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      項目名稱: 中國第四紀冰川與環境變化研究

      推薦單位: 中國科學院

      項目簡介: 本項目屬于地球科學(104)。

      本項目將世界屋脊青藏高原的第四紀冰川與環境演變作為主要研究對象,以揭開中低緯度高亞洲季風區第四紀冰川活動的規模、次數,探討其與全球冰期和高原隆升之間的關系。在此基礎上,研究解決中國東部第四紀冰川問題。針對全球變暖,選擇末次冰期間冰段和全新世大暖期兩個高溫的特殊時段進行"古相似"研究,以期對未來變暖前景的認識有所參照。主要發現點有--

      1. 基本查清了中國西部第四紀冰川的分布、特征和原因;詳細重建了末次冰期最盛期冰川范圍和環境特征;高原各山系各次冰川作用都有清楚的冰川沉積界限,也有冰緣、湖泊、雪線等多方面地貌證據,表明從未形成覆蓋整個高原的大冰蓋。

      2. 運用地貌地層學方法和多種定年技術基本建立了可與深海氧同位素階段對比的第四紀冰川序列;確定青藏高原"昆侖冰期"、"中梁贛冰期"、"古鄉冰期"和"大理冰期"分別發生于MIS18-16,MIS12,MIS6和MIS4-2。確認"昆-黃運動"中青藏高原進入冰凍圈;"共和運動"使高原以東若干高山達到雪線以上,發生末次冰期冰川作用。確認中國東部第四紀冰川作用只存在于賀蘭山、太白山、長白山和臺灣高山。

      3. 發現MIS3a升溫達到間冰期程度,而MIS3b降溫導致冰進。指出歲差周期在中低緯度季風亞洲的特殊影響;首次對中國末次冰期后氣候回暖過程,特別是中全新世做出全面系統論述。

      科學價值在于,使國際學術界對作為地球第三極的青藏高原的第四紀冰川有了清楚認識,揚棄了大冰蓋假說;樹立了中低緯度高亞洲季風區氣候變化-高原隆升構造耦合效應的典型例證;對3階段和全新世大暖期的獨到研究有助于我們對全球變暖的認識。這些研究推動了第四紀科學發展。

      論著被SCI引用1564次,其中他引976次;被CSCD引用2569次,其中他引次數2034次;共被引用4133次。代表性論著SCI他引168次,他引總次數263次。國際一流學者黃汲清院士、劉東生院士和現任國際冰川學會主席A.Ohmura等發表文章對本研究成果都給與很高的評價。

      主要發現點: 1. (核心發現點)基本查清了中國第四紀冰川的分布及其特征

      確認青藏高原第四紀冰川以高大山脈為依托而發育,重建了末次冰盛期(LGM)冰川分布、溫度、降水、雪線變化、湖泊與森林萎縮等環境特征;編繪了中國第四紀冰川分布圖,量算了冰川面積,末次冰盛期時冰川面積僅有35萬km2;發現第四紀冰川的規模由高原東南向西北,由邊緣向腹地減;確認這種特征決定于夏季風環流的減弱和高原熱效應的影響,青藏高原冰川都有清楚的冰川沉積界限,雪線降低值在高原邊緣大,腹地小,證明從未發生過覆蓋整個高原的大冰蓋;確認中國東部只有賀蘭山、太白山、長白山和臺灣山地發生末次冰期冰川作用。(自然地理學與第四紀地質學,代表性論著1、2、3、6、7、8、9、10)

      2. (重要發現點)運用多種定年技術建立了和深海氧同位素階段相比較的第四紀冰期-間冰期序列;確認青藏高原第四紀冰川是高原隆升與氣候變冷耦合效應的產物

      2.1 確定青藏高原最大冰期形成于MIS18-16,命名"昆侖冰期";之后進入MIS15-13以13階段為最暖的大間冰期;確定祁連山與天山最老冰磧形成于MIS12階段,命名"中梁贛冰期";確認倒數第二次冰期(古鄉冰期)屬于MIS6階段;MIS4-2階段的末次冰期(大理冰期)冰川作用在青藏高原及天山、阿爾泰山廣泛發生。(自然地理學與第四紀地質學,代表性論著1、7、10)

      2.2 確認發生于1.1-0.6 Ma BP的“昆侖-黃河運動"與全球冰期耦合使青藏高原進入冰凍圈并發生冰川作用,重建了當時溫度和降水。發現當時大氣環流對西北沙漠發展、黃土分布和長江流域泥石流沉積有重要影響;確認發生于0.15 Ma BP前后的"共和運動"使高原以東若干高山上升到雪線以上,在末次冰期發生冰川作用;(自然地理學與第四紀地質學,代表性論著1、8、9)

      3. (重要發現點)面對當前全球變暖,首次對中國MIS3a(40-30 ka BP)、MIS3b(54-44 ka BP)和中全新世(8.5-3 ka BP)特殊時段進行古相似研究(Paleo-analogue)

      3.1 由冰川遺跡、冰芯、湖泊、孢粉、水系變化等多方面資料首先論證MIS3a(30-40 ka BP)升溫達到間冰期程度,季風強盛,降水增加,中國西部湖泊大規模發展;東部熱帶范圍擴展,海平面上升,在長江口和華北出現大范圍海浸。而MIS3b(44-54 ka BP)降溫導致冰川前進,顯示該階段歲差周期的特殊影響。(自然地理學,代表性論著1、5)

      3.2 對中全新世大暖期(8.5-3.0 ka BP)研究發現氣候有幾次大的波動,以暖為主,新石器文化大發展。在大暖期盛時,植被帶北遷西移,估算北方升溫3℃,長江流域2℃,華南1℃。降水增加,許多湖泊擴大淡化。5.3 ka BP出現強烈降溫事件,可能是仰韶文化衰落的原因。(自然地理學,代表性論著4)

      主要完成人: 施雅風

      項目組織、設計、主持者。兩部代表性專著的主編;首先確定昆侖冰期青藏高原進入冰凍圈;詳細重建末次冰期冰盛期冰川與環境;主持澄清青藏高原大冰蓋假說與東部中低山地廣泛發生第四紀冰川的誤解;發現60-30 ka BP中國環境變化,并詳細研究40-30ka BP暖濕環境特征;首先闡明中全新世氣候與環境特征。對申報書中發現點1、2和3做出了創造性貢獻。本人在該研究中的工作量占本人工作量的62%。

      崔之久

      兩本代表性專著副主編;建立包括冰川沉積在內的混雜沉積成因識別原則和方法;提出昆侖-黃河運動,深化氣候-構造耦合效應研究;對天山、阿爾泰山、點蒼山、太白山等地的第四紀冰川有獨到研究;特別是通過對臺灣雪山古冰川的肯定,解決了臺灣學術界一直否定冰川存在的觀點。成果被廣泛引用、肯定。對申報書中發現點1和2.1做出了創造性貢獻。本人在該研究中的工作量占本人工作量的57%。

      李吉均

      《中國東部第四紀冰川與環境問題》專著副主編,深入剖析廬山疑似的冰川地貌和沉積,否定冰川成因,正確闡述廬山第四紀環境變化!段鞑乇ā泛汀稒M斷山冰川》兩部專著主編。對西藏、特別是我國海洋性冰川地區的第四紀冰川進行系統研究,提出藏東南"古鄉冰期"和"白玉冰期",橫斷山地區"稻城冰期"、"絨壩岔冰期"和"竹慶冰期"等冰期概念;提出"共和運動",并與崔之久一起提出"昆侖-黃河運動"等與冰川作用密切相關的高原抬升事件。對申報書中發現點1和2.2做出了創造性貢獻。本人在該研究中的工作量占本人工作量的57%。

      鄭本興

      對喜馬拉雅山、西昆侖山、橫斷山、天山等西部多數高山第四紀冰川進行考察,劃分了冰期與間冰期序列;研究了冰川沉積和冰緣沉積特征,參與海洋性冰川與大陸性冰川區分與分界線的確定;編繪了一系列冰川地貌圖和第四紀冰川圖;在第四紀冰川演化模式與高原隆升、氣候變化關系的研究、最大冰期與末次冰期和全新世冰川變化、否定青藏高原大冰蓋論方面作出了重要貢獻。對申報書中發現點1和2.2做出了創造性貢獻。本人在該研究中的工作量占本人工作量的80%。

      周尚哲

      發現并確定祁連山擺浪河"中梁贛冰期",并與"高望峰冰磧"一道測年,首次確定中國西部MIS12冰川作用的存在;確定橫斷山"稻城冰期"發生于MIS16階段;用10Be方法測定藏東南"古鄉冰期"和"白玉冰期"分別發生于MIS6和MIS2。得到一批MIS3b發生冰進的年齡數據。較早從冰川、湖泊、黃土-古土壤記錄研究了西部全新世環境變化的基本特征。對申報書中發現點1和2.1做出了重要貢獻。本人在該研究中的工作量占本人工作量的61%。

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