|
项目简介： 本项目属地球环境科学技术领域基础理论研究。
主要研究内容
系统研究了晚中新世以来不同时间尺度东亚季风的历史与变率，在短时间尺度上确认季风气候的不稳定性，较早指出千年尺度亚洲季风时空变率及其与高低纬气候和ENSO的联系，发现全新世季风适宜期的穿时性及其与太阳辐射的关系；集成研究了东亚季风与青藏高原隆升的耦合演化关系，提出高原是东亚季风轨道尺度气候变率的放大器，可为全球变暖提供早期信号；重建了最近7百万年亚洲内陆干旱化的历史，探讨了含铁粉尘生物地球化学循环对海洋生物产率、大气CO2浓度乃至气候的影响；将过去与现代环境变化研究相结合探讨黄土高原生态与环境演化的历史和规律，恢复了过去C4植被多次扩张的历史；指出人类活动对半干旱带沙地活化的影响，进行了树轮季风气候预测的尝试，为西部生态与环境修复、重建和变化趋势等实践问题向中央和地方政府提交了有价值的咨询报告。
科学意义和价值
该项研究成果在国际学术界产生了重要影响,明确了晚中新世以来东亚季风的历史、变率与机制，提高了我国在亚洲季风、内陆干旱化与高原隆升和全球变化关系研究中的国际地位；指出过去东亚季风与高低纬气候相互作用和南半球的联系，以及人类活动与自然变化对季风环境的影响，较早指出西部生态治理应遵循恢复自然面貌的原则，半干旱带是抑制荒漠化和沙尘暴的重点治理区，为制定西部大开发政策和黄土高原生态重建提供了重要科学依据。
同行引用评价情况
研究组成员在包括《Science》和《Nature》等在内的刊物上发表论文90篇, 其中66篇被《科学引文索引》(SCI)收录，53篇被《科学引文索引》收录论文他人引用956次。安芷生等在《Nature》上发表的亚洲季风演化与青藏高原隆升的论文, 目前已被引用183次,《Nature》网络版、《Scientific American》和国际著名学者对此给予高度评价；在《Quart.Sci.Rev.》上发表的"东亚季风气候的历史与变率"一文已被引用115次, 在国际学术界产生了重要影响。
主要发现点：
1、提出东亚季风变迁可视为太阳辐射和当地特定地理条件下海-陆-气-冰系统相互作用的产物，建立了7-9百万年以来东亚冬、夏季风变化的时间序列，指出东亚季风变化既有万年尺度的轨道周期，也有千年尺度的亚轨道周期和较短时间尺度的高频波动。确认末次冰期旋回和全新世东亚季风气候的不稳定性，并论证了全新世季风最佳期的空间变率和穿时性；指出东亚季风千年、百年尺度事件与高低纬气候的耦合过程密切相关，Younger Dryas时期降水与ENSO活动有关，提出过去南、北半球大气环流的"气压推动"概念。（10篇代表性论文：1，4，5，6）（过去全球变化科学）
2、从高原隆升的环境效应反演其隆升历史这一创新思路出发，研究指出青藏高原阶段性隆升与亚洲季风演化的耦合关系， 7-9和3.6-2.6 百万年前高原强烈隆升事件及后者对第四纪大冰期发育的重要驱动作用。发现与高原生长有关的3.6-2.6百万年前东亚冬、夏季风和内陆干旱化同时增强的事件，2.6百万年以来内陆干旱化和季风气候变率的增大与冰期旋回和高原存在有关。提出青藏高原是东亚季风轨道尺度气候变率的放大器并可提供全球变暖的早期信号。（10篇代表性论文：2，7）（第四纪地质学）
3、将过去环境变化与现代过程研究相结合探讨黄土高原生态、环境演化的历史和规律，发现过去7百万年C4植被的多次扩张事件，指出它们与暖季节的降水有关并非主要受大气CO2浓度控制；证明了黄土高原塬面自然植被以C4草本和灌木为主。（10篇代表性论文：3，9）（自然地理学）
4、通过重建最近7百万年黄土高原高分辨率粉尘通量曲线，恢复了亚洲内陆干旱化的历史与变率，揭示内陆干旱化变率增大和逐渐变干趋势，但存在有意义的干湿波动，提供了西部自然环境背景的理解；为认识内陆粉尘通过全球铁联系，减少大气CO2浓度，对全球气候产生正面效应做出了重要贡献。（10篇代表性论文之：8）（第四纪地质学）
5、在认识自然背景和环境变化机制理解的基础上，较早提出西部生态治理的核心是恢复其自然面貌的科学思想，植被恢复应遵循自然植被分带和生物多样性原则，指出年降雨量200-500mm的半干旱带和黄土高原应作为西部生态治理的重点地区，为地学部有关咨询报告的科学实践做出了重要贡献。发现中韩树轮记录所表明的东亚季风气候十年尺度变化大范围的一致性，以及最近两百年季风降水变率增大，尝试对半干旱带未来20年降水趋势进行预测。（10篇代表性论文：10）（第四纪地质学）
主要完成人：
1. 安芷生
建立了晚中新世以来东亚季风气候的历史，指出其在不同时间尺度的变率；进行高原隆升环境效应的集成研究，指出青藏高原阶段性隆升与亚洲季风演化的耦合关系；发现7Ma东亚C4植被多次扩张；为认识内陆粉尘通过铁联系，减少大气CO2浓度，对全球气候有正面效应做出重要贡献；提出了生态与环境治理应以恢复自然面貌为核心的科学思路。在五个发现点中均有重要贡献。投入该项研究的工作量占本人工作量85%。中科院院士029-88323363(O) 029-85262121(H) 13809156228 ","anzs@loess.llqg.ac.cn
2. 周卫健
提出高纬冷空气活动与低纬暖湿气流相互作用以及ENSO活动对于东亚季风千、百年气候事件的重要影响，指出全新世东亚季风气候的不稳定性（发现点一）；结合考古资料提出毛乌素沙漠活化是人类活动和自然环境演化共同作用的结果（发现点五）。投入该项研究的工作量占本人工作量60%。029-88320778(O) 029-85256429(H) 13991330693","weijian@loess.llqg.ac.cn
3. 刘晓东
完成了青藏高原阶段性隆升对亚洲季风气候影响的系统数值模拟，提出青藏高原是东亚季风轨道尺度气候变化的放大器，并可能提供全球变暖的早期信号（发现点二）。投入该项研究的工作量占本人工作量80%。
4. 刘卫国
通过黄土高原植被、土壤同位素特征及其同位素分馏机制的现代环境过程研究，示踪了古土壤有机物稳定同位素地球化学与古植被、古气候演化的关系，为发现黄土高原C4植物扩张与暖季节降水有关并非主要受大气CO2浓度控制做出重要贡献（发现点三）。投入该项研究的工作量占本人工作量55%。
5. 刘禹
利用树木年轮并结合气象资料，提出东亚季风十年尺度大范围变化的一致性，十八世纪后半叶到二十世纪后期季风降水变率增大，进行了环境敏感带树轮降水变化趋势预测的尝试（发现点五）。投入该项研究的工作量占本人工作量55%。
10篇代表性论文：
1. The history and variability of East Asian monsoon climate. / Quaternary Science Reviews
2. Evolution of Asian monsoons and phased uplift of theHimalaya-Tibetan plateau since Late Miocene times. / Nature
3. Multiple expansions of C4 plant biomass in East Asia since 7 Ma coupled with strengthened monsoon circulation. / Geology
4. Asynchronous Holocene optimum of the East Asian monsoon. /Quaternary Science Reviews
5. Terrestrial evidence for a spatial structure of tropical-polar interconnections during the Younger Dryas episode. /Earth and Planetary Science Letters
6. Teleconnection of climatic events between east Asia and polar, high latitude areas during the last deglaciation. /Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology
7. Climatic warming in the Tibetan Plateau during recent decades. /International Journal of Climatology
8. History and variability of Asian interior aridity recorded by eolian flux in the Chinese Loess Plateau during the past 7 Ma. /Science in China(D)
9. Did an extensive forest ever develop on the Chinese Loess Plateau during the past 130 ka?: A test using soil carbon isotopic signatures. /Applied Geochemistry
10. The forecast of seasonal precipitation trend at the north Helan Mountain and Baiyinaobao regions, Inner Mongolia for the next 20 years. / Chinese Science Bulletin
|
