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红树林湿地沉积速率对于气候变化的响应

热带海洋学报 2017年第2期36卷 40-47页

作者：刘涛刘莹乐远福广西南海珊瑚礁研究重点实验室广西南宁530004 广西红树林研究中心广西北海536000 广西大学海洋学院广西南宁530004 广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004

红树林湿地对维持热带-亚热带地区海岸带生态平衡具有重要作用,并在全球碳循环中扮演重要角色。以广西北海市红树林湿地作为研究对象,对该地区两处湿地钻孔沉积物的粒度、沉积速率进行了综合研究,并结合当地近30余年的降雨量和台风登陆... 详细信息

红树林湿地对维持热带-亚热带地区海岸带生态平衡具有重要作用,并在全球碳循环中扮演重要角色。以广西北海市红树林湿地作为研究对象,对该地区两处湿地钻孔沉积物的粒度、沉积速率进行了综合研究,并结合当地近30余年的降雨量和台风登陆频率的变化特征,分析了红树林沉积物中风暴沉积的粒度组分、含量以及影响风暴沉积输入量的主要因素以及红树林沉积速率对于气候变化的响应特征。研究表明:1)正常天气状况下由潮流输入的泥沙粒级均为粉砂-黏土组分,红树林沉积中的砂粒级组分为台风期间的暴风浪输入。风暴沉积在南流江口红树林沉积物中所占的比重超过56%,在大冠沙红树林沉积物中所占比重超过73%。2)近30年来,两处红树林湿地的沉积速率对于台风登陆频率增加有明显正响应,而对降雨量变化则无明显响应。3)在径流来沙量较少的大冠沙红树林湿地,由于岸线开敞、潮间带和红树林带宽度较小,导致台风期间暴风浪入射能量较强,风暴沉积输入量较高,其沉积速率反而高于径流来沙量充足的河口区。

关键词：红树林台风沉积速率沉积物粒度

海滩岩在南海北部中晚全新世海平面重建中的应用和不确定性分析

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海洋地质前沿 2023年第3期39卷 1-19页

作者：唐立超乐远福广西大学海洋学院广西南海珊瑚礁研究重点实验室珊瑚礁研究中心南宁530004

过去海平面变化特征对认识现代海平面变化过程和预估未来情景具有重要科学和现实意义。海滩岩作为热带和亚热带地区海岸潮间带特有的沉积岩,是海岸变迁和古海平面高程的重要标志物。然而,由于存在海滩岩形成后动力条件发生变化、采用的... 详细信息

过去海平面变化特征对认识现代海平面变化过程和预估未来情景具有重要科学和现实意义。海滩岩作为热带和亚热带地区海岸潮间带特有的沉积岩,是海岸变迁和古海平面高程的重要标志物。然而,由于存在海滩岩形成后动力条件发生变化、采用的测年方法不同以及海平面高程估算和分析误差等问题,基于海滩岩的过去海平面重建结果依然存在较大争议和不确定性。我们分析和总结了南海北部中晚全新世海滩岩重建海平面的进展,以及在海平面研究中存在的问题和潜在机遇,从海滩岩的形成年代与海滩岩形成后高程产生变化等方面进一步量化研究海滩岩重建海平面变化的不确定性。同时,通过对南海北部海南岛东部沿岸的3块原生珊瑚礁(1块大型块状滨珊瑚和2块滨珊瑚微环礁)进行高精度高程测量和铀系测年,共获得6个海平面数据,结合冰川均衡调整模型(Glacial Isostatic Adjustment,GIA)和ICE-5G模型结果,对基于海滩岩重建的南海北部中晚全新世海平面的可靠性进行比较和评估。以上不确定性分析和研究结果表明,通过年代与高程校正后,海平面重建结果准确性进一步提高。研究结果可为以其他海平面标志物重建的过去海平面的不确定性分析和可靠性分析提供参考和借鉴。

关键词：南海北部海滩岩中晚全新世海平面变化不确定性分析

南海北部全新世以来海平面变化特征及未来趋势预测

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海洋地质前沿 2023年第2期39卷 1-16页

作者：乐远福唐立超广西南海珊瑚礁研究重点实验室珊瑚礁研究中心广西大学海洋学院南宁530004

南海北部是南海向陆地过渡的前锋关键地带和全球变化的敏感地区之一,受海平面变化的影响,该地区海平面标志物广泛发育,是开展过去海平面变化研究的理想区域。目前关于南海北部全新世海平面变化历史的认识依然存在一定分歧。基于此,通过... 详细信息

南海北部是南海向陆地过渡的前锋关键地带和全球变化的敏感地区之一,受海平面变化的影响,该地区海平面标志物广泛发育,是开展过去海平面变化研究的理想区域。目前关于南海北部全新世海平面变化历史的认识依然存在一定分歧。基于此,通过新增6个珊瑚礁数据,并对南海北部已发表的海平面数据进行年代和高程校正,然后进行相互验证和可靠性分析。同时对监测记录较为连续的12个验潮站的现代海平面观测资料进行整理和进一步验证重建结果的可靠性。最后,根据汇编的679个校正和可靠性评估后的海平面数据,重建了南海北部全新世以来,尤其是最近2000 a的海平面变化历史和变化特征。校正和评估后的数据显示:南海北部海平面从早全新世(8211±128)cal a BP的−16.16 m快速上升到6000~7000 cal a BP的1.5~2.5 m,之后波动下降到现今海平面高度。其中在中全新世海平面保持高位震荡约2600 a,而晚全新世南海北部过去2000 a海平面整体呈现出阶段变化过程。首先,在公元0−350年呈下降趋势,然后在公元350−850年海平面快速上升,并在公元880年,海平面处于过去2000 a的最高点(1.05±0.35)m,随后海平面继续下降至公元1850年的(−0.18±0.05)m。之后半个世纪保持水平窄幅波动,直到公元1897年(−0.19±0.05)m后,海平面持续震荡逐渐上升至公元2020年的0.076 m。若以过去百年(公元1925−2020年)和40 a(公元1980−2020年)上升速度(分别为2.35 mm/a和3.55 mm/a)估算,公元2100年南海北部海平面将比现今海平面高0.19~0.28 m。因此,在南海北部沿海低洼地区开展大型工程建设时,需要考虑未来海平面上升因素带来的不利影响。此外,分析发现,基于不同海平面标志物和采用不同重建方法是南海北部全新世以来海平面重建结果区域差异的主要原因。总体上,南海北部中全新世以来海平面呈现出波动下降的趋势。尽管不同地区海平面在时间与高度上存有差异,但是南海北部地区与周边海岸的海平面记录一致,这说明中全新世南海北部高海平面与南海周边地区基本同步,极可能具有全球背景。

关键词：南海北部全新世海平面变化不确定性分析未来预测

涠洲岛近1500年以来孢粉炭屑记录的环境变化

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第四纪研究 2022年第6期42卷 1568-1585页

作者：向茜乐远福卢飞妃龙雅婷广西南海珊瑚礁研究重点实验室珊瑚礁研究中心广西大学海洋学院广西南宁530004

过去2000年来是人类高速发展的时期,环境变化已经从自然驱动主导转变为受人类和自然共同影响。涠洲岛位于南海西北部的北部湾海域中部,受南亚热带季风性气候和频繁的台风的影响,湿地沉积发育丰富,是研究亚热带海岛气候环境变化以及揭示... 详细信息

过去2000年来是人类高速发展的时期,环境变化已经从自然驱动主导转变为受人类和自然共同影响。涠洲岛位于南海西北部的北部湾海域中部,受南亚热带季风性气候和频繁的台风的影响,湿地沉积发育丰富,是研究亚热带海岛气候环境变化以及揭示人类活动的理想区域。本研究通过对涠洲岛湿地钻孔(WZD)长度160 cm的剖面开展高分辨率孢粉、炭屑和粒度分析等多指标综合分析,在AMSC测年的基础上,同时,结合当地历史文献资料,讨论了涠洲岛近1500年的植被演化与气候变化历史,并进一步揭示了人类活动影响下的涠洲岛环境变化过程。研究结果显示,涠洲岛环境变化过程分为4个阶段:(1)1471~669 cal.a B. P.(479~1281 cal. A. D.),剖面孢粉最低,优势植物基本以耐旱品种为主,表明此时期高温干旱。松花粉含量高,指示涠洲岛周围地区可能发育大量针叶林,形成以耐旱灌木、草本为主的稀树草原景观。在高温干旱的气候背景下,发生自然火灾的可能性大,此阶段的炭屑多为地方性火灾产生,涠洲岛基本保持着原始生态面貌。(2)669~372 cal.a B. P.(1281~1578 cal. A. D.),孢粉浓度增加,表明木本植物类型变丰富,气候温暖湿润。该时期涠洲岛上植被茂盛,变为从稀树草原到北亚热带季节性雨林的过渡型。温暖湿润的气候以及可供用于烧火的木材增多、有利于人类迁入并定居。(3)372~93 cal.a B. P.(1578~1857 cal. A. D.),喜凉的杜鹃花粉继续增加,耐寒冷的漆树科常有出现,表征此时气温进一步下降。十字花科、莴苣属等常见伴人植物花粉的出现以及剖面炭屑浓度和禾本科花粉迅速上升,说明人类在涠洲岛开始修建人工池塘,并开展水稻种植及其他农业活动。人类活动对岛上原始环境产生影响,但原始植被的防御力使得涠洲岛仍然部分保留了原始特征。(4)93 cal.a B. P.~现在(1857 cal. A. D.),木本植物花粉先减少后急剧增加,热带性植物木麻黄属增多指示此期间气候转暖。此时期大致对应现代暖期。仙人掌已经成为该岛优势植物,仙人掌、樟、楝、木麻黄、金合欢组合植被成为涠洲岛特有的植被景观。此外,D<100μm、 D≥100μm这两种粒径的炭屑和禾本科花粉含量急剧升至整个剖面的最高峰,中值粒径迅速细化,记录了强烈的人类活动。涠洲岛近1500年以来的孢粉炭屑记录表明,在中世纪暖期期间(900~700 cal.a B. P.),涠洲岛高温干旱,海平面有所上升。在小冰期期间(500~350 cal.a B. P.),气候温暖湿润并随着海平面下降。涠洲岛气候环境变化主要受太阳辐射调控,同时受ENSO活动等因子影响。

关键词：涠洲岛孢粉炭屑植被变化人类活动环境变化

北大西洋沿岸过去2000年海平面变化的若干重要特征

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海洋地质前沿 2022年第6期38卷 1-15页

作者：乐远福唐立超余克服广西南海珊瑚礁研究重点实验室珊瑚礁研究中心广西大学海洋学院南宁530004

北大西洋沿岸是世界上最容易受海平面上升影响的地区之一。了解该区域过去海平面变化历史和特征,对认识现代海平面变化过程、预估未来海平面变化趋势具有重要科学意义,同时也有助于最大限度地减小预测结果的不确定性。基于此,我们以北... 详细信息

北大西洋沿岸是世界上最容易受海平面上升影响的地区之一。了解该区域过去海平面变化历史和特征,对认识现代海平面变化过程、预估未来海平面变化趋势具有重要科学意义,同时也有助于最大限度地减小预测结果的不确定性。基于此,我们以北大西洋沿岸1350个验潮站观测记录和已发表的1604个海平面数据为基础,进行系统分析和集成研究,尝试建立北大西洋沿岸过去2000年海平面的变化历史,并分析北大西洋沿岸过去2000年海平面变化的主要过程与特征、区域差异和存在的问题。结果表明:①北大西洋沿岸过去2000年海平面变化具有显著的时空差异性,海平面的变化幅度、变化时间、波动次数等均具有区域差异性。②北大西洋沿岸过去2000年以来海平面总体上呈现出波动上升趋势,但不同地区海平面上升高程相差较大,北大西洋西岸北美洲东部海平面上升超过2.5 m,格陵兰岛-冰岛、欧洲和美国南部和东南部海平面上升幅度约1.9 m,北海和地中海海平面上升幅度约1 m。③公元1900年以来,北大西洋东西沿岸海平面上升速率普遍加快,并呈现出明显的纬度差异,即北大西洋东岸从地中海到欧洲沿岸再到格陵兰岛-冰岛,随着纬度增加,海平面上升速率逐渐增加。类似的,北大西洋西岸美国南部和东南部到美国东部再到加拿大东部,随着纬度的增加,海平面上升速率也依次增加。④过去2000年北大西洋沿岸海平面变化及其时空差异性是多种因素综合作用的结果,气候冷暖交替、冰川均衡调整、大气-海洋动力学、区域构造以及沿岸地形的变化、沉积物压实和潮汐范围变化等可能是主要原因。

关键词：北大西洋过去2000年海平面变化验潮站区域差异

福州盆地全新世沉积物的磁学性质及其对环境变化的响应

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地球物理学报 2012年第11期55卷 3718-3730页

作者：苏志华杨小强阳杰郑卓乐远福王建华中山大学地球科学系广州510275 中山大学广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室广州510275 中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室西安710075

福州盆地位于海陆过渡地带,在海陆变迁过程中,沉积物记录了高分辨率的环境信息,是揭示沉积特征对环境变化响应过程及模式的理想区域.本文选择位于福州盆地的FZ5钻孔进行岩石磁学、环境磁学和古地磁学方面的研究,以期阐明该区域沉积物磁... 详细信息

福州盆地位于海陆过渡地带,在海陆变迁过程中,沉积物记录了高分辨率的环境信息,是揭示沉积特征对环境变化响应过程及模式的理想区域.本文选择位于福州盆地的FZ5钻孔进行岩石磁学、环境磁学和古地磁学方面的研究,以期阐明该区域沉积物磁学性质对陆源碎屑输入、海平面变化和成岩作用的响应.岩石磁学结果表明钻孔沉积物以低矫顽力的亚铁磁性矿物为主体,但是在不同的环境变化阶段,磁性矿物的类型有较大变化.在9～*** BP的海侵过程中,沉积物中以磁铁矿为主体,存在菱铁矿和铁硫化物等还原性矿物.硫化作用使细粒磁铁矿溶解形成胶黄铁矿和黄铁矿,其峰面随碎屑磁性矿物的浓度变化而迁移.但硫化作用没有完全消除磁铁矿携带的特征剩磁和陆源碎屑输入量以及海平面升降对该阶段沉积物磁性的控制.在～*** BP以来随着海平面下降、沉积环境向陆相氧化环境转化,虽然早期还原作用仍然存在,但后期氧化作用使磁性矿物向高矫顽力的赤铁矿等矿物转变,氧化作用基本扰乱了磁铁矿携带的剩磁.沉积及其后期成岩作用过程中,发生在约～8.2、～7.7、～7.5、～2.7、～1.5、～*** BP六次强烈的古氧化界面反映了福州盆地当时异常干旱或湿热的气候事件.

关键词：环境磁学成岩作用海平面全新世

贵州西部晚全新世植被演替、气候变化与火灾历史

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第四纪研究 2024年第1期44卷 112-127页

作者：乐远福何柳莹郑卓陈聪万秋池汤永杰黄康有广西大学海洋学院广西南海珊瑚礁研究重点实验室广西南宁530004 中山大学地球科学与工程学院广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室广东珠海519082

贵州西部位于北亚热带云贵高原山地湿润-半湿润气候区,西南季风是该区域水汽来源的主要气候系统。贵州六盘水娘娘山有连片分布的垫状泥炭沼泽沉积,较完整记录了过去的植被和气候历史,是研究气候-植被-火灾-人类活动变化的理想场所。本... 详细信息

贵州西部位于北亚热带云贵高原山地湿润-半湿润气候区,西南季风是该区域水汽来源的主要气候系统。贵州六盘水娘娘山有连片分布的垫状泥炭沼泽沉积,较完整记录了过去的植被和气候历史,是研究气候-植被-火灾-人类活动变化的理想场所。本研究以六盘水娘娘山1999 m海拔的一处泥炭湿地钻孔上部52 cm岩芯为研究材料,通过AMS^(14)C测年获得年代框架,采用孢粉和炭屑分析,重建了该地区晚全新世气候变化和人类活动叠加影响下的植被演替及火灾活动历史。结果表明:3500~3100 cal.a B.P.期间,当地亚热带常绿阔叶林繁盛,火灾活动为气候控制为主的森林火灾,但火灾活动并未改变阔叶林的总体面貌;3100~600 cal.a B.P.期间,气候呈变干趋势,阔叶类木本植物显著减少,当地植被从亚热带常绿阔叶林转变为疏林草地和针叶类疏林,极可能是趋于冷干的气候环境的结果;大约600 cal.a B.P.之后,当地植被演变为开阔林,同时,出现大颗粒炭屑(>125μm)以及伴人花粉的明显增加,表明人类农业活动高强度的刀耕火种已经扩张到较高海拔山区。区域对比显示,西南地区在3500 cal.a B.P.以来,主要以区域性火灾为主,而3100 cal.a B.P.以后的火灾活动受到气候变干和人类活动的双重影响,特别是600 cal.a B.P.以来,人类活动(刀耕火种)成为局地火灾和植被更替的主要因素。

关键词：贵州西部山地泥炭孢粉炭屑植被演替人类活动晚全新世

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闽江钻孔沉积物微量元素地球化学研究

海洋地质与第四纪地质 2015年第2期35卷 81-90页

作者：章桂芳郑卓 Barry Rollet 黄康有乐远福朱光骐中山大学地球科学和地质工程学院广州510275 国土资源部海底矿产资源重点实验室广州海洋地质调查局广州510075 广东省地质工程与矿产资源探查重点实验室广州510275 Department of Anthropology University of Hawaii2424 Maile WayHonoluluHIUSA

河流沉积物微量元素特征对指示沉积演化历史、沉积环境及沉积物的物质来源具有十分重要的示踪作用。闽江福州段540cm的沉积物微量元素比值(Rb/Sr和Sr/Ba)和稀土元素地球化学特征,敏锐地指示了沉积环境从河流快速转变为沼泽的突变点,同时... 详细信息

河流沉积物微量元素特征对指示沉积演化历史、沉积环境及沉积物的物质来源具有十分重要的示踪作用。闽江福州段540cm的沉积物微量元素比值(Rb/Sr和Sr/Ba)和稀土元素地球化学特征,敏锐地指示了沉积环境从河流快速转变为沼泽的突变点,同时,也清楚地指示了不同沉积环境下的物源变化。受控于闽江流域丰富的岩浆岩和稀土资源以及呈酸性的福建土壤和闽江水体,闽江钻孔沉积物REE明显高于上地壳、长江和黄河,与福建土壤最为接近。经过球状陨石和北美页岩标准化之后,闽江钻孔沉积物稀土元素分配模式呈右倾型,与长江和黄河沉积相比具有更好的轻稀土富集。δEu负异常和δCe正异常非常显著,并且与∑REE密切相关,表明它们均受到源区环境变化和搬运作用的控制。

关键词：钻孔微量元素稀土元素地球化学闽江

贵州草海近21ka以来有机地球化学记录反映的古环境变化

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古地理学报 2019年第6期21卷 1025-1034页

作者：龚晓飞陈聪汤永杰黄康有乐远福梁凯璇郑卓中山大学地球科学与工程学院广东广州510275 广西大学海洋学院广西南宁530004

草海位于黔滇交界,主要受印度夏季风的影响,其湖沼沉积物记录了中-晚第四纪的环境变化历史,是研究第四纪环境和季风演变的良好载体。本研究选取的南屯NT03钻孔,岩心长405 cm,在放射性碳同位素(AMS14C)测年基础上建立了年代序列,并进行... 详细信息

草海位于黔滇交界,主要受印度夏季风的影响,其湖沼沉积物记录了中-晚第四纪的环境变化历史,是研究第四纪环境和季风演变的良好载体。本研究选取的南屯NT03钻孔,岩心长405 cm,在放射性碳同位素(AMS14C)测年基础上建立了年代序列,并进行了沉积物的色差值(L*)、烧失量(LOI550)、总有机碳(TOC)、碳氮比(C/N)和有机稳定碳同位素(δ13Corg)等古环境替代指标的测试。实验结果显示,L*、LOI550和TOC等3个有机碳含量指标同步变化,共同指示该钻孔序列经历了3个沉积环境演变阶段,即末次盛冰期晚期(21-15 cal ka BP)河流-冲积相沉积阶段、冰消期至早中全新世(15-4 cal ka BP)高湖面湖泊-沼泽相沉积阶段和晚全新世(4 cal ka BP以来)洪冲积相沉积阶段。近2万年以来草海湖沼面积经历的收缩→扩张→收缩演变过程与石笋氧同位素变化基本吻合,表明季风降雨是引起草海湖泊水体和周边生态系统变化的主要因素。δ13Corg指标变化范围为-29. 28‰^-24. 19‰,表明草海盆地周围植被组成在末次盛冰期以来C4草本虽然略有增加,但均以C3植物为主。同时,TOC和δ13Corg指标证明了B/A冰消期暖事件对盆地边缘区的湿地泥炭富集起到关键作用,而多指标揭示了近4 ka以来水域变浅并发展成为冲积环境的过程,也可能与石笋记录的夏季风减弱所带来的降水量减少有关。

关键词：贵州省草海印度夏季风沉积环境稳定碳同位素