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贵州黑洞4750年以来高分辨率石笋δ^(13)C记录

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沉积学报 2024年第3期42卷 970-980页

作者：郜魁何尧启邱万银张鑫冯唐慧姜修洋福建师范大学地理科学学院湿润亚热带生态—地理过程教育部重点实验室福州350007 福建师范大学地理研究所福州350007 贵州民族大学旅游与航空服务学院贵阳550025

【目的】全球变暖背景下,喀斯特地貌广布的西南地区可能面临石漠化加剧的风险,对该区域石漠化演变历史的重建具有重要意义。【方法】通过采自贵州省黔西县黑洞一支石笋(HD12)的29个230Th年龄和954个δ^(13)C数据,重建了该地区过去4 750... 详细信息

【目的】全球变暖背景下,喀斯特地貌广布的西南地区可能面临石漠化加剧的风险,对该区域石漠化演变历史的重建具有重要意义。【方法】通过采自贵州省黔西县黑洞一支石笋(HD12)的29个230Th年龄和954个δ^(13)C数据,重建了该地区过去4 750年的生态环境演变历史。【结果与结论】发现在4 322~3 526 a B.P.以及803~82 a B.P.时段存在两个显著的δ^(13)C正偏移,说明这两个时段洞穴上方的生态环境出现了恶化。HD12石笋δ^(13)C记录在约803 a B.P.的显著偏正持续了约290 a,其振幅达4.2‰,指示了该区域石漠化的扩张过程。这一时期西南地区多个洞穴石笋δ^(13)C值的一致偏正特征,可能指示了宋末靖康事件(823 a B.P.)后,人口的大量迁入和气候的干旱化导致了该区域石漠化的扩张。HD12石笋δ^(13)C值在4 322~3 526 a B.P.时期的偏正,振幅达4.9‰,其中4 322~3 977 a B.P.偏正过程对应于北半球4.2 ka事件,而3 777~3 526 a B.P.的偏正对应3.7 ka事件,两个时期的干旱事件在西南地区的多个石笋与湖泊记录中均有体现,说明在此期间,亚洲夏季风减弱,降水减少可能引起了该区域植被覆盖度大幅降低和土壤严重退化。

关键词：石笋δ^(13)C 晚全新世喀斯特石漠化中国西南地区

台风“烟花”(2106)期间江苏南通地区降水稳定同位素组成变化特征及影响因素

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地球科学与环境学报 2024年第2期46卷 169-179页

作者：陈思帆刘张齐毕丽丽丁文娜姜修洋董进国福建师范大学福建省亚热带资源与环境重点实验室福建福州350117 福建师范大学地理研究所福建福州350117 南通大学地理科学学院江苏南通226019

2021年第6号(2106)台风“烟花”是我国有监测记录以来对大陆影响时间最长的台风,为华东地区带来了暴雨级的降水。基于台风“烟花”(2106)影响江苏南通地区期间小时尺度高分辨率的降水稳定同位素数据,分析了降水稳定同位素组成变化特征... 详细信息

2021年第6号(2106)台风“烟花”是我国有监测记录以来对大陆影响时间最长的台风,为华东地区带来了暴雨级的降水。基于台风“烟花”(2106)影响江苏南通地区期间小时尺度高分辨率的降水稳定同位素数据,分析了降水稳定同位素组成变化特征及影响因素。结果表明:降水δ^(18)O值为-11.7‰~-2.3‰,加权平均值为-7.4‰。台风影响前期,采样点水汽主要来源于附近海域,受云下蒸发效应的影响,降水δ^(18)O值相对偏正;台风影响中期,受相对湿度与上游累积对流强度的共同控制,降水δ^(18)O值逐渐偏负。但相较于已发表的我国台风降水δ^(18)O极端偏负值(-20.1‰~-12.6‰),台风“烟花”(2106)降水δ^(18)O极值并未显著偏负,主要是由于上游累积对流降水历时较短以及台风登陆后水汽缺乏大规模有组织性的对流活动。

关键词：降水稳定同位素台风“烟花”(2106) 云下蒸发效应对流强度上游降水华东地区

近60年福建“龙舟水”期间降水的时空分布及影响因素

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亚热带资源与环境学报 2024年第1期19卷 77-83页

作者：万子芊杨云月邓海军姜修洋福建师范大学湿润亚热带生态地理过程教育部重点实验室福州350117 福建师范大学地理研究所福州350117

每年5月中旬左右,南海夏季风爆发后“龙舟水”给福建地区带来大量的降雨,短时强降雨易引起积涝的风险,对人民生产生活造成巨大的影响,但其背后的影响机制仍不清楚。本研究基于福建省60个气象站1962-2021年降水监测资料,采用主成分分析... 详细信息

每年5月中旬左右,南海夏季风爆发后“龙舟水”给福建地区带来大量的降雨,短时强降雨易引起积涝的风险,对人民生产生活造成巨大的影响,但其背后的影响机制仍不清楚。本研究基于福建省60个气象站1962-2021年降水监测资料,采用主成分分析、合成分析、小波分析等方法重建了近60年来福建“龙舟水”期间降水的时空变化特征。结果显示,在年际尺度上福建“龙舟水”整体呈现出先下降后增加的趋势,其中在1981-1995年明显趋于偏少,而空间上自东南向西北呈增加趋势。“龙舟水”的长期趋势与副热带高压活动(以下简称副高)存在着反相关关系,即副高弱时其位置偏东,“龙舟水”偏多;而副高强时,位置偏西,“龙舟水”则偏少。此外,在El Nino年时,季风爆发相对较晚,“龙舟水”偏少;而在La Nina年,夏季风爆发相对较早,“龙舟水”较多。“龙舟水”从20世纪70年代中后期开始到21世纪初期与ENSO存在5~7 a的共同周期,进一步说明在年代际尺度上ENSO对龙舟水起着重要的调控作用。

关键词： “龙舟水” 年际变化时空分布成因分析福建

贵州黔西县水西洞石笋记录的末次冰期Heinrich Stadial 4气候突变事件

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古地理学报 2023年第1期25卷 245-254页

作者：冯唐慧张鑫何尧启杨云月邱万银姜修洋福建师范大学地理科学学院湿润亚热带生态—地理过程教育部重点实验室福建福州350007 福建师范大学地理研究所福建福州350007 贵州民族大学旅游与航空服务学院贵州贵阳550025

末次冰期Heinrich Stadial 4气候突变事件(HS4事件)是发生于约40 ka B.P.(B.P.表示Before Present, Present为公元1950年)最为显著的一次海因里希冰阶事件,对其转型特征和精细结构的刻画有助于深入理解千年尺度气候突变事件的机制。本... 详细信息

末次冰期Heinrich Stadial 4气候突变事件(HS4事件)是发生于约40 ka B.P.(B.P.表示Before Present, Present为公元1950年)最为显著的一次海因里希冰阶事件,对其转型特征和精细结构的刻画有助于深入理解千年尺度气候突变事件的机制。本研究基于贵州黔西县水西洞SXG-3石笋的11个高精度230Th年龄和277个δ^(18)O数据,重建了40.77~37.17 ka B.P.时段平均分辨率为13 a的亚洲夏季风强度演变序列。该石笋氧同位素记录清晰地捕捉到了HS4弱季风事件,呈现出三阶段变化的特征,即:第1阶段(39.97~39.13 ka B.P.),石笋δ^(18)O在840±90 a内偏正1.32‰,夏季风缓慢减弱,对应于热带辐合带(Intertropical Convergence Zone,简称ITCZ)的南移和格陵兰气候快速变冷;第2阶段(39.13~38.35 ka B.P.),石笋δ^(18)O整体偏正,平均为-8.34‰,夏季风强度达到最弱,而南美季风达到最强,对应于ITCZ移动至最南端;第3阶段(38.35~37.59 ka B.P.),石笋δ^(18)O在760±89 a的时间内偏负至-9.25‰,对应于ITCZ的向北移动和格陵兰气候快速变暖。水西洞石笋记录的HS4事件三阶段变化特征与福建仙云洞记录十分相似,对应于NEEM(Northern Greenland Eemian Ice Drilling)冰心^(17)O-excess所反映的低纬水文循环过程变化,同时与南美Toca da Boa Vista(TBV)和Toca da Barrigude(TBR)洞穴石笋记录呈“镜像关系”。分析结果表明,在北半球高纬气候触发后,热带海洋和南半球热量的不断积聚及其随后的释放所引起的ITCZ的南北移动是造成这种三阶段变化的主要原因。

关键词： Heinrich Stadial 4 石笋亚洲夏季风中国西南地区水西洞

福建仙云洞现代次生碳酸盐团簇同位素特征与温度重建

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第四纪研究 2023年第5期43卷 1343-1353页

作者：杜垚华李苗发雷国良王芳于源江戈平姜修洋蔡炳贵福建师范大学湿润亚热带生态地理过程教育部重点实验室福建福州350117 福建师范大学地理科学学院福建福州350117 福建师范大学稳定同位素中心福建福州350117

碳酸盐团簇同位素(Δ47)是基于碳酸盐中13C-18O丰度相较于其随机分布状态的偏离程度对温度进行估算的新型测温技术。洞穴石笋沉积过程复杂,部分石笋受动力分馏作用影响导致其碳酸盐Δ47偏离平衡体系,这些因素增大了利用石笋碳酸盐Δ47... 详细信息

碳酸盐团簇同位素(Δ47)是基于碳酸盐中13C-18O丰度相较于其随机分布状态的偏离程度对温度进行估算的新型测温技术。洞穴石笋沉积过程复杂,部分石笋受动力分馏作用影响导致其碳酸盐Δ47偏离平衡体系,这些因素增大了利用石笋碳酸盐Δ47定量重建古温度的难度。本研究以典型东亚夏季风影响区的福建仙云洞为研究对象,通过对该洞现代次生碳酸盐样品的采集和稳定同位素组成的测定,探讨研究区现代次生碳酸盐Δ47特征及其重建温度的可靠性。研究结果表明:1)仙云洞5个现代次生碳酸盐样品的Δ47和δ18O结果均较为集中,而δ13C差异较大,这种样品间差异与共性并存的特征表明本研究所选样品具有代表性;2)仙云洞5个现代次生碳酸盐样品的Δ47值在0.702‰~0.720‰范围内波动,实测温度与基于平衡体系下建立的团簇同位素温度转换方程计算的温度结果较为一致,揭示出该洞穴现代次生碳酸盐Δ47接近热力平衡,不存在显著的动力分馏;3)基于洞穴次生碳酸盐的团簇同位素温度和δ18O值,推算出对应的滴水δ18O值介于-8.0‰~-7.6‰之间,这与长期监测的仙云洞滴水δ18O结果较为吻合,表明仙云洞现代次生碳酸盐氧同位素接近同位素平衡。本文研究结果为重建区域古温度和古降水提供了证据支撑。

关键词：团簇同位素氧同位素仙云洞洞穴次生碳酸盐温度

黔北石膏洞9.9～4.2 kaBP石笋微量元素记录及环境意义

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海洋地质与第四纪地质 2014年第2期34卷 143-148页

作者：杨邦雷国良姜修洋福建师范大学地理科学学院湿润亚热带生态-地理过程教育部重点实验室福州350007

通过对黔北石膏洞一石笋（编号SG-1）进行碳氧稳定同位素测试和XRF元素扫描分析，结果表明研究时段内Mg／Ca、Sr／Ca和Ba／Ca比值都表现了较明显的阶段性变化：Mg／Ca比值在9．9～6．6kaBP偏低，6．6～4．2kaBP期间逐渐升高，整体变化... 详细信息

通过对黔北石膏洞一石笋（编号SG-1）进行碳氧稳定同位素测试和XRF元素扫描分析，结果表明研究时段内Mg／Ca、Sr／Ca和Ba／Ca比值都表现了较明显的阶段性变化：Mg／Ca比值在9．9～6．6kaBP偏低，6．6～4．2kaBP期间逐渐升高，整体变化趋势与石笋δ^18O变化趋势较为一致，呈正相关关系，表明石膏洞石笋Mg／Ca比值主要受降水的影响，即降水增多（δ^18O偏负），岩溶水在母岩中滞留时间短，Mg／Ca比值降低；反之则升高。Sr／Ca和Ba／Ca比值在8．7～4．2kaBP的变化与石笋δ^13C变化趋势一致，呈反相关关系，植被和土壤微生物活动有可能是影响石膏洞石笋Sr／Ca和Ba／Ca的主要因素。但是在9．9～8．7kaBP，Sr／Ca和Ba／Ca比值与石笋δ^13C关系复杂，有可能同时受到温度、降水、地表植被和上覆土壤等众多因素的影响。因此，运用Ba／Ca和St／Ca进行古气候研究时需要慎重，要注重多指标对比研究。

关键词：石笋微量元素 XRF扫描石膏洞

末次间冰期东亚季风百年—十年际分辨率洞穴石笋记录

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末次间冰期东亚季风百年—十年际分辨率洞穴石笋记录

作者：姜修洋南京师范大学

学位级别：硕士

末次间冰期被认为可以与目前的间冰期(全新世)进行对比，从而有助于我们理解和预测现在的气候变化过程。本文通过神农架山宝洞、永兴洞和南京葫芦洞5根石笋22个Th、1723个氧同位素数据分析结果，建立了末次间冰期及其临近阶段(140～110k... 详细信息

末次间冰期被认为可以与目前的间冰期(全新世)进行对比，从而有助于我们理解和预测现在的气候变化过程。本文通过神农架山宝洞、永兴洞和南京葫芦洞5根石笋22个Th、1723个氧同位素数据分析结果，建立了末次间冰期及其临近阶段(140～110kaBP)百年-十年际尺度高分辨率的气候演化序列，其长期演化趋势与北纬33°夏季日辐射能量曲线基本一致。神农架石笋、董哥洞石笋和葫芦洞石笋δO曲线在重叠时段呈现出整体一致的波动特征，证实了亚洲季风降水同位素组成变化具有广泛的区域意义。通过对山宝洞SB25石笋的精确定年，确定终止点Ⅱ的年龄为129.5±1.0ka，进一步证实了北半球太阳辐射是东亚季风冰期／间冰期转换的主要驱动力。该洞穴石笋SB23、SB25和SB28 δO值在冰期／间冰期旋回中振荡幅度达4‰左右，这在亚洲季风区洞穴记录中具有普遍性。因此，亚洲季风区石笋δO具有4.0‰的振荡幅度可认为是亚洲季风石笋记录的冰期／间冰期旋回的重要判据。分辨率为十年际δO曲线显示东亚季风在倒二冰期向末次间冰期转换时表现为4个阶梯式阶段，其中“终止点Ⅱ停滞”后的季风降水突增与全球CH浓度突变同步。平均分辨率分别为8年、14年的永兴洞石笋YX21和葫芦洞石笋TF δO曲线揭示出末次间冰期季风降水高频波动特征。5根石笋在末次间冰期时段功率谱分析周期有525、285、228、207、157、121～126、60和19～23年，类似于全新世大气△C残差百年-十年际周期，表明末次间冰期亚洲季风强度的变化仍然受太阳活动的影响。石笋SB23 δO值在122ka左右开始偏正，大约在116ka左右达到最低谷值，此冷谷与格陵兰冰阶26相对应。随后，δO缓慢偏负，大约在112ka左右达到暖锋的峰值，此暖锋与格陵兰26号间冰阶相对应。大约在110ka左右，石笋δO表现为一低谷，此冷谷与格陵兰冰阶25相对应。这表明东亚夏季风强度和格陵兰温度以及北大西洋气候有着很好的关联。

关键词：末次间冰期终止点II 东亚季风神农架石笋

黔北洞穴石笋记录的GIS-8事件亚旋回特征

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第四纪研究 2012年第3期32卷 561-562页

作者：何尧启姜修洋福建师范大学地理科学学院湿润亚热带生态地理过程省部共建教育部重点实验室福州350007 贵州民族学院旅游与航空服务学院贵阳550025

冰芯、陆地和海洋等古气候记录表明末次冰期存在着一系列千年尺度的气候突变事件，尤以格陵兰冰芯记录的快速升温事件（Greenland Interstadial事件，简称GIS事件）[1]和北大西洋深海沉积记录的冰漂碎屑事件（Herinch事件，简称H事件）... 详细信息

冰芯、陆地和海洋等古气候记录表明末次冰期存在着一系列千年尺度的气候突变事件，尤以格陵兰冰芯记录的快速升温事件（Greenland Interstadial事件，简称GIS事件）[1]和北大西洋深海沉积记录的冰漂碎屑事件（Herinch事件，简称H事件）[2]最为显著。虽然各记录中气候事件表现形式不一致，但被证明具有全球性[3]亚洲季风千年尺度气候变化与北高纬气候事件紧密相关[4],

关键词：突变事件石笋记录特征旋回洞穴黔北冰芯记录千年尺度

黄土高原东缘晚全新世高精度高分辨率石笋古环境记录

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地理科学 2012年第9期32卷 1136-1141页

作者：董进国沈川洲姜修洋南通大学地理科学学院江苏南通226007 台湾大学地质科学系台湾台北10617 福建师范大学地理科学学院福建福州350007

基于山西武乡太行龙洞一支石笋5个230Th年龄和190个氧同位素数据重建4 400~150 a B.P.高分辨率δ18O序列。石笋δ18O值逐渐增加,除最近约600 a外,在千年尺度长期趋势变化上与中国南部其它洞穴记录相一致,表明晚全新世亚洲夏季风强度持... 详细信息

基于山西武乡太行龙洞一支石笋5个230Th年龄和190个氧同位素数据重建4 400~150 a B.P.高分辨率δ18O序列。石笋δ18O值逐渐增加,除最近约600 a外,在千年尺度长期趋势变化上与中国南部其它洞穴记录相一致,表明晚全新世亚洲夏季风强度持续减弱响应于同一驱动机制。一次显著的气候突变事件发生在2 550~2 000 aB.P.,与史料记载的干旱期大致相对应。功率谱分析揭示出106 a周期,与树轮Δ14C太阳活动周期大体一致,说明百年尺度上太阳活动与东亚季风变化有一定关联性。

关键词：晚全新世石笋东亚季风突变事件黄土高原东缘太阳活动