干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 我国西部环境科学钻探与亚洲季风

Arid

	我国西部环境科学钻探与亚洲季风—干旱环境变迁机理研究
	安芷生; 刘晓东; 宋友桂; 李小强; 强小科; 周卫健; 蔡演军; 常宏; 刘卫国; 徐海; 孙有斌; 艾莉; 刘振宇; 卢雪峰; 谭亮成; 吴枫; 于学峰; 陈怡平; 李新周; 卢凤艳; 董吉宝
完成单位	中国科学院地球环境研究所
登记(发布)日期	2009
中文摘要	认识晚新生代以来我国季风—干旱气候的历史及其时空变率对于理解我国自然地理分异演化的背景规律以及未来环境变化趋势预测均具有极其重要的意义,是当前国际地球科学的前沿问题之一,也是对保障我国社会可持续发展具有实际意义的重大课题。从2005年1月至2009年12月,在国家科技部973项目、国家自然科学基金重大基金、国际大陆钻探计划ICDP及中国科学院的支持下,研究团体对我国西部内陆干旱区罗布泊、半干旱区青海湖、黄土高原等典型地区开展大量的野外调查和钻探工作,进行了大量的实验测试和数据分析模拟,取得了一批原创性研究成果,在国内外学术界产生了重要影响。归纳起来,本项目研究主要在以下7个方面取得了突出成果。 1)首次在我国西部地区开展了环境科学钻探研究,获得了一批珍贵的原始地质记录。在青海湖、黄土高原等地实施了科学钻探,累计获得3100余米连续的高质量岩芯(平均取芯率95%以上),这些原始岩芯记录成为全面、真实反映我国季风—干旱区尤其是西部地区环境变化的第一手资料。 2)取得了我国北方干旱化历史的新认识。发现了迄今为止北半球最老的25百万年的高分辨率的风成堆积系列,建立了最近7百万年塔里木盆地干旱化演化的框架,确认了极端干旱区的塔克拉玛干沙漠自5.3百万年开始发育。 3)基于地球物理勘探和钻探研究揭示了青海湖沉积构造特征和青海湖盆地演化历史。青海湖高密度地球物理勘探表明,青海湖湖底沉积物存在三个重要界面,湖盆内五条断裂带控制了青海湖盆地的构造格架,形成以海心山为主体的中央隆起带和南北两个拗陷盆地。晚第三纪初青海湖盆地进入新构造运动期形成湖盆的雏形。青海湖南岸钻孔岩芯揭示10～9Ma已为河湖相沉积。以后出现了湖相沉积与风尘堆积的多期演变。3.6Ma左右湖水突然变浅,各项代用指标指示了青海南山的强烈隆升事件。之后青海湖没有出现过深湖环境。 4)青海湖—黄土高原半干旱区环境演化记录与方法研究进展突出。重建了青海湖最近3万年的气候变化历史,首次提出我国半干旱区气候变化既受亚洲季风又受西风影响,半干旱区气候演化和突变事件可视为高低纬气候相互作用的结果,证明了亚洲季风变迁和西风强度的变化与太阳辐射和太阳活动紧密联系,冰期以西风气候占优势,而间冰期时以夏季风气候为优势。同时,开展了青海湖近代环境变化与代用指标的古气候意义研究,认为青海湖δ18Ocarb、δ13Ccarb、TCC、δ15N均可作为区域温度代用指标,提出了泥炭类脂分子化石可作为恢复植被的有效工具,建立了黄土高原土壤有机碳同位素与降水变化的半定量关系,为利用土壤有机碳同位素指示古环境变化提出了新思路。 5)通过新材料和新视角揭示了青藏高原地区不同时间尺度气候变化的规律和机制。基于末次间冰期以来青藏高原洞穴石笋研究,证实了亚洲夏季风气候变化直接响应北半球太阳辐射变化的假说。利用青藏高原气象站观测和气候模拟输出资料,系统分析了最近及未来几十年高原地区气候的强烈变暖现象。进一步明确了青藏高原可能是不断增强的温室效应作用下全球变暖过程中的一个气候敏感区,高原地区的强烈变暖可视为全球变暖的一种预警信号。 6)发展了青藏高原—亚洲季风—全球变化的综合集成研究。通过季风序列、干旱序列、南海记录及与全球记录的对比,综合集成和数据模拟了中新世以来我国大陆季风—干旱环境分异耦合的演化历史与青藏高原生长的关系,提出了中新世以来青藏高原生长与亚洲季风演化及内陆干旱化的概念模型,从新的视角探讨了北半球大冰期发生的机制。 7)通过气候模拟研究深化了亚洲季风—干旱环境变化机制的理解。首次完成了过去28万年的连续数值模拟,明确了季风演化与日射强迫之间的关系,说明夏季风降水是由前期而非同期的日射变化所决定的。利用海洋—大气耦合模式进行了长达2.1万年的连续瞬变模拟结果,成功模拟了发生于1.47～1.27万年前B-A增暖事件,提出这次增暖事件的新机制,可为认知和预报全球增暖背景下产生的气候突变提供科学基础。由于钻探是一个耗时花费大,周期长的工作,目前的成果仅仅是我国大陆环境钻探计划研究的阶段性成果,虽然我们在国内外重要学术刊物上发表了一批有重要影响的研究论文,但仍在探讨多种方法建立高质量的气候变化序列,期望继续在国际一流刊物上发表研究成果,尤其是长岩芯的年代学和环境演化的研究可望在我国大陆环境科学领域取得突破。据统计,本项研究目前共发表论文(包括出版中的)87篇,其中在SCI收录刊物上发表论文(含出版中的)共37篇,目前被SCI数据库收录32篇。研究团体参加国际国内学术会议上百人次,并做了10余个特邀报告,受到了国内外学者的广泛赞同,产生了较大的影响。通过本项目研究培养了一批硕士、博士生研究生。一人被选为中国科学院院士,一人获国家杰出青年基金,一人获中国科学院50篇优秀博士论文。创新点： 1)获得的我国西部罗布泊、青海湖和黄土高原风尘堆积的高质量岩芯和石笋等原始地质记录,为研究我国季风干旱环境提供了珍贵的原始材料。 2)次强化了与全球冰期相联系的西带气候对干旱区演化的认识,揭示出我国干旱—半干旱区演化既受亚洲季风又受西风带气候的影响,以及太阳辐射和太阳活动通过高低纬气候相互作用对半干旱区气候事件的制约,为深入研究我国干旱区环境演化奠定了理论基础。 3)建立了北半球最古老的连续的最近2500万高分辨率的风尘堆积序列,建立了最近7百万年塔里木盆地干旱化演化的框架。 4)现代和过去气候变化研究相结合,开创了多尺度气候与环境变化研究新途径。 5)开拓我国同类研究国际合作的新局面,有利于建设新的高水平的研究队伍。 6)利用海洋—大气耦合模式对末次冰期至间冰期转换期间气候增暖事件的成功模拟有助于认知全球增暖背景下产生的气候突变。东亚地区全新世暖期降水变化在一定程度上可作为未来降水变化的历史相似型。青藏高原地区气候强烈变暖及其海拔依赖性也可以作为全球变暖的一种早期预警信号。青藏高原地区未来气候变化趋势进行了预估研究。这些工作可为我国西部生态环境建设决策及制定社会经济发展战略提供科学依据。
中文关键词	西部 ; 环境科学钻探 ; 环境变迁
成果类型	基础理论
语种	中文
国家	中国
中图法分类号	P634.5
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001362015
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/242568
推荐引用方式 GB/T 7714	安芷生,刘晓东,宋友桂,等. 我国西部环境科学钻探与亚洲季风—干旱环境变迁机理研究[Z]. 基础理论,2009.