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阿拉善高原晚第四纪高湖面与大湖期的再探讨

科学通报 2011年第17期56卷 1367-1377页

作者：王乃昂李卓仑程弘毅李育黄银洲兰州大学资源环境学院兰州大学干旱区水循环与水资源研究中心兰州730000

中国西北地区晚更新世湖泊演变和水文循环是第四纪科学研究的热点,但近年来随着研究的深入而存在一些争论,其焦点之一就是晚更新世高湖面形成的时代.通过对阿拉善高原的野外考察、岸堤测量及14C定年,在该区域晚更新世高湖面与大湖期的... 详细信息

中国西北地区晚更新世湖泊演变和水文循环是第四纪科学研究的热点,但近年来随着研究的深入而存在一些争论,其焦点之一就是晚更新世高湖面形成的时代.通过对阿拉善高原的野外考察、岸堤测量及14C定年,在该区域晚更新世高湖面与大湖期的研究上,不仅获得了更多的地貌学、沉积学证据,而且对高湖面的形成时期有了新的认识,为开展干旱区水循环与水资源演变研究提供了基础资料.考察发现,居延海地区至少存在10道不同海拔高度的砂砾质岸堤,吉兰泰盐湖西北岸发现至少存在4道古湖岸堤,猪野泽东北岸存在9道砂砾质岸堤和一级湖成阶地.对上述古湖岸堤中遗存的瓣鳃类、腹足类生物壳体等14C测年结果及雅布赖盐湖地层年代进行分析,确证MIS3阶段阿拉善高原存在最大高湖面.现有的OSL年代数据虽然与已报道的14C年代及本研究的14C年代结果存在较大分歧,甚至有些OSL年代结果不支持MIS3阶段存在高湖面,但不足以否定MIS3阶段存在高湖面的基本结论.这两种测年结果的差异很可能指示了两个不同时期在同一区域均存在高湖面,也暗示了阿拉善高原可能在MIS5阶段和MIS3阶段早期均存在高湖面.

关键词：阿拉善高原沙漠 MIS3阶段高湖面大湖期

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巴丹吉林沙漠全新世的高湖面与泛湖期

中国科学：地球科学 2016年第8期46卷 1106-1115页

作者：王乃昂宁凯李卓仑王奕心贾鹏马玲兰州大学资源环境学院兰州730000 兰州大学历史文化学院兰州730000

巴丹吉林沙漠腹地及东南部湖泊众多,除分布110个常年积水湖泊外,还存在若干季节性湖泊和干涸湖盆.通过对巴丹吉林沙漠湖泊群的实地考察、湖泊遗迹测量及14C和OSL定年,获得了全新世泛湖期存在的地貌学、沉积学和生物遗迹证据,揭示了巴丹... 详细信息

巴丹吉林沙漠腹地及东南部湖泊众多,除分布110个常年积水湖泊外,还存在若干季节性湖泊和干涸湖盆.通过对巴丹吉林沙漠湖泊群的实地考察、湖泊遗迹测量及14C和OSL定年,获得了全新世泛湖期存在的地貌学、沉积学和生物遗迹证据,揭示了巴丹吉林沙漠全新世早、中期湖盆面积扩大、区域气候相对湿润的特点.测年结果表明,巴丹吉林沙漠泛湖期开始于10cal ka BP,此前为泥炭发育期或湖沼期(11~10cal ka BP),大致在8.6~6.6cal ka BP,湖泊群达到全新世最大高湖面,并于晚全新世(约3.5cal ka至今)普遍出现退缩乃至干涸.根据植物钙质根管的形成时代及其所揭示的降水量阈值研究,巴丹吉林沙漠东南部在7.7~5.3cal ka BP期间古降水量可能达到200mm a^(-1).水量平衡计算表明,百年至千年尺度相对暖湿的区域气候条件,特别是南部和东南部深层地下水来水量增多,是巴丹吉林沙漠全新世湖泊群维持和史前文化发展的关键因素.

关键词：巴丹吉林沙漠全新世高湖面泛湖期成炭期水量平衡史前文化

四万年以来青海湖的三期高湖面及其降水量研究

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湖泊科学 2000年第3期12卷 211-218页

作者：贾玉连施雅风范云崎中国科学院南京地理与湖泊研究所南京210008

孢粉学、地貌学与沉积学的证据揭示了青海湖自 4 0 ka BP以来经历了至少三期高湖面 ,即 30 - 4 0 ka BP,11- 13ka BP,7.5- 5ka BP.其中第一期与第三期的高湖面是全球性暖湿气候的产物 ,第二期的高湖面同暖湿气候及高山区冰川消融均有关... 详细信息

孢粉学、地貌学与沉积学的证据揭示了青海湖自 4 0 ka BP以来经历了至少三期高湖面 ,即 30 - 4 0 ka BP,11- 13ka BP,7.5- 5ka BP.其中第一期与第三期的高湖面是全球性暖湿气候的产物 ,第二期的高湖面同暖湿气候及高山区冰川消融均有关系 .根据 ***( М.И.Булыко)公式和 ***公式计算年蒸发量 ,依据封闭流域全流域水面平衡模式 ,模拟了青海湖在第一期与第三期高湖面时的平均降水量分别为 645± 5mm,595± 15mm左右 ;分别比现代湖区降水量高 2 80 mm,2 35± 15mm.从而三期高湖面的高度分别高出现代湖面 10 4 m,10 4 m和 4

关键词：青海湖古降水量高湖面

基于RS和GIS的青藏高原高湖面与现在湖面对比研究

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基于RS和GIS的青藏高原高湖面与现在湖面对比研究

作者：蒋瑛青海师范大学

学位级别：硕士

本文利用RS与GIS相结合的手段，对青藏高原上201个湖泊的现在湖面的面积与分布状况进行统计，并对高原高湖面的面积、高程进行恢复、重建和统计，再分区对比分析高原现在湖面与高湖面分布及原因，验证前人研究成果，提出自己研究中发现... 详细信息

本文利用RS与GIS相结合的手段，对青藏高原上201个湖泊的现在湖面的面积与分布状况进行统计，并对高原高湖面的面积、高程进行恢复、重建和统计，再分区对比分析高原现在湖面与高湖面分布及原因，验证前人研究成果，提出自己研究中发现的问题，也希望对今后的相关研究提供一定帮助。研究表明：青藏高原现在湖面最小的湖泊是多玛错，最大的湖泊是青海湖。青海湖是高原上面积最大的咸水湖，也是青藏高原上面积最大的湖泊;阿牙克库木湖是青藏高原上面积最大的盐湖;塔若错是青藏高原上面积最大的淡水湖泊。高原上湖泊以咸水湖为主。除青海湖，色林错，扎日楠木错、扎陵湖、鄂陵湖等特大型湖泊外，淡水湖一般面积小于咸水湖，而单个盐湖面积较大。青藏高原区域湖泊除少部分湖泊外，绝大多数的湖泊海拔都在4000000m之间，平均海拔为4616.51m。其中，森里错海拔5393m，是高原上海拔最高的湖泊;尕海(非近青海湖)海拔2682m，是高原上海拔最低的湖泊。湖泊数量与面积并非正比关系。青藏高原高湖面时期湖泊面积远大于现在湖面面积，大湖期共有大于30km2的自然湖泊126个，总面积323948.27km2，约占整个青藏高原面积的10.7%，其中面积10000km2以上的大型湖泊共有两个，高湖面平均海拔为4811.61m，高于现在湖面195.10m。由于高湖面时期降雨丰沛，湖泊类型多为淡水湖泊。高原高湖面恢复后湖泊分布由零散分布变成具有一定走向形的分布。且不同区域湖泊的现在湖面分布与高湖面分布特点有所不同。高原上多数湖泊湖岸堤道数集中在55条，说明高原湖泊退缩具有一定的规律性和统一性。高湖面时期湖面海拔在南北趋势上与现在相反。在30kaBP前后的末次间冰段青藏高原大湖期普遍存在，后因气候变干，湖面萎缩，近40年来高原湖面因气候变暖，湖泊补给增多都有所上涨，但是这只是气候直线式变干中的小波动，大的时间尺度内，干化盐化依然是湖泊发展的主要趋势。

关键词：青藏高原湖岸堤高湖面现在湖面气候变化

白碱湖地区20万年以来高湖面地质记录及对晚第四纪腾格里高湖面的指示

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白碱湖地区20万年以来高湖面地质记录及对晚第四纪腾格里高湖面的...

作者：刘文浩兰州大学

学位级别：硕士

位于中国西部干旱-半干区,特别是季风-西风过渡带的大量湖泊,能够敏感指示季风-西风环流系统的演化历史,客观记录这些地区的气候和环境变化过程,因此具有重要的研究意义。前人利用碳十四测年法对雅布赖盐湖、居延泽及吉兰泰盐湖等地区... 详细信息

位于中国西部干旱-半干区,特别是季风-西风过渡带的大量湖泊,能够敏感指示季风-西风环流系统的演化历史,客观记录这些地区的气候和环境变化过程,因此具有重要的研究意义。前人利用碳十四测年法对雅布赖盐湖、居延泽及吉兰泰盐湖等地区湖岸贝壳的测年结果指示,中国西部地区在深海氧同位素三阶段时期气候异常温暖湿润,发育了大范围的高湖面,这一认识得到了青藏高原的冰芯记录、祁连山、贺兰山、雅布赖地区的孢粉分析结果及腾格里地区湖相地层介形虫组合的支持。三阶段时期我国西部地区这种典型的暖湿气候特征完全不同于同期全球其它地区,因此引发了学术界的广泛讨论。但是,另外一些学者利用光释光测年法,对青藏高原周边地区以及现代东亚夏季风边缘区的青海湖、尕海、察尔汗盐湖、罗布泊、黄旗海以及"吉兰泰—河套"古湖湖岸沉积物的测年结果却指示,这些古湖泊的发育年代普遍早于距今6-5万年,这一结论明显区别于三阶段(2-4万年)大湖期的认识。发育于腾格里西部地区的"腾格里大湖"作为普遍报道的三阶段大湖期典型湖泊之一,其发育年代也备受争议。前人通过腾格里西部白碱湖地区保留的多级湖岸堤及湖相地层的考察、测年提出,腾格里地区在深海氧同位素三阶段(3.8-2.6万年)曾经发育了一个面积大于16,00010km2的"腾格里大湖",并推测腾格里西部地区甚至发育过海拔在1320 m上下,面积超过20,000 km2的大湖,其发育年代在4.2万年左右,并将这一时期定义为"腾格里大湖期"。随后,有学者基于DEM模型提出白碱湖地区高湖面的最高海拔高达1325 m,面积为2130 km2,年代约在1-0.64万年。然而,其他学者对该地区1315 m高程湖岸的光释光测年结果却在7.4-9.6万年前后。可见,白碱湖地区在晚第四纪以来发育的高湖面的高程和年代存在较大分歧。但是,这些问题对"腾格里地区在深海氧同位素三阶段的气候特征是否真正有异于全球其它地区的特殊性?"的准确判断有着至关重要的意义。因此,必须清楚回答白碱湖地区晚第四纪以来高湖面究竟发育于三阶段还是五阶段?带着这个问题,本文在前人工作的基础上,结合3S技术及传统地质学、地貌学的基本方法,重新考察了白碱湖地区近200平方公里范围内的地层和剖面情况,收集了白碱湖盆地西部的民勤盆地东北部地区的8个水文钻孔,利用环境代用指标中的粒度、介形虫分析的方法,结合光释光测年法,对研究区1308-1394m高程区间内天然露头及开挖剖面的地层进行了较为系统的研究,得出了以下初步认识:1、利用遥感影像解译技术,判读出了现代白碱湖西北岸海拔介于1308-1345 m之间的10条疑似湖岸线。通过野外实地考察,结合开挖剖面、野外露头的地层情况和剖面中地层沉积物粒度分析、沉积相分析的结果,发现在白碱湖地区不仅存在前人研究中提及的海拔位于1308-1315m的一系列湖岸线,在海拔高程位于1320-1350m之间还发育了更高湖岸线,甚至在海拔介于1350-1389m之间的地区都存在典型湖相地层。对前人定义的"腾格里大湖期"发育在1320m湖岸线上代表性剖面的介形虫分析结果显示,剖面中保存介形虫化石,如结节正星介(Cyprideis torosa)、意外湖花介(Limnocythere inopinata)及达尔文介(Darwinula stevensoni)均为浅水湖泊种,这一证据与同一海拔上其它三个代表性剖面的地层沉积相判断结果共同支持该高程时期白碱湖地区沉积环境为湖泊环境。2、光释光测年结果表明,海拔在1310m湖岸线发育年代在68-73ka左右,指示白碱湖地区这一高程上发育的高湖面的年代早于深海氧同位素三阶段。对海拔1320m湖岸线测年结果指示其发育年代至少早于155-193ka。1310m湖岸线上剖面地层的沉积相分析及测年结果共同支持,距今68-73ka前后白碱湖地区发育了海拔在1310m左右的高湖面,其后再未发育过海拔高于1310m的高湖面。对采自海拔在1320m湖岸线上剖面的沉积样品的OSL测年结果指示,其最小年代在155-193ka左右。综合这两条湖岸线剖面地层的测年结果可以得出,晚第四纪以来白碱湖地区备受争议的海拔介于1315-1310m之间的高湖面发育年代早于前人认为的深海氧同位素三阶段(2-4万年),其发育年代应早于 68-73ka,晚于155-193ka。3、白碱湖地区20万年以来发育的一系列湖岸线应为同一湖泊在水位逐渐降低、湖泊范围逐渐缩小的过程中,分别在不同时段、不同高程保留的高湖面遗迹。基于DEM模型的地形断面分析显示,白碱湖地区海拔在1350m以下地区地形连续性较好,地势无明显突变。1320m湖岸线上代表性剖面中的介形虫组合指示白碱湖地区在该高程上的古大湖的盐度在2‰-15‰左右,表明该湖应由一个更高海拔发育的更大淡水湖浓缩形成,并且这种持续的浓缩

关键词：腾格里地区白碱湖高湖面晚第四纪光释光

末次间冰期以来季风边缘区黄旗海高湖面释光年代学及其环境意义

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末次间冰期以来季风边缘区黄旗海高湖面释光年代学及其环境意义

作者：张静然江西师范大学

学位级别：硕士

季风边缘区的气候对季风的强弱变化非常敏感,也是过去气候变化研究关注的焦点。该区域封闭湖泊的水位变化与湖面涨缩是气候变化的重要指示器。众多学者对这一地区的湖泊波动演化历史和湖泊沉积记录开展了大量的研究工作。然而,关于末次... 详细信息

季风边缘区的气候对季风的强弱变化非常敏感,也是过去气候变化研究关注的焦点。该区域封闭湖泊的水位变化与湖面涨缩是气候变化的重要指示器。众多学者对这一地区的湖泊波动演化历史和湖泊沉积记录开展了大量的研究工作。然而,关于末次间冰期以来的高湖面出现的时间以及湖泊沉积记录的全新世期间古气候演化模式存在着较多争议:(1)有学者认为全新世以前的高湖面出现在深海氧同位素三阶段(Marine Oxygen-isotope stage 3, MIS 3),另有学者则认为是深海氧同位素五阶段(Marine Oxygen-isotope stage 5, MIS 5);(2)对于全新世环境演化模式的认识也存着诸多分歧,传统观点认为全新世的早期气候冷干,湖泊水位较低。至中全新世气候暖湿,湖泊出现高湖面,是为全新世适宜期。晚全新世再次转向冷干,湖泊开始退缩。然而,最近的一些研究结果显示中全新世存在大范围的气候干旱事件,而不是传统观点认为的气候适宜期。内蒙古黄旗海地处东亚季风区的西北边缘,地质历史时期湖面涨缩遗留下来的多级古湖岸堤和湖相沉积物是研究湖泊演化的理想材料。本文主要采用光释光(Optically Stimulated Luminescence, OSL)测年方法测定了31个黄旗海湖泊沉积物样品的年代,探讨了OSL测年方法在研究区湖泊沉积物测年中的适应性,并根据石英OSL年代结果建立了末次间冰期以来的高湖面年代框架;结合124个沉积物粒度和元素等气候代用指标,重建了全新世以来的气候环境演化过程。主要结论如下: 1、光释光测年方法在黄旗海的湖相沉积物中具有很好的适用性。运用标准生长曲线(Standardized growth curve, SGC)方法获得的年代与单片再生法(Single aliquot regenerative dose (SAR) protocol)法获得的年代具有较好的一致性。部分较老的样品(等效剂量De>300 Gy),当再生剂量达到600 Gy时生长曲线仍然在增长,这为SGC在更老的湖相样品中的应用提供了可能性。 2、黄旗海湖相沉积物中长石的释光信号存在非正常衰减问题。在220℃预热温度以及130℃检测温度条件下,长石红外光释光(Infrared stimulated luminescence, IRSL)的De值相较于石英OSL的De值存在严重的低估现象,最高可达36%。但长石的非正常衰减问题对较年轻的样品影响不大。320℃预热温度以及300℃的检测温度条件可以减少长石的非正常衰减对年代的影响。 3、光释光年代结果表明黄旗海最高湖面出现在MIS 5阶段甚至更老。随后湖面逐渐下降;至MIS 3阶段湖面已经下降至海拔1274 m左右的位置,拔湖约 6 m,大致相当于3 ka左右的湖面高度;没有发现MIS 3阶段存在更高湖面的证据。且黄旗海地质历史时期的最高湖面海拔约1374 m(拔湖约106 m),远高于以往野外考察认为的1340 m(拔湖约72 m)。 4、黄旗海在早全新世开始快速扩张,并保持稳定的高湖面直至中全新世,之后湖面波动萎缩。末次冰消期至早全新世,湖面回升至1340 m左右的高度;从早全新世开始,黄旗海开始快速扩张,湖水变深,湖区有效湿度大幅增加,约10.2 ka之前,黄旗海已经出现了全新世内的最高湖面;此后湖泊水位呈现出缓慢下降的趋势,但保持相对稳定。该时段为黄旗海地区的全新世适宜期;8.7±0.8 ka至6.7±0.7 ka之间存在一次显著的干旱事件,湖面显著下降,之后湖泊水位有所回返,但已远远不及前期湖面高度;在2.2±0.2 ka至0.93±0.07 ka期间,湖区气候剧烈波动,先后出现了两次突发干旱事件;0.93±0.07 ka以后,湖水已经退出了郝家村(HJC)剖面(1277 m)所在的位置。

关键词：晚第四纪内蒙古黄旗海光释光年代学高湖面环境变化

鄱阳湖晚第四纪一次高湖面事件的光释光定年研究

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鄱阳湖晚第四纪一次高湖面事件的光释光定年研究

作者：孙艳东华理工大学

学位级别：硕士

鄱阳湖作为我国第一大淡水湖,具有调蓄洪水、涵养水源、保护生物多样性等重要功能。其位于东亚季风控制区,是我国晚第四纪环境变化的敏感区域之一。针对鄱阳湖水位研究多限于历史资料的年际观测,缺乏更长时间尺度的晚第四纪水位变化研究... 详细信息

鄱阳湖作为我国第一大淡水湖,具有调蓄洪水、涵养水源、保护生物多样性等重要功能。其位于东亚季风控制区,是我国晚第四纪环境变化的敏感区域之一。针对鄱阳湖水位研究多限于历史资料的年际观测,缺乏更长时间尺度的晚第四纪水位变化研究,并且深海氧同位素3阶段或5阶段该地区是否也有高湖面记录仍不清楚的现状,本文尝试以鄱阳湖区周边保存的一晚第四纪沉积剖面为研究对象,借助光释光测年技术、粒度、色度、磁化率、烧失量等气候代用指标,对鄱阳湖开展了长时间尺度的古水位研究。主要得出以下认识:(1)吉山剖面高约11m,地层划分为风成沙层、砂质土层、土壤层和湖相层,共包括15个层序。剖面主体粒度分布在0.283000μm之间,以砂组分为主,含少量粉砂和粘土;平均粒径为2.39Φ,分选性较差;很正偏,峰度很尖锐。有机质和碳酸盐含量整体较低。色度参数的峰谷变化明显,亮度(L*)总体在一个较高的水平变化,红度(a*)和黄度(b*)整体较低。磁化率的波动性较大,变化规律明显。(2)湖相层的平均粒径为5.49Φ,分选性差,偏度近对称,峰度正态。以跳跃和悬浮组分为主,频率曲线表现为三峰型,由多个组分叠加构成,可能是受湖浪作用和风力作用的共同影响。有机质含量对应剖面峰值;受淋滤作用的影响,碳酸盐含量较低。色度表现出高亮度、低红度和高黄度特征。由于其处于水陆结合部的湖滨与湖心带的过渡区,受水和空气介质的反复改造和分选及沉积水动力、风化作用的共同影响,磁化率值极低,仅2.46×10mg,磁性矿物含量很少。(3)该湖相层海拔约33m,与鄱阳湖区历史最高水位22.53m相比,仍高出约10m,表明鄱阳湖晚第四纪可能出现了极端高湖面。光释光测年结果显示该湖相层形成于56.37.2ka,对应MIS 3阶段。充沛的降水、大范围的海侵、长江洪水和顶托作用可能是造成鄱阳湖极端高湖面的重要原因,该阶段这一高湖面的形成可能是对全球气候环境变化的响应。

关键词：鄱阳湖晚第四纪高湖面光释光定年

High lake levels on Alxa Plateau during the Late Quaternary

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Chinese Science Bulletin 2011年第17期56卷 1799-1808页

作者： WANG NaiAng LI ZhuoLun CHENG HongYi LI Yu HUANG YinZhou College of Earth and Environmental Sciences Center for Hydrologic Cycle and Water Resources in Arid Region Lanzhou University Lanzhou730000 China

Field investigations including lake shoreline measurement and 14 C chronology have been carried out on the Alxa Plateau to better understand the formation and evolution of the high lake levels in northwest China during the late *** field investigations show that there are at least ten shorelines at different elevations at Juyan Lake,at least four on the northwest side of the Jilantai Salt Lake,and nine shorelines and one terrace on the northeast margin of Zhuye *** correlations and chronological evidence indicate that the paleo-lakes have the highest lake levels in Marine Isotope Stage (MIS) *** the optically stimulated luminescence (OSL) results which have been reported by some scholars do not support this view,the fact that the paleo-lakes have the highest lake levels in MIS 3 can not be *** between OSL and 14 C results from this work might indicate that high lake levels existed on the Alxa Plateau during two different *** also suggests that the high lake levels may exist in both MIS 5 and early MIS *** paper also provides the basic hydrological information for further water resources research in this arid region.

关键词：阿拉善高原高湖面晚第四纪 MIS系统中国西北地区湖泊水位更新世晚期吉兰泰盐湖

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花海湖泊特征时期的水量平衡

冰川冻土 2003年第5期25卷 485-490页

作者：胡刚王乃昂赵强程弘毅谌永生郭剑英北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室北京100875 兰州大学资源环境学院地理科学系甘肃兰州730000

应用水热平衡模型,在野外考察及分析的基础上恢复了花海湖泊特征时期的古降水量.结果表明:4300aBP左右花海湖泊面积达到最大时,模型恢复的古降水量约为138mm,比现在降水量高112%;由灵敏度分析,在该区运用水热平衡模型计算古降水量时,对... 详细信息

应用水热平衡模型,在野外考察及分析的基础上恢复了花海湖泊特征时期的古降水量.结果表明:4300aBP左右花海湖泊面积达到最大时,模型恢复的古降水量约为138mm,比现在降水量高112%;由灵敏度分析,在该区运用水热平衡模型计算古降水量时,对降水反应最为敏感的是云量变化,同时对地表反射率、水汽压和表面温度也具有较高的灵敏度.恢复的古降水量为研究本区土地退化、荒漠化等问题提供了自然背景.

关键词：花海湖泊古降水量高湖面水量平衡水热平衡模型