數(shù)據(jù)庫，分別作出38～25ka、20～14ka和8～4ka 3個特征時段的古環(huán)境空間格局圖，驗證了我國干旱區(qū)在大尺度上，溫度與濕潤同期，寒冷與干旱一致的規(guī)律；對影響東亞季風(fēng)環(huán)流的主要動力因素及其作用過程作了理論分析，提出了東亞古季風(fēng)變化動力機制的概念模型；運用“時空組合模型”等數(shù)學(xué)手段，對我國北方干旱半干旱區(qū)未來演變的趨勢進行了統(tǒng)計學(xué)外推?！　≡擁椖繜o論是在研究的時間和空間跨度，涉及的環(huán)境、氣候、構(gòu)造、古海洋問題及其所取得的數(shù)據(jù)資料和認(rèn)識方面，還是在研究思路和所采用的觀測、分析技術(shù)等方面，都具有學(xué)科前沿意義，對我國北方干旱半干旱區(qū)150 ka來的環(huán)境演變所獲得的認(rèn)識，以及根據(jù)統(tǒng)計規(guī)律對這一地區(qū)今后的發(fā)展所做的預(yù)測，對于我們正確認(rèn)識我國西北干旱環(huán)境，特別是干旱化今后的演化具有重要的參考價值。鑒于此，本書可為從事資源環(huán)境，尤其是從事古氣候、古環(huán)境、古海洋、古生態(tài)以及新構(gòu)造和地貌的研究者以及青年學(xué)生提供參考，促進我國環(huán)境科學(xué)的發(fā)展。

內(nèi)容概要

　　上篇是總論，概述了該項目研究的主要成果，包括環(huán)境替代性指標(biāo)及其與某些古氣候參數(shù)的轉(zhuǎn)換函數(shù)，不同時間尺度的環(huán)境演化年代學(xué)或年代學(xué)框架以及不同時間尺度的環(huán)境變化序列，中國北方E_W向環(huán)境和古環(huán)境大斷面，若干特征時段中國北方環(huán)境演化空間格局，東亞季風(fēng)區(qū)環(huán)境演變的動力機制，中國北方干旱區(qū)環(huán)境演變趨勢和尚待深入研究的若干問題。下篇可以看成是分論，分為3個部分，分別介紹了內(nèi)陸極干旱和干旱區(qū)、黃土高原區(qū)、華北濱海和邊緣海及西北太平洋古環(huán)境變化及其代表性事件的研究結(jié)果。

作者簡介

　　劉東生，中國科學(xué)院資深院士，地球和環(huán)境科學(xué)研究領(lǐng)域國際著名的專家。在其近65年的科學(xué)研究中，他在古脊椎動物學(xué)、第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)、環(huán)境地質(zhì)學(xué)、青藏高原與極地考察等科學(xué)領(lǐng)域，特別是黃土研究方面取得了大量原創(chuàng)性的研究成果，使中國在古全球變化研究領(lǐng)域中躋身世界前列。他的黃土新風(fēng)成學(xué)說，平息了170多年來黃土成因之爭；他以陸相沉積記錄證實了第四紀(jì)環(huán)境變化的多旋回理論，為這一第四紀(jì)研究理論上重大的革命性變革奠定了更堅實的基礎(chǔ)；他將貧瘠、單調(diào)的黃土帶進了科學(xué)殿堂，使中國黃土成為國際全球環(huán)境變化對比的三大基準(zhǔn)之一；他開創(chuàng)了“青藏高原隆升與環(huán)境演變”研究的新領(lǐng)域，為地球系統(tǒng)科學(xué)研究提供了一個成功范例?！　|生院士曾榮獲2002年泰勒環(huán)境成就獎，2003年國家最高科技獎，2007年洪堡獎?wù)隆?/pre>


書籍目錄
上篇 總論第一章 研究區(qū)自然環(huán)境概況第一節(jié) 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造輪廓和地貌特征第二節(jié) 氣候的基本特征第三節(jié) 植被分布特征第四節(jié) 中國干旱半干旱區(qū)環(huán)境的獨特性第二章 氣候替代性指標(biāo)、轉(zhuǎn)換函數(shù)及古氣候參數(shù)估算第一節(jié) 氣候替代性指標(biāo)第二節(jié) 現(xiàn)代環(huán)境樣品的采集和環(huán)境替代性指標(biāo)分析第三節(jié) 古氣候參數(shù)的估算方法第四節(jié) 若干地區(qū)和地點150 ka來古氣候參數(shù)定量估算第三章 150 ka來環(huán)境演變的高分辨率記錄和事件年表第一節(jié) 年輕地質(zhì)樣品年齡測定適用方法探索第二節(jié) 典型黃土剖面高分辨率記錄第三節(jié) 軌道尺度的氣候事件第四節(jié) 末次冰期氣候變化與Heinrich事件第五節(jié) D—O旋回在黃土地層的記錄第六節(jié) 102a尺度氣候事件的地質(zhì)記錄第七節(jié) 歷史時期的氣候變化第八節(jié) 古氣候事件年表第四章 中國北方E．W向環(huán)境大斷面第一節(jié) 內(nèi)陸湖泊環(huán)境變化記錄第二節(jié) 沙漠－黃土邊界帶環(huán)境變化記錄第三節(jié) 黃土高原環(huán)境變化記錄第四節(jié) 北京地區(qū)黃土沉積環(huán)境變化記錄第五節(jié) 萊州灣沉積環(huán)境變化記錄第六節(jié) 太平洋粉塵沉積記錄第七節(jié) 中國北方E-W向環(huán)境大斷面的主要特征第五章 特征時段環(huán)境空間格局第一節(jié) 根據(jù)地質(zhì)記錄制作古環(huán)境圖的原則和方法第二節(jié) 中國北方環(huán)境演變分區(qū)第三節(jié) 特征（典型）時段中國北方環(huán)境空間格局第六章 東亞季風(fēng)區(qū)環(huán)境演變的動力機制第一節(jié) 亞洲古季風(fēng)變化機制研究現(xiàn)狀第二節(jié) 東亞古氣候變化的基本特征第三節(jié) 東亞季風(fēng)區(qū)氣候變化的潛在控制因素第四節(jié) 東亞季風(fēng)區(qū)氣候變化機制的概念模型第五節(jié) 東亞季風(fēng)區(qū)氣候變化與全球變化的動力學(xué)聯(lián)系第七章 中國北方干旱半干旱區(qū)環(huán)境演變趨勢第一節(jié) 研究干旱半干旱區(qū)環(huán)境演變趨勢的理論和方法第二節(jié) 中國北方環(huán)境演變規(guī)律與未來發(fā)展趨勢第三節(jié) 主要結(jié)論第八章 對我國干旱環(huán)境研究未來的展望第一節(jié) 時間序列第二節(jié) 空間格局第三節(jié) 動力機制第四節(jié) 發(fā)展趨勢下篇 分論第一部分 湖泊和沙漠、綠洲的環(huán)境演化第九章 新疆巴里坤湖150ka來環(huán)境變化第一節(jié) 研究區(qū)概況第二節(jié) 巴里坤湖沉積旋回第三節(jié) 巴里坤湖沉積剖面時間序列．第四節(jié) 巴里坤湖沉積物粒度組成、磁化率及其古環(huán)境意義第五節(jié) 巴里坤湖碳酸鹽沉積序列第六節(jié) 巴里坤湖沉積碳酸鹽的碳、氧穩(wěn)定同位素研究第七節(jié) 巴里坤湖湖相沉積物花粉分析第八節(jié) 巴里坤湖150ka來古水文演化序列第十章 青海湖和達布遜湖環(huán)境演化第一節(jié) 青海湖古環(huán)境演化第二節(jié) 達布遜湖古環(huán)境演化第十一章 薩拉烏蘇古湖和毛烏素沙地環(huán)境變化第一節(jié) 薩拉烏蘇組的地層劃分和年代第二節(jié) 末次間冰期以來薩拉烏蘇古湖的環(huán)境演變第三節(jié) 毛烏素沙漠消長與農(nóng)牧業(yè)發(fā)展的關(guān)系第四節(jié) 主要結(jié)論第十二章 居延海環(huán)境演化與人類活動第一節(jié) 居延海和周邊地區(qū)環(huán)境變化歷史第二節(jié) 居延海地區(qū)沙漠化進程第三節(jié) 居延海地區(qū)環(huán)境保護及其意義第十三章 新疆和田綠洲環(huán)境演變及沙漠－綠洲系統(tǒng)的動態(tài)分析第一節(jié) 和田綠洲近代沉積地層年代第二節(jié) 和田綠洲環(huán)境演化第三節(jié) 于田沙漠－綠洲系統(tǒng)演變動態(tài)分析第十四章 青藏高原隆升與中國北方干旱環(huán)境第一節(jié) 高原隆升與侵蝕一堆積旋回第二節(jié) 青藏高原隆升與中國地質(zhì)環(huán)境的演化第三節(jié) 第四紀(jì)時期我國北方氣候干旱化的趨勢第四節(jié) 對青藏高原隆升與其環(huán)境效應(yīng)的理性思考第二部分 黃土高原區(qū)環(huán)境演化第十五章 粉塵堆積與冬季風(fēng)第一節(jié) 黃土粒度變化的氣候意義第二節(jié) 高分辨率粒度記錄及其與格陵蘭冰芯的對比第三節(jié) 冬季風(fēng)波動機制第十六章 黃土剖面的古土壤與夏季風(fēng)第一節(jié) 黃土一古土壤序列的典型微形態(tài)特征及其環(huán)境意義第二節(jié) 黃土和古土壤的土壤化學(xué)及黏土礦物特征第三節(jié) 黃土一古土壤序列的古風(fēng)化強度第四節(jié) 黃土中150ka來的古土壤分類及其形成時的古環(huán)境第五節(jié) 古土壤反映的軌道時間尺度上的東亞夏季風(fēng)變化第六節(jié) 黃土中記錄的非軌道氣候事件與季風(fēng)氣候系統(tǒng)的不穩(wěn)定性第七節(jié) 黃土中非軌道事件與軌道事件疊置關(guān)系及其可能原因第八節(jié) 主要結(jié)論第十七章 黃土剖面元素演化的古氣候記錄第一節(jié) 渭南黃土剖面主要元素分布特征與遷移序列第二節(jié) 渭南黃土中的稀土元素第三節(jié) 環(huán)境示蹤指標(biāo)選擇及其古氣候意義第四節(jié) 古氣候演化討論第五節(jié) 主要結(jié)論第十八章 碳酸鹽碳、氧同位素及其在古環(huán)境研究中的應(yīng)用第一節(jié) 黃土中的碳酸鹽第二節(jié) 樣品與方法第三節(jié) 黃土碳酸鹽同位素組分的特征第四節(jié) 碳酸鹽同位素組分與環(huán)境變化第十九章 黃土剖面有機質(zhì)碳同位素組成的環(huán)境意義第一節(jié) 樣品采集和有機質(zhì)碳同位素測試第二節(jié) 黃土有機質(zhì)碳同位素的環(huán)境指示意義第三節(jié) 黃土有機質(zhì)碳同位素與古植被第四節(jié) 黃土有機質(zhì)碳同位素與古季風(fēng)第二十章 黃土和古土壤磁化率的氣候意義第一節(jié) 黃土和古土壤中磁性礦物與磁化率的氣候意義第二節(jié) 磁化率沉積分量和成壤分量的分解及磁化率通量的氣候意義第三節(jié) 150 ka來黃土高原夏季風(fēng)氣候的時空演化第二十一章 現(xiàn)代粉塵與黃土所記錄的大氣化學(xué)特征第一節(jié) 樣品采集和研究內(nèi)容第二節(jié) 中國北方沙漠和黃土區(qū)現(xiàn)代大氣粉塵的化學(xué)組成第三節(jié) 大氣礦物粉塵與風(fēng)成黃土的組分第四節(jié) 黃土高原風(fēng)成黃土的源區(qū)分布第五節(jié) 中國沙漠粉塵的區(qū)域和全球尺度搬運模式第六節(jié) 大氣礦物粉塵向黃土的輸入過程第七節(jié) 末次間冰期以來風(fēng)成黃土的沉積后再改造程度第八節(jié) 風(fēng)成大氣粉塵沉積與東亞季風(fēng)氣候變遷第九節(jié) 主要結(jié)論第二十二章 沙漠－黃土邊界帶移動與氣候變化第一節(jié) 黃土－沙漠邊界帶的沉積地層第二節(jié) 氣候替代性指標(biāo)及其反映的環(huán)境變遷第三節(jié) 黃土－沙漠邊界帶的沉積地層及磁化率曲線對比第四節(jié) 特征時段的古沙漠范圍第五節(jié) 主要結(jié)論第二十三章 黃土－古土壤序列的變遷及其與全球古氣候旋回的關(guān)聯(lián)第一節(jié) 研究內(nèi)容第二節(jié) 實驗與方法第三節(jié) 結(jié)果與討論第四節(jié) 主要結(jié)論第三部分 干旱化的海洋因素和海洋記錄第二十四章 干旱化的海洋因素第一節(jié) 現(xiàn)代我國干旱氣候的海洋因素第二節(jié) 淺海區(qū)的海流變遷第三節(jié) 深海區(qū)的流場與溫度場第二十五章 干旱化的海洋記錄第一節(jié) 風(fēng)塵沉積第二節(jié) 深海沉積附錄 西太平洋末次冰期最盛期古地理實際材料站位表參考文獻跋


章節(jié)摘錄
　　上篇　總論　　第一章　研究區(qū)自然環(huán)境概況　　第一節(jié) 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造輪廓和地貌特征　　1.2 新生代構(gòu)造運動和地殼變形特征　　中生代晚期，特別是新生代喜馬拉雅構(gòu)造運動旋回，中國及鄰區(qū)地殼構(gòu)造演變已處于歐亞板塊、太平洋板塊和印度一大洋洲板塊三大巖石圈板塊相互作用的全球板塊構(gòu)造環(huán)境中，并且逐漸改造原先的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)造以及地貌形態(tài)，逐步形成了現(xiàn)今中國及鄰區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和地貌格局。對此具有特別重要作用的是新生代，尤其是晚新生代太平洋板塊（包括菲律賓海板塊）在歐亞板塊東緣和東南緣俯沖消減以及印度板塊與歐亞板塊碰撞這兩個構(gòu)造變動過程（圖1.5，丁國瑜、盧演儔，1989）?！　?.2.1 太平洋板塊與歐亞板塊的相互作用及東亞和東南亞地質(zhì)環(huán)境的變化　　中生代晚期現(xiàn)代太平洋中的古庫拉板塊消亡，太平洋板塊與歐亞板塊會聚，并在歐亞板塊東緣和東南緣俯沖消減。大約在漸新世晚期，太平洋板塊（包括菲律賓海板塊）由向北運動轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛭骱臀鞅狈较蜻\動，并以低角度向西或北西俯沖到歐亞大陸巖石圈板塊之下，強烈消減，歐亞大陸板塊則向東和東南仰沖。由此形成了構(gòu)造變形、地震和火山活動都十分強烈的西太平洋邊緣的海溝一島弧消減帶，包括阿留申群島、千島群島、日本列島、琉球群島以及中國臺灣一菲律賓等一系列海溝一島弧體系。與此同時，自漸新世晚期，特別是中新世早期以來，在各個海溝一島弧體系的后緣都不同程度地發(fā)生了弧后擴張，產(chǎn)生一系列弧后盆地和邊緣海，相繼形成了白令海、鄂霍茨克海、日本海、東海一沖繩海槽、南海、蘇綠海、蘇拉威西海等邊緣海。其中南海和日本海是具有大洋地殼的深海盆地，東海東緣和沖繩海槽是具有過渡型地殼的半深海。




編輯推薦
　　《黃土與干旱環(huán)境》可為從事資源環(huán)境，尤其是從事古氣候、古環(huán)境、古海洋、古生態(tài)以及新構(gòu)造和地貌的研究者以及青年學(xué)生提供參考，促進我國環(huán)境科學(xué)的發(fā)展。





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