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作者：姜永见浙江师范大学

学位级别：硕士

第四纪红土是在中国南方地区开展第四纪研究的重要载体。中亚热带长江中下游地区第四纪期间红土发育与黄土南侵交锋,气候变化敏感,在该区进行红土与环境变化研究具有重要意义。本文在皖南、赣北、浙北、浙中等地区选取5个典型的加积型... 详细信息

第四纪红土是在中国南方地区开展第四纪研究的重要载体。中亚热带长江中下游地区第四纪期间红土发育与黄土南侵交锋,气候变化敏感,在该区进行红土与环境变化研究具有重要意义。本文在皖南、赣北、浙北、浙中等地区选取5个典型的加积型红土剖面作为研究对象,主要利用沉积学方法,对加积型红土在成因类型上的共性、在沉积特征上的区域复杂性进行研究;在此基础上提取有效粒度指标,结合典型剖面年代学和地球化学指标,探讨其沉积环境演变,提取古环境变化信息。主要研究结果如下:(1)粒度测试结果显示:5处加积型红土土质均一,多属粉砂质粘土和粉砂质亚粘土,粒度特征整体较一致:均以粉砂(4～63μm)为第一优势粒级,剖面均值变化范围为62.49%～71.12%;粘粒(＜4μm)次之,剖面均值变化范围为28.75%～36.33%;砂(＞63μm)含量很小,剖面均值介于0.13%～3.60%之间,＞250μm的中粗砂含量剖面均值不足1%;颗粒整体较细,粒级混合度较高,分选性差;粒度曲线形态多为单峰正偏细尾型,部分样品含粗尾。上述粒度特征与北方黄土、下蜀黄土等风成沉积具有较好可比性;加积型红土中石英颗粒的粒度特征、形态和表面结构指示了风动力搬运过程和较强风化成土作用的影响。南方存在风成红土,且受到较强烈的风化成土作用的影响。(2)5处加积型红土的沉积特征存在一定差异,与浙江浦江(PF)和浙江金华汤溪(TX)红土相比,安徽宣城(XC)、浙江安吉(AJ)和江西九江(JL)红土粉砂含量较高,粘粒含量较低,砂含量较低,颗粒整体偏粗,粒级混合度较低。以XC、儿、PF、TX红土为例:自西北向东南,典型风尘粒组和次生粘粒含量分别呈减小和增大趋势,近源粗粒物质对沉积特征的影响增大;PF和TX红土的沉积物源存在由近程向远程转变的趋势,以上特征反映了自北向南季风强度和风尘沉积作用减弱、风化作用增强的变化趋势以及冬季风的不断加强和南进对南方风尘沉积的影响。(3)加积型红土剖面的层间粒度特征具有一定区别,自下而上沉积作用增强,风化作用减弱。同一剖面中不同层之间、不同剖面同一土层之间反映沉积环境变化的敏感粒度组分也不同,不同区域剖面间敏感粒度组分在反映沉积环境变化方面的显著性亦存在差别。(4)分形研究表明,JL红土颗粒在2～63μm范围内的体积分布具有显著的分形特征。不同土层的体积分维值差别明显,网纹红土层体积分维值较大,其上覆黄土—古土壤层体积分维值偏小;体积分维值与＜2μm组分含量、平均粒径φ值、标准离差显著正相关,与10～63μm组分含量显著负相关。红土粒度体积分维值反映了颗粒分布的复杂程度,指示了沉积—风化环境的变化:高体积分维值对应风化成壤作用较强时期,相应地,次生粘粒含量较高,风尘组分含量较低,平均粒径较细,标准离差偏大,粒级混合度较高,分选性较差,反之亦然。就JL红土而言,红土粒度体积分维值的剖面纵向变化相比其它传统粒度参数更能体现沉积特征的细节变化,是一种新的良好的沉积环境代用指标。(5)利用红土粒度体积分维值,结合ESR年代学研究以及其它粒度、化学指标对儿剖面红土沉积环境在时间序列上的变化进行了研究。体积分维值自下而上阶段性减弱,每个阶段内部亦存在高低值变化,表明该区自早更新世至中更新世后期风化成壤环境存在强弱波动,且整体渐弱。早更新世早期(2403.19～1945.63ka B.P.),风化成壤环境显著,存在强中见弱的高频高幅变化,气候变化频繁。早更新世中后期(1945.63～785.81ka B.P.),成壤强度减弱,随着东亚季风环流的逐步建立,冬夏季风对该区的作用均增强,但以夏季风占优势,体积分维值及其变化周期阶段性增大,体现了东亚夏季风强盛背景下气候湿热条件的增强。中更新世早期(785.81～476.46ka B.P.),东亚季风环流格局进一步建立,冬夏季风均显著增强,该区整体仍然处于一个较为适宜的网纹红土发育期,但体积分维值阶段性减小,体现了“中更新世气候转型”事件之后冬季风对该区影响渐进性增强,沉积作用逐步增强,风化成壤强度渐弱。中更新世中后期(370.04～257.75 ka B.P.),体积分维值较之前大大减小,沉积作用显著增强,成壤作用明显减弱,体积分维值的变化周期和幅度增大,东亚季风环流对该区风尘沉积的控制作用大大增强,冬夏季风强度反差加大,气候的周期性变化特征与北方黄土区具有一定的可比性,但整体上气候仍较黄土高原黄土区和北亚热带下蜀黄土区湿热。自中更新世以来,庐山地区气候条件由湿热渐趋干冷。

关键词：加积型红土中亚热带沉积特征风成特性粒度体积分形特征沉积环境变化

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青藏高原江河源区近40年来气候变化特征及其对区域环境的影响

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山地学报 2012年第4期30卷 461-469页

作者：姜永见李世杰沈德福陈炜中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室中国科学院研究生院中国科学院地球化学研究所

以江河源区12个气象台站1971—2008年间的逐月气温、风速和降水资料为基础,对该区气候变化特征进行了分析,结果表明:近40年来,江河源区气候持续变暖,年均气温的增温率为0.37℃/(10 a),1987年和1998年气温由低向高突变;年均风速显著降低,... 详细信息

以江河源区12个气象台站1971—2008年间的逐月气温、风速和降水资料为基础,对该区气候变化特征进行了分析,结果表明:近40年来,江河源区气候持续变暖,年均气温的增温率为0.37℃/(10 a),1987年和1998年气温由低向高突变;年均风速显著降低,每10 a降幅为0.24 m/s,1981年和1992年风速由高向低突变,年均风速与年均气温间呈负相关关系;1980年代降水偏多,1970和1990年代偏少,21世纪以来降水量有所回升,增幅因区域而异;年陆面蒸发量整体显著增加。结合前人研究,探讨了气候变化对环境的影响:持续升温导致江河源区内冰川退缩、多年冻土退化;1980年代气候相对暖湿,水资源量较丰;气候暖干化、水资源量减少、生态环境恶化是该区在1990年代和21世纪最初几年的显著特征;2004年左右以来,江河源区气候转湿,水资源量增加,生态环境有所好转。

关键词：江河源区青藏高原气候变化区域环境 REOF

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黄河源区湖泊水环境特征及其对气候变化的响应

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干旱区资源与环境 2012年第7期26卷 91-97页

作者：沈德福李世杰姜永见陈玮湖泊与环境国家重点实验室中科院南京地理与湖泊研究所南京210008 中国科学院研究生院北京100049

为了掌握青藏高原东北部湖泊水环境状况和气候变化特征,特地开展了青海境内黄河源区湖泊现状调查,结果发现黄河源区湖泊呈现水位升高和水量增大现象。收集近50年来气候资料得到:区域气候整体处于气温升高,降水趋减的态势,近几年降水呈... 详细信息

为了掌握青藏高原东北部湖泊水环境状况和气候变化特征,特地开展了青海境内黄河源区湖泊现状调查,结果发现黄河源区湖泊呈现水位升高和水量增大现象。收集近50年来气候资料得到:区域气候整体处于气温升高,降水趋减的态势,近几年降水呈现增多;区域内部有效降水存在差异:东部有效降水逐步减少,西部玛多有效降水呈逐年增大。湖泊水位升高的水源主要来自气候降水。应与区域气候波动周期的丰水阶段有关。

关键词：黄河源区有效降水气候变化湖泊环境

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黄河源区鄂陵湖现代湖盆形态研究

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地理科学 2011年第10期31卷 1261-1265页

作者：沈德福李世杰陈炜姜永见聂欣湖泊与环境国家重点实验室中国科学院南京地理与湖泊研究所江苏南京210008 中国科学院研究生院北京100049 安徽科技学院安徽滁州233100

鄂陵湖是黄河源区最大的淡水湖。通过基于GPS-RTK的技术定位以及测深仪的水下地形测量,结合相关历史资料和遥感数据分析,应用湖沼学理论,对鄂陵湖的湖盆形态进行定量化研究。结果发现鄂陵湖最大水深33.2 m,平均水深15.55 m,湖长37.49 km... 详细信息

鄂陵湖是黄河源区最大的淡水湖。通过基于GPS-RTK的技术定位以及测深仪的水下地形测量,结合相关历史资料和遥感数据分析,应用湖沼学理论,对鄂陵湖的湖盆形态进行定量化研究。结果发现鄂陵湖最大水深33.2 m,平均水深15.55 m,湖长37.49 km,湖面最大宽度32.3 km;平均宽度16.76 km,岸线长226.3 km,湖面面积628.47 km2,湖泊容积97.76×108m3,湖盆形态为接近抛物线体形式的构造断陷湖,而不具备第四纪冰川侵蚀湖盆的地貌特征。研究结果可以对黄河源区的生态环境变化和黄河源区的水量管理提供基础信息。

关键词：鄂陵湖湖盆形态水下地形测量黄河源区

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青藏高原近40年来气候变化特征及湖泊环境响应

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地理科学 2012年第12期32卷 1503-1512页

作者：姜永见李世杰沈德福陈炜金传芳中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室江苏南京210008 中国科学院研究生院北京100049 中国科学院地球化学研究所贵州贵阳550002 安徽科技学院城建与环境学院安徽滁州233100

以青藏高原52个气象台站1971-2008年的逐月气温、降水资料为基础,采用因子分析、气候趋势分析、气候突变分析等方法,对高原内部不同区域的气候变化特征进行研究,并讨论了高原湖泊环境对气候变化的响应。结果表明,近40 a来,青藏高原各区... 详细信息

以青藏高原52个气象台站1971-2008年的逐月气温、降水资料为基础,采用因子分析、气候趋势分析、气候突变分析等方法,对高原内部不同区域的气候变化特征进行研究,并讨论了高原湖泊环境对气候变化的响应。结果表明,近40 a来,青藏高原各区域年平均气温整体持续上升,柴达木地区增温尤为显著,年平均气温增长率达0.49℃/10a;1987年和1998年各区域气温普遍由低向高突变,1998年以来增温尤为显著。年可利用降水的变化特征存在区域差异,柴达木地区、藏北南羌塘高原东部地区整体增湿。除藏东地区,青藏高原其它地区气候条件于20世纪末21世纪初由暖干向暖湿转变,受其影响,以青海湖、鄂陵湖、冬给措纳、兹格塘错为代表的高原大型湖泊表现出水位上升、湖水离子浓度减小的特征,反映了气候暖湿条件下湖泊水量的增加。

关键词：青藏高原气候变化湖泊环境区域差异

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临沂市农田生态系统碳源/汇时空变化及其影响因素分析

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水土保持学报 2015年第2期29卷 183-187,237页

作者：王梁赵杰秦利郭娜安静姜永见临沂大学资源环境学院临沂276000 山东师范大学人口资源与环境学院济南250014 重庆中国三峡博物馆三峡古人类研究所重庆400015

依据2003-2013年临沂市农作物产量、耕地面积、农作物播种面积及农业投入等数据,对临沂市农田生态系统碳源、碳汇进行估算,分析其变化规律并探讨临沂市农田生态系统碳源、碳汇的影响因素。结果表明,2003-2013年临沂市农田生态系统的碳... 详细信息

依据2003-2013年临沂市农作物产量、耕地面积、农作物播种面积及农业投入等数据,对临沂市农田生态系统碳源、碳汇进行估算,分析其变化规律并探讨临沂市农田生态系统碳源、碳汇的影响因素。结果表明,2003-2013年临沂市农田生态系统的碳排放量呈现先增后减的情况;5种主要碳排放过程中,化肥施用过程中碳排放所占的比例最大;各县区碳排放量,远郊大于近郊;碳吸收、碳汇呈现增加的趋势,并具备很强的碳汇功能;小麦、玉米作为主要的粮食作物,碳吸收量远高于其他的农作物;各县区由于自然条件和发展方向的不同,碳吸收量与单位播种面积碳汇量差异较为明显。碳源、碳汇影响因素分析表明,碳吸收与小麦、玉米、水稻、花生等高产量作物、农作物总产量及农作物总播种面积显著正相关;碳排放量与农膜等农用化学品投入、农业机械等燃料动力使用和农业灌溉等显著正相关;碳汇量与碳吸收量显著正相关。

关键词：农田生态系统碳吸收碳排放碳汇

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庐山JL剖面红土磁化率特征及古环境记录

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山地学报 2011年第4期29卷 385-394页

作者：朱丽东姜永见张明强叶玮李凤全冯义雄浙江师范大学地理过程实验室中国科学院南京地理与湖泊研究所

江西九江庐山地区JL剖面红土磁化率测试结果表明:1.典型网纹红土的磁化率远小于弱网纹红土和棕黄色黄土-古土壤,数值上,棕黄色黄土-古土壤是网纹红土的2.33倍。剖面各层段频率磁化率均值变化于10.09%～13.71%,且与磁化率显著正相关,表... 详细信息

江西九江庐山地区JL剖面红土磁化率测试结果表明:1.典型网纹红土的磁化率远小于弱网纹红土和棕黄色黄土-古土壤,数值上,棕黄色黄土-古土壤是网纹红土的2.33倍。剖面各层段频率磁化率均值变化于10.09%～13.71%,且与磁化率显著正相关,表明风化成土作用中形成的超顺磁性颗粒对红土磁性增强具有重要贡献。2.湿润气候和土壤渍水的假潜育环境下铁磁性矿物易于分解、转化、淋失,这可能是导致网纹红土磁化率异常偏小的主因。从而在剖面上磁化率与CIA变化趋势相反,两者峰谷波动又基本一致。3.结合ESR年代,JL红土磁化率沿剖面自下而上分为4个波动式增大的阶段,可与早更新世以来季风环流演变过程中的几个重要转折期对应,记录了大尺度内的古环境变化信息。早更新世以来该区环境湿润程度波动式减弱,气候自中更新世以来由湿热向干冷转变。

关键词：第四纪加积型红土磁化率古环境记录

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长期施肥对酸性土壤氨氧化微生物群落的影响

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植物营养与肥料学报 2018年第2期24卷 375-382页

作者：王欣丽朱飞姚静姜永见王芸任丽英临沂大学资源环境学院山东临沂276000 山东省水土保持与环境保育重点实验室山东临沂276000 临沂市农业局山东临沂276000

【目的】长期施肥显著影响着酸性土壤的p H,研究由此引起的土壤中氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)和氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)的变化,为土壤培肥提供理论依据。【方法】供试土壤为27年长期定位施肥试验的... 详细信息

【目的】长期施肥显著影响着酸性土壤的p H,研究由此引起的土壤中氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)和氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)的变化,为土壤培肥提供理论依据。【方法】供试土壤为27年长期定位施肥试验的红壤,供试作物为玉米。选择不施肥对照(CK)、氮肥120 kg/(hm^2·a)(N)、氮磷钾肥(NPK)和猪粪2000 kg/(hm^2·a)(OM)4个处理采集土壤样品,测定了土壤基本理化性状;利用q PCR、PCR-DGGE方法,分析土壤AOA和AOB群落丰度与组成。【结果】1)长期定位施肥导致土壤p H值发生显著变化,N处理的土壤p H值最低,仅为4.03,其次是NPK和CK处理的土壤,OM处理土壤p H值最高,接近中性达6.40。2)与CK相比,长期施肥提高了土壤有机质、全氮、铵态氮和硝态氮含量。3)OM处理显著提高了土壤NH_3浓度,而其它处理对NH_3浓度无显著影响。4)施肥显著增加了土壤AOA的丰度,OM处理提升幅度最大;AOA丰度与土壤有机质碳、全氮呈极显著正相关(P0.05);施肥改变了AOA的群落结构,CK、N、NPK处理的群落结构差异不显著,OM处理与另外三个处理差别较大。主要AOA类群是Group 1.1b,少数属于Group 1.1aassociated。RDA分析表明,土壤p H值、有机质、总氮、铵态氮、土壤中NH_3浓度是导致AOA群落变化的主要环境因子。5)仅OM处理对AOB丰度和群落产生了显著影响,主要类群是Nitrosospira Cluster 3,少数属于Nitrosospira Cluster 9。AOB丰度与土壤NH_3浓度呈极显著正相关(P0.05)。【结论】长期施用不同肥料对酸性土壤的理化性质影响差异大,AOA和AOB的丰度和群落结构也发生了明显变化,尤其是施加有机肥之后。来自不同处理的大部分AOA属于Group 1.1b类群,少数属于Group 1.1a-associated类群。仅在OM处理中检测到AOB类群,大部分属于Nitrosospira Cluster 3,少数属于Nitrosospira Cluster 9。

关键词：长期施肥酸性土壤氨氧化微生物 DGGE 群落结构

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九江JL红土剖面记录的中更新世气候转型事件

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海洋地质与第四纪地质 2010年第6期30卷 115-123页

作者：张明强朱丽东姜永见叶玮王天阳王海力张璐璐浙江师范大学地理过程实验室浙江金华321004 中国科学院南京地理与湖泊研究所南京210008

粒度测试表明九江红土具风成特征。粉砂(4～63μm)为优势粒级,含量为66.20%～74.02%,富集风尘粒组。选择敏感粒组15～30μm作为气候代用指标,根据ESR测年和粒度年龄模型,建立JL剖面时间标尺,结果表明其沉积时代为2098.4～233.2kaBP,跨... 详细信息

粒度测试表明九江红土具风成特征。粉砂(4～63μm)为优势粒级,含量为66.20%～74.02%,富集风尘粒组。选择敏感粒组15～30μm作为气候代用指标,根据ESR测年和粒度年龄模型,建立JL剖面时间标尺,结果表明其沉积时代为2098.4～233.2kaBP,跨早、中更新世。下段网纹红土的沉积年龄为2098.4～441.5kaBP,上段棕黄色土的沉积时代为441.5～233.2kaBP。基于3PBase软件对234～2084kaBP期间气候周期的频谱分析,九江JL红土剖面记录了准100ka、准41ka和准30ka的地球轨道要素变化周期,并在734～784kaBP期间,气候周期发生了转型,由之前的准41和准30ka地轴倾斜率周期变成之后的准100ka地球轨道偏心率周期,这一信号响应了全球范围内中更新世气候转型事件。谱密度分析还表明剖面气候周期具复杂性,可能与东亚季风的非线性反馈机制有关。

关键词：加积型红土中更新世气候转型 ESR测年频谱分析江西九江

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青藏高原兹格塘错沉积记录的全新世水位变化事件及其原因初步研究

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地学前缘 2009年第6期16卷 162-167页

作者：李世杰 Bernd Wuennemann 夏威岚于守兵沈德福姜永见中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室江苏南京210008 中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室贵州贵阳550002 Interdisciplinary Centre of Ecosystem Dynamics Central Asia Free University BerlinD12249 BerlinGermany 中国科学院研究生院北京100039

兹格塘错是一个内陆封闭型湖泊,位于藏北高原腹地,处于西南季风作用边缘地带。由于流域内无冰川分布,湖泊补给主要靠大气降水,因此水体的扩张与收缩能够直接反映西南季风的变化。半干旱气候地区湖泊沉积物碳酸盐含量能够敏感地反映水体... 详细信息

兹格塘错是一个内陆封闭型湖泊,位于藏北高原腹地,处于西南季风作用边缘地带。由于流域内无冰川分布,湖泊补给主要靠大气降水,因此水体的扩张与收缩能够直接反映西南季风的变化。半干旱气候地区湖泊沉积物碳酸盐含量能够敏感地反映水体的扩张与收缩。兹格塘错沉积物碳酸盐含量高,与可溶盐(氯离子与硫酸根离子)含量变化结合能更好地揭示水体的演化阶段。分析结果表明,在9.3～8.9calkaBP、8.3～7.8calkaBP、5.0～4.7calkaBP、4.0～3.8calkaBP和3.1～2.7calkaBP碳酸盐含量出现大幅度下降,指示湖泊淡化、水位升高。但在3.8calkaBP左右碳酸盐含量和可溶盐(氯离子与硫酸根离子)含量同时出现峰值,指示出湖泊水体盐度升高、水位出现下降;近1calkaBP以来,碳酸盐与可溶盐含量都呈现逐渐下降趋势,表明湖泊水体逐渐淡化、水位缓慢上升的过程。但近100a来可溶盐含量上升,指示出湖泊水体的不断浓缩和水位下降过程,这和近百年的气候暖干化过程是一致的。兹格塘错沉积岩心碳酸盐含量全新世以来5次极低事件,有力地证明青藏高原西南季风在全新世期间的不稳定性。

关键词：青藏高原兹格塘错沉积记录全新世湖泊水位西南季风

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