黄土高原表土磁化率与气候要素的定量关系研究

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南京老虎山黄土剖面中铷锶地球化学和磁化率与古气候变化的关系

南京老虎山黄土剖面中铷锶地球化学和磁化率与古气候变化的关系
随着科学技术的发展，人们已经大致可以跨越时间、跨越空间，了解古人古地的演变史，
其中南京老虎山黄土剖面尤其值得关注。

南京老虎山黄土剖面指的是山西省南京县老虎山下野地黄土剖面形成的一系列剖面，它们
来自中更新世中期以来漫长的沉积历史，丰富的古气候及地球化学信息使它在地质学研究
中受到了欢迎。

近年来，研究者对此剖面进行了磁化率测量，以及解析其中的铷锶地球化
学信息，研究发现，此剖面的磁化率和铷锶含量具有一定的关联性，在研究中有助于了解
古气候变化的趋势。

研究发现，随着研究层的深入，有较高的铷锶含量伴随出现，这表明气候变得更热，西太
平洋有强烈的偏暖和高盐度海水流动，捕获大量铷。

另外，在此阶段，磁化率也表现出波动增高的趋势，可见湖环境特别湿润，古气候正处于湿热的极端。

并且，到中更新世末期，大范围上海水铷锶含量显著下降，同时，磁化率出现降低的趋势，表明气候比之前凉爽，
并且变得干旱。

综上，研究者利用南京老虎山黄土剖面的磁化率和铷锶地球化学信息对中更新世古气候变化进行了跟踪，研究发现，有较高的铷锶含量伴随出现，表明气候温暖，磁化率出现波动
增高的趋势，表明气候湿润，而到中更新世后期，tom大范围上海水铷锶含量显著下降，
气候比之前凉爽，变得干旱。

总的来说，通过对南京老虎山黄土剖面的磁化率和铷锶地球
化学分析，可以进一步了解古气候变化的趋势。

黄土—红粘土磁学参数记录的晚新生代东亚季风气候演化

黄土—红粘土磁学参数记录的晚新生代东亚季风气候演化晚新生代青藏高原东北部构造活动、亚洲内陆干旱化、北半球粉尘通量、大气二氧化碳浓度及全球冰量之间存在密切的联系。

解析它们之间的关系是地学热点和难点。

黄土高原黄土红粘土沉积序列是连接中亚粉尘源区和下风向北太平洋粉尘沉降区的关键站点,其中蕴含着丰富的东亚季风信号,而对这一信号的正确解析对理解青藏高原隆升、中亚变干、晚新生代气候变冷的因果关系具有重要意义。

通过对黄土红粘土季风指标与深海记录的对比,可以从海陆记录综合对比分析的独特角度加深对晚新生代东亚季风气候变化机理的认识。

黄土红粘土环境磁学在最近三十年得到迅速发展,获得诸多行之有效的磁学参数来反映东亚季风变化,为利用磁学手段进行更深入的东亚季风气候研究提供了新思路。

尽管如此,目前的环境磁学参数通常反映沉积样品整体磁性特征,单个磁组分信号无法得到有效表达,没有把磁学指标的潜力完全发挥出来。

此外,磁化率作为东亚夏季风代用指标在红粘土中是否有效这一问题还存在争论,争论焦点集中于磁化率是否受到改造,强弱磁性矿物之间是否发生了转化。

为了解决上述问题,本文选择位于黄土高原中部、六盘山东侧的朝那剖面作为研究的主剖面,并结合横贯黄土高原东西的现代表土进行相关磁学参数测试。

本文系统研究了黄土红粘土磁粒径指标与温度和降水的关系;利用等温剩磁曲线和磁滞回线分离技术,获取不同磁组分;通过漫反射光谱测量,获取弱磁性矿物含量变化信息。

最后,基于获取的多种磁学参数记录与海洋记录对比研究,探索晚新生代以来东亚季风气候变化历史。

获得的新成果与新认识包括以下四个方面:（1）通过黄土红粘土中磁性矿物粒径指标与东亚夏季风和全球冰量记录的对比研究,发现非磁滞剩磁磁化率/饱和等温剩磁(χARM/SIRM)和非磁滞剩磁磁化率(χARM)与东亚夏季风降水有较好的相关性,而非磁滞剩磁磁化率/低频磁化率(χARM/χlf)对低温变化较为敏感。

中国第四纪黄土环境磁学古气候环境研究概述

中国第四纪黄土环境磁学古气候环境研究概述冯　宇（成都理工大学地球科学学院，四川　成都　６１００５９）摘要：在中国的黄土沉积序列中具有大量自晚新生代以来可以用于古气候演化重塑的信息。

第四纪黄土中的岩石矿物的磁性特征，可以有效的应用在古气候的研究之中。

有研究表明磁化率与夏季风强弱变化具有密切的关系，可以将其作为替代性指标，将其运用在古气候的演变研究之中，有助于人们更直观的了解古气候的变化过程。

关键词：第四纪黄土；环境磁学；古气候引言：环境磁学是一门比较年轻的交叉学科，它涉及到磁学、地求科学和环境科学这几个学科，其主要是利用岩石（矿物）的各种磁学参数，对过去环境的变化进行反演。

１９６７年Ｔｈｏｍｐｓｏｎ首先提出了环境磁学的概念，而后在其１９８６年出版的《Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｍａｇｎｅｔｉｓｍ》一书中对环境磁学进行了详细的定义。

矿物颗粒在沉积过程中所处的环境不同会使其磁学性质不同，因此对黄土中的磁性矿物进行研究就可以为反演出古环境提供有力的依据，从而重建古气候环境的演变过程。

１．磁性矿物来源黄土沉积中磁铁矿（ｍａｇｎｅｔｉｔｅ）、磁赤铁矿（ｍａｇｈｅｍｉｔｅ）和赤铁矿（ｈｅｍａｔｉｔｅ）是最主要的磁性矿物。

其中，磁铁矿和磁赤铁矿对黄土的磁化率、剩磁贡献是最大的，通常将它们作为最主要的磁性载体。

磁铁矿在成因上不仅有原生成因的，还有次生成因的。

一般来说，原生成因的磁铁矿通常较次生成因的来说矿物的颗粒更粗。

而黄土沉积物中的磁赤铁普遍被认为是次生的，其在土壤磁学的研究具有十分重要的地位，它可以为我们了解土壤形成的时候所处的环境提供许多难得的信息，还有研究表明，磁铁矿的含量可以用于指示黄土沉积物的土壤化程度。

２．磁性矿物粒度特征黄土沉积物中的磁性矿物颗粒的磁畴状态也是黄土磁学研究的一个重要内容。

其中，许多学者人为沉积物中的磁性颗粒的粒度分布会对沉积物的磁化率造成重大的影响，引来了许多学者的关注。

在对矿物颗粒的磁畴状态进行研究的时候必须目标明确，要针对某一个确定的矿物才行，因为同一粒度的不同磁性矿物可以表现出不同的磁畴状态。

中国黄土磁化率差异的影响因素

中国黄土磁化率差异的影响因素2. 1 本底值的区别黄土古土壤的母质分别来源于冷干、暖湿时期的冬季风对蒙古国中南部及其他相连地区粉尘的搬运[。

而这两个时期粉尘源区及沿途的风化强度、冬季风势力的大小、植被生长情况都存在一定差异。

以暖湿时期即古土壤形成期为例:首先,暖期的粉尘源区及沿途地区的气候变暖,成壤作用加强,产生更多的铁磁性物质和细粒物质[30 - 36 ] ,被风携带至沉积区后,使沉积物中含有的铁磁性物质和细粒物质比冷期多[37 ] ;其次,暖期的冬季风势力较弱,搬运能力也相应减弱,使同一地点堆积的粉尘的粒径比冷期更小[38 ] ;再次,暖期生长的植被多且高大,植被对粉尘的滞留作用会增加细粒粉尘的堆积量[31 ] 。

因此,对同一地区来说,暖湿时期沉积物中铁磁性物质的含量比冷干时期高,粒径比冷干时期小,磁化率较高,即古土壤和黄土磁化率本底值是有区别的,说是这样说，但其大小还有待于进一步研究2. 2 易溶物质的淋失古土壤形成期气候湿热,降水较多,含K、Na 、Ca 、Mg 等活动- 中等活动元素的易溶物质部分或全部被溶解并迁移出土壤层,而较难迁移的铁磁性矿物则相对聚集导致磁化率升高;黄土形成期,淋溶作用弱,铁磁性矿物被未迁移的易溶物质稀释导致磁化率降2. 3 成壤作用1990 年,周立平等根据古土壤中存在的大量超顺磁物质推出成壤作用对磁化率增强有重要影响[40 ] ;次年,韩家懋等的研究发现古土壤中大部分强磁性矿物尤其是磁赤铁矿是含铁硅酸盐“就地”风化形成的,并进一步提出这些新形成的强磁性矿物对古土壤磁化率增强有重要贡献[27 ] 。

此后,随着各类研究的不断深入,古土壤磁化率增强的土壤成因模式逐渐被广泛接受。

2.31铁磁性矿物的形成：中国黄土物质主要来源于以中酸性岩为主的稳定地台区,含较多易风化的含铁硅酸盐如铁橄榄石、角闪石、辉石、黑云母等,在暖湿气候的成壤作用下,这些含铁硅酸盐易风化分解,其中所含二价铁氧化成三价铁,形成强磁性的铁磁性矿物。

中国黄土高原西部马兰黄土记录的M_省略_气候特征与全球气候记录的对比研究_陈一萌

第24卷第3期2004年5月第四纪研究QUA TERNARY SC IENCESVol.24,No.3May,2004文章编号 1001-7410(2004)03-359-07中国黄土高原西部马兰黄土记录的MIS3气候特征与全球气候记录的对比研究*陈一萌饶志国张家武陈兴盛( 兰州大学西部环境教育部重点实验室,兰州 730000; 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,兰州 730000;新疆哈密石油基地地球物理研究所处理室,哈密 839009)摘要对黄土高原西部临夏塬堡剖面的研究表明:56.1~25.0kaB.P.相当于末次冰期大间冰阶或深海氧同位素第3阶段可划分为56.1~42.2kaB.P.强温湿、39.3~33.1kaB.P.弱温湿、31~25kaB.P.中等温湿的3个温湿期和42.2~39.3kaB.P.,33.1~31.0kaB.P.的两个干冷期,且没有记录前人认为的所谓高温大降水事件。

全球不同区域同期气候记录的对比分析证明: 高温大降水事件只是局部气候演变的产物,其影响范围是有限的,将末次冰期晚期40~30kaB.P.全部升格为间冰期的说法有待商榷。

在深海氧同位素第3阶段成因机制的探讨中,究竟是太阳辐射量的变化诱导北半球冰量的变化,从而诱发末次冰期这一温湿时期的产生,还是在较大程度上受太阳辐射量的变化更直接一些,尚需做更多的工作。

主题词 MIS3特征对比分析高温大降水事件中图分类号 P597,P642.131 文献标识码 A1 引言56.1~25.0kaB.P.的深海氧同位素第3阶段(MIS3)是末次冰期中气候相对温湿的特殊时期[1],这一温湿时期在南极的Vostok冰芯[2]、北极的GRIP 冰芯[3]和GRIP2冰芯[4]、中国黄土高原的西部[5]、中部[6]、沙漠区[7]、古里雅冰芯[8]、南方的石笋中均有记录[9]。

近来,Antje等[10]对来自全球冰芯、陆地和海洋的MIS3气候记录进行了分类和总结,发现全球现有183个MIS3阶段的气候记录,这一系列的气候记录表明这一末次冰期中气候相对温湿的时段具有全球性,但时至今日,对这一时段气候演变的规律、区域差异和形成机制的详细研究报道甚少,在黄土高原区尚属空白。

中国现代土壤磁化率分析及其古气候意义

中国现代土壤磁化率分析及其古气候意义通过对全国166个现代表层土壤样品的磁化率分析,发现黄土高原及周边地区的土壤磁化率是随年均温、年均降水量的增高而增高的。

而我国长江以南广大地区的土壤磁化率是随年均温、年均降水量的增高而降低的(其临界范围大致在年均温15℃左右、年均降水量1100mm左右)。

新疆及周边地区表层土壤磁化率与温度、降水量的关系比较复杂。

文中还建立了4次多项式回归方程,并对洛川坡头黄土剖面S_1—S_0的120个样品的磁化率值进行了古温度、古降水量的估算。

黄土高原地区古气候定量化研究方法评述_宁有丰

第56卷　第1期2010年1月地　质　论　评 GEOL O GICAL R EV IEW Vol.56　No.1J an .　2010注:本文为国家重点基础研究发展计划项目(编号2007CB714100)、陕西省自然科学基金(编号2007D02)、中国博士后科学基金(编号20080430543)和黄土与第四纪地质国家重点实验室开放基金(编号SK LLQ G0611)资助项目的成果。

收稿日期:2009206203;改回日期:2009208223;责任编辑:章雨旭。

作者简介:宁有丰,男,1979年生。

博士,副教授。

主要从事地球化学和气候变化研究。

Email :yfning @ 。

黄土高原地区古气候定量化研究方法评述宁有丰1)西安理工大学,西北水资源与环境生态教育部重点实验室,西安,710048;2)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内容提要:定量化重建黄土高原地区古气候,是黄土研究的新方向和大趋势。

本文主要从土壤磁化率、植物孢粉、植物硅酸体和稳定同位素等替代性指标方面回顾了国内外对黄土高原地区古气候定量化研究的现状,并对研究中存在的问题进行了讨论。

相关的研究结果表明,黄土高原地区的古气候定量化研究取得了积极的成果,但还仍处在初步阶段。

由于指标本身存在局限性或指标与气候要素之间机理尚不十分清楚,所获得的定量化结果并不能令人十分满意。

提出今后定量化重建古气候研究的重点是要进一步加强对黄土高原现代生态过程的研究,清楚地认识各指标与气候要素之间的机理和联系,建立可信的相关函数。

希望对这方面的研究有所裨益。

关键词:黄土高原;定量化;替代性指标;古气候恢复黄土高原地区广泛分布着黄土—古土壤沉积序列,这些沉积物很好地记录了晚中新世以来的气候变化和生态演化历史,其中的多种指标已被广泛应用到恢复古环境和古气候的研究当中,取得了令人瞩目的成果(刘东生,1985;An et al.,1991;L u et al.,1998;Yu et al.,1998;孙建中,2005;Liu et al.,2005a )。

中国黄土环境磁学

194
第四纪研究
2007 年
矿物 , 包括磁铁矿 (Fe3 O4 ), 磁赤铁矿 (γ Fe2 O3 ) 以及反铁磁性矿物 (即赤铁矿 (α Fe2 O3 )和针铁矿 (α FeOOH )) 等 4 种。磁铁矿和磁赤铁矿是黄土沉积物最主要的磁性载体 , 例如对磁化率和剩磁贡献最大。从成因来看 , 黄土沉积物中的亚铁磁性矿物既包含原生风成成因的粗颗粒磁铁矿 , 又包含次生成土成因的较细颗粒磁赤铁矿。此外 , 磁赤铁矿也可在粉尘携带的粗粒磁铁矿沉积后经低温氧化形成
2期
邓成龙等 : 中国黄土环境磁学
195
[ 96, 97]
可以作为指示年轻黄土沉积物的成土作用强弱的一个指标
[ 73]
几年取得了进展 , 例如 , Ji等
和 Ba lsam 等
[ 98]
利
。当成土作用可以忽略时 , 黄土中的磁赤
用一阶光谱导数分析方法定量研究了洛川和灵台剖面黄土 -古土壤序列中赤铁矿和针铁矿变化的时间 [ 90] 序列及其古气候意义。 L iu 等利用二阶光谱导数分析了洛川剖面中赤铁矿和针铁矿的质量含量 , 发现这两种矿物对气候有截然不同的反映 , 暗示这两种矿物可能来自不同的过程。
[ 35, 64, 65]
、地磁极性转
以及地磁漂移
[ 26, 29 ～ 33]
。过去二十多年来 , 中
国黄土环境磁学和岩石磁学研究取得了许多重要进
[ 22, 23, 25, 34 ～ 45]
, 其中环境磁学方面最为重要的成果是
发现第四纪黄土 -古土壤序列的磁化率所代表的气候变化与深海沉积物氧同位素结果能很好对比

黄土高原地区植被与气候的关系

第23卷第1期2003年1月生态学报ACT A ECOLOGICA SINICA V o l.23,N o.1Jan.,2003黄土高原地区植被与气候的关系李　斌1,2,张金屯1(1.山西大学黄土高原研究所,太原　030006;2.太原理工大学环境工程系,太原　030024)基金项目:国家自然科学基金资助项目(30070140)收稿日期:2001-08-05;修订日期:2002-02-10作者简介:李　斌(1972～),男,山西太原人,博士生,讲师。

主要从事环境生态学研究。

libin 1429@Foundation item :T he project w as finan cially supp or ted by Notional Natural Science Foundation of Ch ina(37000140)Received date :2001-08-05;Accepted date :2002-02-10Biography :LI Bin ,Ph .D .candid ate ,L ectur er .M ajor res earch field in environmental ecology .libin 1429@摘要:利用地理信息系统技术结合典范对应分析和数量区划的方法,研究了黄土高原地区植被与气候之间的关系。

排序结果表明:CCA 的第一轴代表黄土高原植被和气候梯度的纬向性变化,水分梯度是决定植被分布的最主要气候因子,热量梯度中的全年月平均最低气温、月平均最高气温、年均温也对植被的纬向性分布有较大的影响,黄土高原植被与气候梯度表现出明显的纬向性;CCA 的第二轴代表黄土高原植被和气候梯度的经向性变化,热量梯度是决定植被经向性分布的最主要气候因子,水分梯度中的全年最大蒸散量对植被的经向性分布有较大的影响。

黄土高原植被与气候梯度表现出明显的经向分布规律性。

关键词:黄土高原;地理信息系统;典范对应分析;植被分析;气候因子Analysis of relationships between vegetation and climate variables in Loess PlateauLI Bin1,2,ZHANG Jin -Tun 1　(1.I nstitute o f L oess P lateau ,S hanxi Univ er sity ,T aiyuan 030006; 2.Depar tment of E nv ironmental Eng ineer ing ,T aiyuan Univ er sity of T echnology ,T aiyuan 030024).Acta Ecologica Sinica ,2003,23(1):82～89.Abstract :M any ecolog ical methods ar e available in m icro -scale st udies ,how ever ,t he studies in L oess Plateau use landscape scale.Q uant itative eco lo gical method is a g ro up technique o f mult iva ria te analyses and beco mes mor e and mor e impor tant in veg etation studies.G eog raphical Infor matio n System (G IS)can not only st or e and manag e spa tial data,but a lso pro vide ea sy w ay s of spat ial analyses,which may meet the dem ands of eco lo gical r esear ches in landscape scale with a lo t o f spat ial dat a.A new technique combining GI S and quantitativ e ecolog ical m ethod is pr esented in t his paper .T he relationships bet ween veg etatio n and climatic var iables in Lo ess Plateau are analy zed by using GI Scombining the cano nica l cor respondence analy sis (CCA ).Lo ess P lat eau ,situa ted at E 100°52′～114°33′,N 33°41′～41°16′,is a part of N or thwest China.Fo r a long time ,sever e er osion not only has pr o duced a gr eat impact t o ag riculture in t his area ,but also silted up t he r eserv oirs and r iv erbeds in the lo wer r each-es ,so it has been beco ming t he m ost impo rtant cause seriously dama ging the ecolog ical sy stem o f the L oess Plateau and the near ar eas.L oess Plateau is the basis o f t he G IS to pro duce electr onic poo l o f v ege-tation maps o f L oess P lat eau .T wo met ho ds wer e ado pted :Digit izatio n M etho d and Analyt ical M etho d .L oess Plateau is divided into 257district s by using the net of altitude 30′and long itude 30′in the diag ram o f L oess Plateau veg etation ty pes .I t includes 171veg etation ty pes .Based o n climat ic mater ials in the L oess Plateau,9climatic v ariables ar e selected.V egetat ion data ma trix o f 257×171and clima tic data matr ix o f257×9ar e g ot by using D ig itization M ethod and A naly tical M ethod .Or dina tio n is a gr o up t echnique o f mult ivar iat e analy ses and becomes mo re and mo re impo rt ant in veg etatio n st udies.M any or dina tio n meth-ods are av ailable in m odern eco lo gy ,how ev er most o f t hem analyze veg et atio n com po sitio n o nly.Based o n Recipr ocal Av era ging (RA ),this met ho d is nam ed CCA .It combines veg etation data and env ir onment dat a by the w ay of m ulti -reg r essio n .CCA is applied to the st udy of the r elat ionships betw een veg etation and climate in L o ess Plateau.T he o ut co me illustra tes that CCA describes the r elatio nships betw een veg etatio n and climate clearly and is an effectiv e and time-saved methodolo gy.T he o rdinatio n results ar e as f ollo ws:the r esults of o rdinatio n indicate that the geo gr aphical distr ibut ion of v egetat ion in Lo ess P lat eau is clo sely related to ecolog ical g r adient s,i.e.to climate var iables.T he fir st CCA a xis ex press t he v ariatio n o f v ege-tation and climate along lat itude in Lo ess P la teau .It show s the va ria tio n o f temperat ur e and w ater -co ndi-tio ns .M oistur e is the main facto r t ha t decides the lat itude distr ibutio n of v egetat ion .In addition ,the monthly m ean lo west tem per ature ,the mo nt hly mean highest t em per ature ,and annually means tempera-ture also pla y an impor tant r ole in latit ude distribut ion.T here are o bv io us t rends in lo ng itude for v egeta-tio n and climate distr ibutio n in L oess P latea u.T he second CCA ax is ex press t he var iat ion of veg etatio n and climate along lo ng itude in L oess P lat ea u .It illustr ates the gr adient o f t emper ature and w ater -conditio ns as w ell,ho wev er t he latter mo re apparent,and it also illustr ate the effects of elev atio n.T emper ature is the main fa ct or influencing lo ngitude distr ibutio n of v eget atio n,and the max imum evapo ration is also impo r-tant .T he distribut ion of veg etation and clim ate v ar iables along long itude is o bv io us .T he v eget atio n o f L oess P lateau is r egionized by T W IN SPA N (T wo -w ay indicato r species analy sis ).F our v eget atio n r egions and five sub-r egions o f L oess Plateau a re r ecog nized by T W IN SPA N.Fr om so utheast to nor thw est,the four veg etation reg io ns are for est r eg ion,fo rest-st eppe r egion,tempera ture st eppe r eg ion,desert and semi-deser t r egion .T wo sub -r egions o f fo rest r egion ar e war m temperate deciduous for est sub -r egio ns and tem-per ate deciduous for est sub-r egio n .T he t emper ate st eppe r egion includes t hree sub-r egions:M eado w steppe sub-r egion,typical steppe sub-r eg ion a nd desert -steppe sub-r egion.Veg etation ty pes also va ry fr om w arm temper ate fo rests to deser t and semi-deser t veg etation.T he r esults presented hav e clear ly demonstra ted t he div ersity o f the veg etation and clima tic var iables and t he r elatio nships between v egetat ion and climat ic var iables.T he distr ibut ion of v eget atio n is based o n ver y complicated r elationships between veg etatio n and climatic var iables.T his study of the r elat ionships betw een v eget atio n and climate in L oess Plateau by co mbinatio n o f GIS and quant itative ecolog ical m ethod in landscape scale is the fir st tr ial in this field.T he or dinatio n r eleases the relationships bet ween veg etatio n and climate successfully.T he result sugg est s that this way is v ery effectiv e.I t can pr o vide scientific evi-dences for the pr ot ect ion,ut iliza tio n,reco ver y and reconstr uction of v eget atio n in Lo ess P la teau.Key words :L oess P lat ea u ;g eog r aphical infor matio n sy stem ;cano nical cor respondence ana ly sis ;veg etatio n analy sis;climatic fa ct or s文章编号:1000-0933(2003)01-0082-08　中图分类号:Q948.1　文献标识码:A 随着计算机的普遍应用,处理数据能力的剧增,植被与环境关系的分析方法也由较简单的统计学方法,发展为能处理大型数据的多元分析方法,如对应分析(Co rr espo ndence Analysis,CA )、典范分析(Cano nical analy sis)、除趋势对应分析(Det rended Cor r espo ndence Analysis,DCA )等,它们都曾在我国植被和环境的关系分析中进行过应用[1～4]。

黄土高原50万年来黄土磁性特征空间变化及其机制

黄土高原50万年来黄土磁性特征空间变化及其机制黄土高原50万年来黄土磁性特征空间变化及其机制黄土高原是中国东部地区的一个重要地质类别，其黄土具有独特的磁性特征。

随着科技的发展，人们对黄土的磁性特征及其变化机制的研究也逐渐加深。

本文将重点探讨黄土高原50万年来黄土磁性特征的空间变化以及相关机制。

黄土的主要成分是石英、长石、氧化铁和白云石等矿物，其中氧化铁是影响黄土磁性特征的主要因素之一。

黄土中的矿物颗粒会接受到地磁场的影响，通过记录并保留下来，形成磁化强度与方向。

在地壳运动和构造活动的作用下，黄土层中磁矿物的分布也会发生变化。

黄土高原地区的黄土总体呈现从东北向西南倾斜的分布，由于季风气候的影响，东部的黄土厚度相对较薄，而西部的黄土则相对较厚。

根据之前的研究，50万年来，黄土磁性特征的空间变化可以分为三个阶段：早期、中期和晚期。

早期阶段指的是40万年以前的时期。

在这个时期，黄土的磁性特征表现为强磁化和明显的磁方位性。

研究人员认为，这是由于地壳上升和气候变化导致的大量物质的淤积和沉积。

同时，地壳运动和构造活动也改变了黄土层中磁矿物的分布，进而影响了磁性特征的形成。

中期阶段指的是40万年到20万年之间的时期。

在这个时期，黄土的磁化强度和方位性出现了一定程度的波动。

研究人员认为，这是由于季风气候的变化和沉积速率的影响。

在这个时期，黄土高原地区的季风气候变得更加湿润，导致了黄土层的物质输送速率加快，从而影响了磁性特征的形成。

晚期阶段指的是20万年以来的时期。

在这个时期，黄土的磁性特征呈现出相对稳定的状态。

研究人员认为，这是由于季风气候的稳定和黄土层的逐渐稳定形成。

此外，地壳运动和构造活动也在这个时期减弱，对黄土层中磁矿物分布的影响逐渐减弱。

总之，黄土高原50万年来黄土磁性特征的空间变化是与地壳运动、构造活动和季风气候等因素密切相关的。

随着时间的推移，黄土的磁性特征表现出一定的规律性变化。

通过对这些变化的研究，我们可以更好地理解黄土高原地区的地质变化和环境演变过程，为地质灾害的预测和防范提供科学依据综上所述，黄土高原50万年来的黄土磁性特征在不同阶段表现出不同的变化规律。

黄土高原表土磁化率与气候要素的定量关系研究

①② ① ① ①②
（北京１０００２９；② 中国科学院研究生院，北京１０００４９） ① 中国科学院地质与地球物理研究所新生代地质与环境重点实验室，
摘要黄土高原地区已建立多个表土低频磁化率－气候转换函数，为黄土古气候定量重建提供了关键方法。但是表土磁化率变化的气候控制因素的系统研究尚未开展；同时，低频磁化率部分受到沉积作用的影响，需要寻找气候意义更明确的指标。我们系统采集了黄土高原及周边地区的表土样品，运用相关、回归和因子分析等方法，研究了不同气候要素及其季节变化对表土磁化率和频率磁化率的控制作用。结果显示，湿度是控制黄土高原表土磁化率的主要因素，温度的影响相对较小；降水的季节分配也有影响，月降水变率较小的地区磁化率较高。在此基础年均降水量的转换函数，为黄土古气候定量估上，选择反映成壤磁性颗粒组分的频率磁化率，建立了频率磁化率－算提供了新的途径。主题词磁化率气候控制因素转换函数表土黄土高原中图分类号Ｐ３１８．４１，Ｐ９４１．７４文献标识码Ａ
的定量重建结果比较可靠，但是由于黄土中生物记录存在保存或来源等方面的问题，理化指标的定量化研究仍然不容忽视。在我国第四纪黄土各类理化特征的研究中，环境磁学是开展古气候定量重建尝试最多的学科之一
［１，９～１２］
。
基于大量现代表土性质测量，建立各种代用指标与气候参数之间的转换函数是定量重建古气候的重要方法之一究
［３４，３５］

磁化率在地学中的应用研究

磁化率在地学中的应用研究摘要：地层学应该向以确定等时面为主的高分辨率、高精度研究方向发展，建立融和以及协调生物、沉积、事件、层序、地磁、化学以及定量多种地层分支学科研究方法的综合地层学[王鸿祯，2006]。

而地磁学是提高分辨率、提高精度的有效方法。

近年来磁化率研究在黄土、河流、湖泊、海洋沉积地层中的应用，就证明了这一点。

磁化率的研究尤其是对黄土的研究取得了显著的成效。

关于磁化率对黄土的研究主要涉及到沉积物中的磁性矿物的研究、磁化率与粒径的关系研究、磁化率与δ18O研究的吻合性、初始磁化率的影响因素等等。

本文对磁化率在地层中尤其是在黄土地层中的研究情况作一下简单的介绍。

关键词：磁化率地层学黄土地球磁场变化与气候相关性最早是Wollin提出的，但是磁化率与气候的关系则是Kent 提出的[鸟居雅之，1999]。

虽然Kent否认了磁化率与气候两者之间的相关性，但是，同时也给了我们新的启示, 即所谓人们开始认识到氧同位素比与初始磁化率变化间的密切联系, 开始对取代测定手段繁琐的氧同位素比, 甚至作为古气候代用指标的初始磁化率进行认真的考察研究[鸟居雅之，1999]。

F riedrich H eller和刘东生的一篇具有代表性的关于黄土-古土壤磁性研究的论文中，发现了黄土-古土壤的初始磁化率变化很大, 特别是古土壤的初始磁化率可达数倍以上。

他们把这种初始磁化率与天然剩余磁化强度的变化解释为古地磁奥尔杜威事件以来17回冰川扩大的结果。

他们并注意到其与海洋氧同位素比的关联性。

自此之后, 黄土-古土壤岩石磁学的研究,不仅仅停留在磁性地层学的领域, 而且作为古气候研究的新突破点迅速地被人们关注[鸟居雅之，1999]。

主要的研究方法是用磁化率与其他的研究方法相结合，比如：磁化率与有机质研究相结合研究气候的变化[李明启，2005等等]、磁化率与粒径的相关性研究[舒强，1999等等]、磁化率研究层型剖面[武力超，2006等等]等等。

黄土—红粘土磁学参数记录的晚新生代东亚季风气候演化

黄土—红粘土磁学参数记录的晚新生代东亚季风气候演化黄土—红粘土磁学参数记录的晚新生代东亚季风气候演化自20世纪60年代以来，东亚季风气候一直是全球气候研究的重点之一。

季风气候的演化对于了解地球气候系统的变化以及对人类社会和生态环境的影响具有重要意义。

在气候研究中，黄土和红粘土成为了重要的研究对象。

这两种黏土在中国大陆广泛分布，记录了丰富的地质和气候信息。

本文将聚焦于黄土和红粘土中磁学参数记录，探讨晚新生代东亚季风气候的演化。

黄土和红粘土是由古土壤形成的，在中国各地广泛分布。

这些古土壤记录了数百万年来的气候和环境变化，是了解东亚季风气候演化的重要窗口。

磁学参数作为一种敏感的气候指标，在黄土和红粘土中得到了广泛应用。

磁学参数包括磁化率、饱和磁化强度、剩磁和磁化率频率依赖性等。

磁化率是指单位体积内磁化强度的变化量，可以反映土壤中磁矿物的含量和颗粒大小。

饱和磁化强度是指样品中饱和磁化矩的大小，可以反映土壤矿物的磁性质。

剩磁是指在磁场消失后，样品中仍然保留的磁化状态，可以反映土壤中磁矿物的保存程度。

磁化率频率依赖性是指磁化率随外加磁场频率的变化，可以反映土壤中磁矿物的磁聚集状态。

通过对黄土和红粘土中磁学参数的研究，可以揭示过去几百万年来东亚季风气候的演化。

在晚新生代，东亚季风气候受到了全球气候变化的影响，呈现出明显的时空变化。

磁学参数记录了这些变化，为研究晚新生代气候提供了可靠的依据。

根据黄土和红粘土中的磁学参数记录，晚新生代东亚季风气候可以分为冷干期和暖湿期两个阶段。

冷干期主要出现在冰期和冷期，气候干燥，黄土和红粘土中磁矿物丰度较低。

暖湿期主要出现在间冰期和暖期，气候湿润，黄土和红粘土中磁矿物丰度较高。

这些阶段的划分与全球气候变化、太阳活动和冰期间冰期的变化有关。

磁学参数记录的东亚季风气候演化还表明，晚新生代东亚季风的强度和年际变化与北半球季风和全球气候事件密切相关。

季风强度的增强对应于北半球高纬度地区的冰期和冷期，而季风强度的减弱则对应于间冰期和暖期。

黄土高原地区生长季参考作物蒸散量对主要气象要素的敏感性分析_张调风

中国农业气象（ Chinese Journal of Agrometeorology）
doi： 10． 3969 / j． issn． 1000 － 6362． 2013． 02． 006
2013 年
［ J］ . 中国农业气象， 2013， 34（ 2）： 162 － 169 张调风，张勃，梁芸，等 . 黄土高原地区生长季参考作物蒸散量对主要气象要素的敏感性分析
算的蒸散量对黄土高原地区或其所在大区域的蒸散量的时空分布研究已广泛开展，对其变化的主导因素尚存争议，由于研究方法和时段的差异，不同研究的而针对黄土高原地区参考作物蒸散量结果并不一致，及气候敏感性进行的系统研究较少。同时，这种大尺度研究由于受选站点空间分布的影响，对小尺度的空。有关研究表间单元缺乏具体的现实指导意义 Penman － Monteith 模型全面考虑了影响蒸散的各明，种因素，且在气候条件差异较大（湿润、干旱或风速［22 ］变化范围较大等）地区的应用效果较好。本文拟基于 Penman － Monteith 方程，利用黄土高原地区 68 个站点 1961 － 2010 年日平均气温、风速、相对湿度和日照时数等气象资料，研究该区域生长季（ 4 － 10 月）参考作物蒸散量的特征，同时利用敏感性分析，结合综合治理分区比较不同区域 ET0 对各气候要素的敏感性，以期为研究土壤—植被—大气系统水分循环和确定区域生态需水量提供理论依据。 1 1. 1 资料和方法研究区概况
本文研究表明黄土高原地区et对实际水汽压和太阳辐射最敏感而区域海拔越高对太阳辐射敏感性越强对实际水汽压敏感性越弱这种与海拔的线性关系反映了不同海拔的地形植被土壤和大气之间的复杂反馈机制这一发现对促进区域农业种植布局及水文循环研究具有十分积极的意义是一个值得深入关注的重要问题在此基础上利用遥感方法得出各种土地利用类型的蒸散是进一步研究工作这可为陆面过程农作物估产等提供更重要的理论依据

黄土高原-阿拉善高原典型断面表土磁学特征研究

黄土高原-阿拉善高原典型断面表土磁学特征研究夏敦胜;陈发虎;马剑英;刘秀铭;张卫国;王训明;魏海涛【期刊名称】《第四纪研究》【年(卷),期】2007(27)6【摘要】在黄土高原-阿拉善高原区域沿接近降水量最大梯度线方向系统采集了表土(包括沙漠和土壤)样品,详细研究了其环境磁学、粒度和有机质含量等环境替代指标的变化特征.结果表明,整个断面表土中的强磁性矿物主要为磁铁矿和磁赤铁矿,并含有赤铁矿.阿拉善高原表土中磁性矿物颗粒多为多畴(MD),总体含量偏低,磁性矿物中硬磁组分含量较高;黄土高原区表土中磁性颗粒多为准单畴(PSD),总体含量偏高,磁性矿物中软磁组分含量较高.进一步分析发现,在干旱地区,频率磁化率与降水有良好的相关性,而常用的磁化率不能较好地反映降水量变化.本研究指示在干旱地区应用单一磁化率指标解释环境变化需要谨慎.【总页数】8页(P1001-1008)【作者】夏敦胜;陈发虎;马剑英;刘秀铭;张卫国;王训明;魏海涛【作者单位】中国科学院寒区旱区环境与工程研究所沙漠与沙漠化重点实验室,兰州,730000;兰州大学资源环境学院西部环境教育部重点实验室,兰州,730000;兰州大学资源环境学院西部环境教育部重点实验室,兰州,730000;中国科学院寒区旱区环境与工程研究所沙漠与沙漠化重点实验室,兰州,730000;兰州大学资源环境学院西部环境教育部重点实验室,兰州,730000;华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海,200062;中国科学院寒区旱区环境与工程研究所沙漠与沙漠化重点实验室,兰州,730000;兰州大学资源环境学院西部环境教育部重点实验室,兰州,730000【正文语种】中文【中图分类】P941.74;X123【相关文献】1.黄土高原西部典型古土壤与黄土的磁学特征及其古气候意义 [J], 贾佳;夏敦胜;魏海涛;刘现彬;毛学刚2.黄土高原典型土壤全氮和微生物氮剖面分布特征研究 [J], 党亚爱;李世清;王国栋;邵明安3.基于ArcGIS的晋北黄土高原区典型频率年降水量分布特征研究 [J], 吕雁翔4.基于ArcGIS的晋北黄土高原区典型频率年降水量分布特征研究 [J], 吕雁翔5.基于DEM的陕北黄土高原典型地貌分形特征研究 [J], 蔡凌雁;汤国安;熊礼阳;Kamila Justyna Lis;谢婷;李亚平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

黄土高原黄土_古土壤序列古气候代用指标综述

文章编号:1009-6248(2011)02-0177-09黄土高原黄土-古土壤序列古气候代用指标综述杜青松(中国地质大学地球科学与资源学院,北京100083)摘要:黄土高原黄土-古土壤序列是古气候演化在陆相地层中的反映,已经成为认识第四纪地球气候与环境变化的3个重要信息载体之一,可用来探讨东亚季风气候的形成演化和受控机制、气候突变事件的记录乃至反演我国内陆干旱化历史。

稳定同位素、磁化率和孢粉等气候代用指标的地球化学、物理学以及生物学分析为提取黄土-古土壤序列中蕴藏的古气候环境信息提供了新的途径。

随着定量重建古气候方法的不断引进,运用替代指标研究的结果的准确度和精度也在不断提高。

关键词:黄土-古土壤序列;古气候代用指标;对比分析;成壤强度;东亚季风演变中图分类号:P532文献标识码:A1引言青藏高原的隆升、亚洲内陆荒漠的起源和季风气候的形成奠定了我国现代环境的基本格局。

这三者的关系一直为全球气候演化研究人员所重视。

全球气候变化及其对生态系统的影响,尤其是近年来气候异常在许多地区造成了一系列的自然灾害,给人类生存环境带来严重的不利影响。

为了应对气候剧变,探索古气候变化的动力成因机制,并由此预测未来气候变化趋势变得极为迫切(丁旋,1998)。

中国的黄土高原大约有7Ma的历史(H eller F et al1,1982),甚至更长(22M a)(Guo Z T et al1, 2002)。

黄土-古土壤是季风气候下的产物,其中黄土层形成于冬季风相对强盛时期,期间气候干冷,粉尘堆积速率高,风化成壤较弱。

古土壤则代表了夏季风相对强盛期,气候温暖湿润,风化成壤作用强,就形成褐红色的古土壤。

因此黄土-古土壤序列记录了最近7Ma东亚冬季风占优势和夏季风占优势气候期相互交替的变迁历史。

该风尘堆积序列随着青藏高原高度的不断增长,越来越多地显示黄土高原气候向干旱化方向发展(把多辉等,2005)。

赵济(1995)针对全新世时期亚洲大陆的造山运动已基本停止这一情况,提出引起黄土高原环境演变具有全局性意义的自然因素首先是气候的波动。

黄土高原古气候变化定量重建的新进展

黄土高原古气候变化定量重建的新进展孙有斌;卢红选;章泽科【期刊名称】《地质学报》【年(卷),期】2024(98)3【摘要】中国黄土-红黏土沉积是可与深海沉积媲美的陆相沉积载体,记录了晚新生代东亚大陆气候环境变化历史。

基于中国黄土的多种理化指标,重建了黄土高原地区构造-千年尺度东亚季风变化历史,为探讨区域与全球气候的联系提供了关键证据。

近年来,黄土高原古气候变化研究逐步从定性描述拓展到定量重建,本文旨在回顾基于中国黄土定量重建古温度和古降雨变化取得的重要进展。

首先,梳理了古气候要素定量重建的指标和方法,古温度重建指标包括植硅体、碳酸盐耦合同位素、微生物脂类代用指标等;古降水变化敏感指标包括磁化率、白云石/方解石含量、生物微钙体Sr/Ca比值、有机碳同位素以及^(10)Be等。

然后,汇总了典型黄土剖面定量重建的古气候变化序列,分别从构造、轨道及千年时间尺度上探讨了古温度和古降雨的变化特征。

结果表明,基于生标重建的不同时间跨度的土壤古温度变化序列,在冰期—间冰期尺度上的波动特征基本一致,但在冰盛期—冰消期时段出现了增温超前现象,说明陆地植被对土壤温度变化有重要调制作用。

然而,不同指标重建的降水变化幅度差异较大,主导周期也存在差异,说明定量重建降水变化仍有较大挑战。

最后,简要总结了黄土高原古气候定量重建存在的问题,明确了区分温度和降水季节性变化的重要性,指出加强地质记录与模拟结果的对比同化,将有助深化对多尺度季风变化动力学的理解。

【总页数】18页(P1006-1023)【作者】孙有斌;卢红选;章泽科【作者单位】中国科学院地球环境研究所【正文语种】中文【中图分类】P53【相关文献】1.黄土高原西缘3万年以来古气候变化——磁化率代用气候曲线的多尺度分析2.黄土高原地区古气候定量化研究方法评述3.中新世以来长江下游和黄土高原地区黏土矿物的时空变化及古气候意义4.黄土高原中部晚更新世古气候变化特征5.末次间冰期以来黄土高原地区古气候的重建因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

黄土高原西缘3万年以来古气候变化--磁化率代用气候曲线的多尺度分析

黄土高原西缘3万年以来古气候变化--磁化率代用气候曲线的多尺度分析张玉芬;李长安;刘雪梅;黄长生【期刊名称】《华东师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2003(000)004【摘要】黄土高原西缘红咀寺剖面气候代用曲线的小波多尺度分析(Multiresolution analysis),较好地表达了不同周期(时间尺度)的古气候演化特点.分析结果表明:在30-10kaBP的次冰盛期内,(1)约有56个百年尺度的气候波动,15个千年尺度的气候循环,3个冰阶-间冰阶周期;(2)在小波分解后的千年级尺度气候曲线上,暖事件更为突出,有3个突出的峰(Denekamp, ?(未命名),(BΦlling);(3)新仙女木事件仅反映在百年尺度的气候曲线上,在较长周期的曲线上不明显;(4)在百年尺度的气候曲线中,末次冰盛期气候波动频繁,其中18-28kaBP是频率波动最大的阶段,但随着周期尺度的加大,气候的波动频率逐渐趋于均匀.【总页数】7页(P66-72)【作者】张玉芬;李长安;刘雪梅;黄长生【作者单位】中国地质大学,地球物理系,武汉,430074;华东师范大学,地理系,上海,200062;中国地质大学,地球物理系,武汉,430074;中国地质大学,地球物理系,武汉,430074【正文语种】中文【中图分类】P631【相关文献】1.黄土高原西缘末次盛冰期以来古气候演化的有机碳同位素记录 [J], 杨桂芳;彭红霞;黄长生;黄俊华;胡超涌2.塬堡黄土剖面15万年以来磁化率气候记录及黄土磁化率时空特征 [J],3.黄土高原7百万年以来黄土古季风演变信号多尺度分析 [J], 张宝方;冯秀丽;林霖;肖晓;李沛4.临汾盆地13万年以来古气候变化研究 [J], 张慧;韩军青5.黄土高原100万年以来东亚夏季风演变信号的多尺度分析 [J], 杨周;林振山;俞鸣同;张真真因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

黄土高原风成序列中气候敏感矿物研究的开题报告

黄土高原风成序列中气候敏感矿物研究的开题报告
一、研究背景和意义
黄土高原是我国发展最为薄弱、环境质量最为脆弱、水土流失最为严重的区域之一。

通过对黄土高原的地质、气候、植被、土壤等多个方面的研究，可以为黄土高原地区的生态恢复和经济发展提供重要的科学依据。

气候敏感矿物是以一定的化学成分和物理特性表现出对气候存在敏感性的石英石种，其形成与气候变化密切相关，因此可以作为重要的气候变化指示剂。

通过对黄土高原风成序列中气候敏感矿物的研究，可以探讨该区域在不同时期的气候变化情况，为其生态恢复和经济发展提供指导和支持。

二、研究方法
1.野外采样：采用现场观察法和样品采集法，对黄土高原地区的风成序列进行采样。

2.显微镜分析：运用偏光显微镜分析样品中的矿物种类和形态。

3.化学分析：运用化学分析方法分析气候敏感矿物中的元素成分，并结合文献资料对其形成机制进行探讨。

4.地质与气候事件对比分析：通过对比分析黄土高原地区的地质与气候事件，对气候敏感矿物的形成与气候变化之间的关系进行分析。

三、论文结构
1.引言：阐述研究的背景、意义和目的。

2.文献综述：总结和整理气候敏感矿物在气候变化研究中的应用现状。

3.研究对象与研究方法：介绍研究区域选取及配套的野外采样、显微镜分析、化学分析、地质与气候事件对比分析等方法。

4.结果与讨论：对黄土高原风成序列中的气候敏感矿物类型和组成进行分析和讨论，探讨其与气候变化的关系，并对该区域不同时期的气候变化进行重点讨论。

5.结论：总结研究结果，提出未来需要进一步探索的问题，并对黄土高原的生态恢复和经济发展提出建议。

6.参考文献：列举本研究所引用的相关文献。