內(nèi)蒙古蘇貝淖湖泊沉積記錄與環(huán)境演變
本書內(nèi)容包括:沉積物樣品的采集與研究方法;環(huán)境代用指標(biāo)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析;蘇貝淖全新世環(huán)境深化過程重建等。
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在全球人口增長及社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的過程中,地球環(huán)境受到了前所未有的強(qiáng)烈干預(yù),由此產(chǎn)生的諸如氣候變暖、土地退化與沙漠化、水資源短缺、植被退化、自然災(zāi)害頻發(fā)等區(qū)域性和全球性環(huán)境變化問題對(duì)人類的生存及經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此,環(huán)境變化問題已成為眾多學(xué)科領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。過去全球變化(Past Global Changes,PAGES)是國際地圈生物圈計(jì)劃(Intema, tional Geosphere-Biosphere Program,IGBP)研究的重點(diǎn)計(jì)劃之一,其研究的時(shí)間尺度經(jīng)歷了新生代、第四紀(jì)、全新世(早期、中期、晚期)以及百年或十年際等多個(gè)時(shí)段。由于人類社會(huì)的發(fā)展、繁榮、富強(qiáng)都發(fā)生在全新世,全新世環(huán)境演變研究逐步成為過去全球變化研究的熱點(diǎn)問題。
目前,可通過巖石和地層學(xué)、生物與生態(tài)學(xué)、地球化學(xué)、地球物理學(xué)、考古學(xué)、文獻(xiàn)記載、儀器監(jiān)測記錄等進(jìn)行環(huán)境演變研究,其中巖石和地層學(xué)(主要是海洋沉積物和大陸沉積物)是研究環(huán)境演變的重要依據(jù)。湖泊作為一種相對(duì)獨(dú)立的大陸自然生態(tài)系統(tǒng),其發(fā)展演變受巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈等共同作用的影響。湖泊沉積物蘊(yùn)含的環(huán)境信息是千年時(shí)間尺度上全球環(huán)境演變研究的重要載體。我國幅員遼闊,自然地理環(huán)境復(fù)雜,湖泊數(shù)量眾多且分布廣泛,利用湖泊沉積物來揭示區(qū)域環(huán)境變化已成為一種慣用手段。
內(nèi)蒙古南部鄂爾多斯高原位于東亞季風(fēng)區(qū)的邊緣地帶,是典型的干旱、半干旱生態(tài)脆弱區(qū)。作為對(duì)氣候環(huán)境變化響應(yīng)非常敏感的關(guān)鍵地理區(qū)域,其全新世的環(huán)境演變研究具有不可替代的作用。鄂爾多斯雖為干旱高原,河流較少,地表徑流發(fā)育較差,但該地區(qū)分布有眾多內(nèi)陸湖泊,這為全新世環(huán)境演變研究提供了重要的信息載體。至目前,已有部分學(xué)者利用該地區(qū)的湖泊沉積物建立了區(qū)域氣候環(huán)境演化序列,但是在空間分布上仍然存在空白區(qū),且研究成果具有不確定性,相互之間存在差異,因此還需要投入更多的工作,進(jìn)行區(qū)域?qū)Ρ妊芯浚M(jìn)一步加深對(duì)氣候變化及其區(qū)域響應(yīng)的認(rèn)識(shí)和理解。
本書以鄂爾多斯高原毛烏素沙漠地區(qū)的蘇貝淖及其流域?yàn)檠芯繉?duì)象,選取湖區(qū)剖面采集沉積物樣品,通過實(shí)驗(yàn)測定與分析,研究湖區(qū)及其流域的環(huán)境演變。全書共分6章,第l章緒論,主要介紹全新世環(huán)境演變、湖泊沉積與環(huán)境演變的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展,并指出本書的研究內(nèi)容、研究方法;第2章主要介紹研究區(qū)的自然地理狀況;第3章概括湖泊沉積物樣品的采集方法與過程,描述沉積物剖面特征,介紹沉積物年代學(xué)研究方法,并分析環(huán)境代用指標(biāo)的指示意義和測定方法;第4章是實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,主要對(duì)沉積物的粒度、磁化率、地球化學(xué)元素、燒失量和碳酸鹽含量的變化特征進(jìn)行系統(tǒng)分析;第5章基于沉積物年代標(biāo)尺,利用粒度、磁化率等多種環(huán)境指標(biāo)分析蘇貝淖流域的環(huán)境演化歷史,并與周邊區(qū)域已有的環(huán)境演變研究成果進(jìn)行對(duì)比分析和討論;第6章是結(jié)論和展望,提出本書研究的主要結(jié)論,并分析研究存在的不足及有待解決的問題。
本書涉及大量的野外采樣和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)工作,感謝王恒松、陳見影、馬倩、鮑鋒、王繼夏、王效鋒、鄭鵬、李創(chuàng)新博士和李艷龍、李艷茹、孔偉、安彬碩士的幫助。同時(shí)要感謝咸陽師范學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和同事對(duì)本書出版的鼎力相助?茖W(xué)出版社范鵬偉先生對(duì)本書出版給予了大力支持,付出了辛勤的勞動(dòng),在此表示誠摯的感謝!
環(huán)境演變是一個(gè)涉及多學(xué)科交叉研究的問題,更是一個(gè)長期的全球性問題,該研究領(lǐng)域中遇到的諸如測年、環(huán)境代用指標(biāo)的選取及指示意義等問題仍是未來長時(shí)期內(nèi)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn),需要進(jìn)一步深入研究。由于作者知識(shí)水平和能力有限,書中疏漏和不當(dāng)之處在所難免,敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正,以便在今后的工作中完善和修改。
劉宇峰
2017年2月15日
劉宇峰,漢族,山西忻州人,博士,畢業(yè)于陜西師范大學(xué)旅游與環(huán)境學(xué)院,現(xiàn)為咸陽師范學(xué)院資源環(huán)境與歷史文化學(xué)院地理系副主任,成陽師范學(xué)院青年骨干教師。主要從事區(qū)域環(huán)境演變研究,主持陜西省教育廳自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目2項(xiàng),參與陜西省社科基金項(xiàng)目2項(xiàng),參與國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目2項(xiàng)。在《地理研究》《地理科學(xué)》《自然資源學(xué)報(bào)》《應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)》等期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文三十余篇。
目錄
前言 ⅰ
第1章 緒論 1
1.1 研究背景及意義 1
1.2 環(huán)境演變研究進(jìn)展 4
1.2.1 全新世環(huán)境演變研究進(jìn)展 4
1.2.2 湖泊沉積與環(huán)境演變研究進(jìn)展 7
1.2.3 湖泊演化研究原理與方法 13
1.3 研究的內(nèi)容、方法和工作量 16
1.3.1 研究內(nèi)容 16
1.3.2 研究方法及技術(shù)路線 17
1.3.3 研究的工作量 17
第2章 研究區(qū)域概況 19
2.1 地理位置 19
2.2 地質(zhì)條件 21
2.3 地貌條件 23
2.4 水文水資源條件 26
2.5 植被與土壤條件 27
2.6 氣候條件 29
第3章 沉積物樣品的采集與研究方法 31
3.1 沉積物樣品采集 31
3.2 沉積剖面特征 33
3.3 沉積物年代學(xué)研究方法 35
3.3.1 光釋光測年 35
3.3.2 14C測年 39
3.3.3 環(huán)境代用指標(biāo)的指示意義及測定方法 47
第4章 環(huán)境代用指標(biāo)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 67
4.1 沉積物粒度變化特征 67
4.1.1 粒度組成 67
4.1.2 粒度參數(shù)特征 71
4.1.3 粒度頻率曲線特征 75
4.2 沉積物磁化率變化特征 79
4.3 沉積物地球化學(xué)元素的組成與分布特征 86
4.3.1 常量元素分析 86
4.3.2 微量元素分析 94
4.3.3 元素對(duì)比值分析 106
4.4 沉積物燒失量變化特征 110
4.5 沉積物碳酸鹽含量變化特征 113
第5章 蘇貝淖全新世環(huán)境演化過程重建 119
5.1 沉積物剖面年代標(biāo)尺的建立 119
5.1.1 年齡測定結(jié)果 119
5.1.2 年代標(biāo)尺的建立 121
5.2 蘇貝淖全新世環(huán)境演化重建 122
5.2.1 SBN-1剖面沉積物環(huán)境代用指標(biāo)綜合分析 123
5.2.2 SBN-2剖面沉積物環(huán)境代用指標(biāo)綜合分析 125
5.2.3 蘇貝淖全新世以來的環(huán)境演化歷史 128
5.3 蘇貝淖全新世環(huán)境記錄與區(qū)域氣候的對(duì)比及討論 130
第6章 結(jié)語 136
6.1 結(jié)論 136
6.2 展望 138
參考文獻(xiàn) 140