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项目简介： 该项目属于地球科学的第四纪气候环境变化方向，该方向是第四纪研究的主线和全球变化研究的重点，经历了上世纪初的四次冰期理论、60-80年代冰期－间冰期多旋回理论、90年代兴起的气候快速变化学说。申报内容是研究群体20年来，利用我国西北季风边缘区的黄土和湖泊沉积记录对第四纪气候和环境变化研究的成果。
成果包括：
1）晚第四纪气候快速变化：黄土记录发现末次冰期气候存在快速变化，不仅表现在冬季风，而且也表现在夏季风的变化上；全新世气候也存在千年尺度类似末次冰期的气候快速变化，温度存在较大幅度波动，季风边缘区早全新世湿润，而中全新世出现较强烈干旱事件；提出末次间冰期季风变化稳定，并被后来的研究证实。该研究成果对国际气候快速变化学说的发展有重要贡献，研究成果被广泛引用。2）黄土高原西部黄土地层与第四纪气候变化：获得了黄土高原西部黄土地层和黄河阶地发育的可靠年代，建立了区域标准黄土剖面，较早提出岁差驱动早更新世土壤发育和季风变化的观点。该研究推动了我国黄土研究的发展，对国际冰期－间冰期多旋回气候变化理论的完善作出了重要贡献。3）干旱区末次间冰段大湖期和环境变化：发现阿拉善高原沙漠中曾广泛发育大湖，年代在距今2-4万年间，湖泊总面积超过2万平方公里，当时黄土高原西部地区气候湿润，提出了末次冰期旋回季风气候的变化模式，推动了我国晚第四纪环境变化的研究。
出版专著文集4部，发表论文300多篇，其中Nature杂志论文1篇，其他SCI论文100篇，主要是国际古气候古环境领域的权威杂志，如QSR、JGR、Geology等。80篇主要论著被SCI刊物引用875次，10篇代表论文被SCI刊物他引276次，单篇论文被SCI刊物最高他引72次。成果在国际学术界有较大影响，完成人任国际第四纪联合会工作组等主席，主持了4次国际会议，3人获国家自然科学杰出青年基金，群体获国家自然科学创新群体计划，该成果曾获国家教委科技进步一等奖。培养研究生120人，许多成为了学术骨干。
主要发现点： 该项目以理解我国西北季风边缘区（包括甘肃中西部、青海、宁夏和内蒙西部）的晚第四纪气候和环境变化为主线，发现点包括3个方面：
1、晚第四纪气候快速变化：上世纪90年代，欧美投入大量资金对格陵兰冰芯记录的气候变化研究取得新进展，发现末次冰期旋回内存在千年尺度的气候大幅度气候快速变化。研究群体利用黄土高原西部分辨率相对较高的黄土记录和西北季风边缘区的湖泊记录优势，在晚第四纪气候快速变化方面取得重大进展，成果包括：
1.1 发现末次冰期季风气候具有千年尺度的快速变化特征，变化幅度介于南北极之间。末次冰期冬季风和夏季风均存在类似于格陵兰冰芯记录到的气候不稳定性特征。属于自然地理学与第四纪地质学，参见代表性论文1、4。
1.2 提出末次间冰期气候变化较为复杂，与末次冰期不同，冬、夏季风的变化相对稳定，不存在依据格陵兰冰芯等报道的气候不稳定性特征，并被后来的研究所证实。属于自然地理学与第四纪地质学，参见代表性论文2。
1.3 提出季风边缘区全新世气候存在显著的千年尺度干湿波动，表现出类似于末次冰期的快速变化特征。发现早全新世季风强大，而传统认为的中全新世气候最宜期内存在显著干旱事件，湖泊普遍干涸，温度也存在较大幅度变化。距今4000前后季风整体衰退，气候变化和人类活动共同导致季风边缘区的湖泊沙漠化。属于自然地理学，参见代表性论文3、10。
2. 黄土高原西部黄土地层与第四纪气候变化：上世纪60－70年代深海记录显示了轨道驱动的冰期－间冰期旋回变化的迹象，但因缺少大陆记录的支持而不完善。课题组利用季风边缘区高分辨率黄土记录的优势，获得了黄土高原西部地区黄土地层的可靠年代，建立了以兰州九洲台为主的区域黄土标准剖面和区域黄土-古土壤序列，发现不同于我国东部标准黄土剖面的新特点，建立了最近1.5Ma气候变化序列，开展了黄土记录与深海记录、南极冰芯记录的对比研究，在国内较早地提出了轨道驱动季风气候变化的事实，指出早更新世兰州九洲台黄土记录了约2.5万年岁差周期变化。建立了黄河上游河流阶地的发育年代，提出青藏高原隆升对我国自然环境分异和长尺度气候变化产生了重大影响。该研究发展了我国黄土研究，对国际轨道尺度多旋回气候变化理论的完善作出了贡献。属于第四纪地质学，参见代表性论文5、6、8。
3. 干旱区末次冰期间冰段大湖期与环境变化：发现我国阿拉善高原现代十分干旱的腾格里沙漠、巴丹吉林沙漠等夏季风边缘区曾经存在巨大古湖泊，C-14年龄为距今年2-4万年间，并存在多次波动。发现末次冰期旋回季风气候的组合特征，指出末次冰期间冰段气候为冷湿组合，当时黄土高原西部地区针叶林植被发育，较早提出了末次冰期旋回季风的变化模式。属于自然地理学，参见代表性论文7、9。
主要完成人：
1. 陈发虎
系统开展了黄土高原西部地区黄土地层与气候记录的研究，建立了区域黄土剖面和黄土－古土壤序列;提出末次冰期冬夏季风均存在千年尺度的气候快速变化的事实，发现了末次间冰期气候变化相对稳定；开展了全新世湖泊演化研究，发现我国季风边缘区全新世气候快速变化的事实。对申报书中发现点1和2有创造性贡献。本人在该项研究中的工作量占本人工作量的65％。
2. 李吉均
领导了黄土高原西部地区的黄土研究，建立了兰州九洲台黄土基本年龄框架，系统开展了陇西黄土高原黄土地层研究，提出轨道因素驱动季风气候变化的思想；首次将末次冰期旋回的黄土记录与南极冰芯记录对比，提出了末次冰期旋回季风气候的变化模式和青藏高原高原隆升的环境效应。对申报书中发现点1和3有创造性贡献。本人在该项研究中的工作量占本人工作量的55％。
3. 张虎才
揭示了中国西北季风边缘的沙漠区末次冰期间冰段存在“大湖期”的地质事实；利用稳定同位素、地球化学、孢粉等研究方法，提出全新世温度存在百年尺度的较大幅度波动。对申报书中1.3和3有创造性贡献，本人在该项研究中的工作量占本人工作量的60％。
4. 方小敏
根据兰州地区马兰黄土环境磁学记录和土壤发育程度，提出末次冰期夏季风存在不稳定性；开展了黄河及其支流阶地上的黄土地层及其年代学研究。对申报书中发现点2有创造性贡献，对发现点1有重要贡献。本人在该项研究中的工作量占本人工作量的30％。
5. 潘保田
系统开展了黄河上游段的发育历史及气候－构造耦合关系的研究，开展了河湟谷地河流阶地之上黄土地层的形成年代和腾格里沙漠边缘黄土气候记录研究。对申报书中发现点1有创造性贡献，本人在该项研究中的工作量占本人工作量的40％。
10篇代表性论文：
1. High resolution multi-proxy climate records from Chinese loess: evidence for rapid climatic changes over the last 75 kyr. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology
2. East Asian monsoon variations during Oxygen Isotope Stage 5: evidence from the northwestern margin of the Chinese loess plateau. Quaternary Science Reviews
3. Abrupt Holocene changes of the Asian monsoon at millennial- and centennial-scales: Evidence from lake sediment document in Minqin Basin, NW China. Chinese Science Bulletin
4. Asian summer monsoon instability during the past 60,000 years: magnetic susceptibility and pedogenic evidence from the western Chinese loess plateau. Earth and Planetary Science Letters
5. The age and palaeoclimatic implications of the loess of Lanzhou, north China. Nature
6. The environmental-effects of the uplift of the Qinghai-Xizang Plateau. Quaternary Science Reviews
7. Late Quaternary monsoon patterns on the loess plateau of China. Earth Surface Processes and Landforms
8. A 900 ky record of strath terrace formation during glacial-Interglacial transitions in northwest China. Geology
9. Lake level and climate changes between 42,000 and 18,000 C-14 yr BP in theTengger Desert, Northwestern China. Quaternary Research
10. A Holocene climatic record from arid northwestern China. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology
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