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項(xiàng)目簡(jiǎn)介： 該項(xiàng)目屬于地球科學(xué)的第四紀(jì)氣候環(huán)境變化方向，該方向是第四紀(jì)研究的主線和全球變化研究的重點(diǎn)，經(jīng)歷了上世紀(jì)初的四次冰期理論、60-80年代冰期－間冰期多旋回理論、90年代興起的氣候快速變化學(xué)說(shuō)。申報(bào)內(nèi)容是研究群體20年來(lái)，利用我國(guó)西北季風(fēng)邊緣區(qū)的黃土和湖泊沉積記錄對(duì)第四紀(jì)氣候和環(huán)境變化研究的成果。
成果包括：
1）晚第四紀(jì)氣候快速變化：黃土記錄發(fā)現(xiàn)末次冰期氣候存在快速變化，不僅表現(xiàn)在冬季風(fēng)，而且也表現(xiàn)在夏季風(fēng)的變化上；全新世氣候也存在千年尺度類似末次冰期的氣候快速變化，溫度存在較大幅度波動(dòng)，季風(fēng)邊緣區(qū)早全新世濕潤(rùn)，而中全新世出現(xiàn)較強(qiáng)烈干旱事件；提出末次間冰期季風(fēng)變化穩(wěn)定，并被后來(lái)的研究證實(shí)。該研究成果對(duì)國(guó)際氣候快速變化學(xué)說(shuō)的發(fā)展有重要貢獻(xiàn)，研究成果被廣泛引用。2）黃土高原西部黃土地層與第四紀(jì)氣候變化：獲得了黃土高原西部黃土地層和黃河階地發(fā)育的可靠年代，建立了區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)黃土剖面，較早提出歲差驅(qū)動(dòng)早更新世土壤發(fā)育和季風(fēng)變化的觀點(diǎn)。該研究推動(dòng)了我國(guó)黃土研究的發(fā)展，對(duì)國(guó)際冰期－間冰期多旋回氣候變化理論的完善作出了重要貢獻(xiàn)。3）干旱區(qū)末次間冰段大湖期和環(huán)境變化：發(fā)現(xiàn)阿拉善高原沙漠中曾廣泛發(fā)育大湖，年代在距今2-4萬(wàn)年間，湖泊總面積超過(guò)2萬(wàn)平方公里，當(dāng)時(shí)黃土高原西部地區(qū)氣候濕潤(rùn)，提出了末次冰期旋回季風(fēng)氣候的變化模式，推動(dòng)了我國(guó)晚第四紀(jì)環(huán)境變化的研究。
出版專著文集4部，發(fā)表論文300多篇，其中Nature雜志論文1篇，其他SCI論文100篇，主要是國(guó)際古氣候古環(huán)境領(lǐng)域的權(quán)威雜志，如QSR、JGR、Geology等。80篇主要論著被SCI刊物引用875次，10篇代表論文被SCI刊物他引276次，單篇論文被SCI刊物最高他引72次。成果在國(guó)際學(xué)術(shù)界有較大影響，完成人任國(guó)際第四紀(jì)聯(lián)合會(huì)工作組等主席，主持了4次國(guó)際會(huì)議，3人獲國(guó)家自然科學(xué)杰出青年基金，群體獲國(guó)家自然科學(xué)創(chuàng)新群體計(jì)劃，該成果曾獲國(guó)家教委科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。培養(yǎng)研究生120人，許多成為了學(xué)術(shù)骨干。
主要發(fā)現(xiàn)點(diǎn)： 該項(xiàng)目以理解我國(guó)西北季風(fēng)邊緣區(qū)（包括甘肅中西部、青海、寧夏和內(nèi)蒙西部）的晚第四紀(jì)氣候和環(huán)境變化為主線，發(fā)現(xiàn)點(diǎn)包括3個(gè)方面：
1、晚第四紀(jì)氣候快速變化：上世紀(jì)90年代，歐美投入大量資金對(duì)格陵蘭冰芯記錄的氣候變化研究取得新進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)末次冰期旋回內(nèi)存在千年尺度的氣候大幅度氣候快速變化。研究群體利用黃土高原西部分辨率相對(duì)較高的黃土記錄和西北季風(fēng)邊緣區(qū)的湖泊記錄優(yōu)勢(shì)，在晚第四紀(jì)氣候快速變化方面取得重大進(jìn)展，成果包括：
1.1 發(fā)現(xiàn)末次冰期季風(fēng)氣候具有千年尺度的快速變化特征，變化幅度介于南北極之間。末次冰期冬季風(fēng)和夏季風(fēng)均存在類似于格陵蘭冰芯記錄到的氣候不穩(wěn)定性特征。屬于自然地理學(xué)與第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)，參見代表性論文1、4。
1.2 提出末次間冰期氣候變化較為復(fù)雜，與末次冰期不同，冬、夏季風(fēng)的變化相對(duì)穩(wěn)定，不存在依據(jù)格陵蘭冰芯等報(bào)道的氣候不穩(wěn)定性特征，并被后來(lái)的研究所證實(shí)。屬于自然地理學(xué)與第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)，參見代表性論文2。
1.3 提出季風(fēng)邊緣區(qū)全新世氣候存在顯著的千年尺度干濕波動(dòng)，表現(xiàn)出類似于末次冰期的快速變化特征。發(fā)現(xiàn)早全新世季風(fēng)強(qiáng)大，而傳統(tǒng)認(rèn)為的中全新世氣候最宜期內(nèi)存在顯著干旱事件，湖泊普遍干涸，溫度也存在較大幅度變化。距今4000前后季風(fēng)整體衰退，氣候變化和人類活動(dòng)共同導(dǎo)致季風(fēng)邊緣區(qū)的湖泊沙漠化。屬于自然地理學(xué)，參見代表性論文3、10。
2. 黃土高原西部黃土地層與第四紀(jì)氣候變化：上世紀(jì)60－70年代深海記錄顯示了軌道驅(qū)動(dòng)的冰期－間冰期旋回變化的跡象，但因缺少大陸記錄的支持而不完善。課題組利用季風(fēng)邊緣區(qū)高分辨率黃土記錄的優(yōu)勢(shì)，獲得了黃土高原西部地區(qū)黃土地層的可靠年代，建立了以蘭州九洲臺(tái)為主的區(qū)域黃土標(biāo)準(zhǔn)剖面和區(qū)域黃土-古土壤序列，發(fā)現(xiàn)不同于我國(guó)東部標(biāo)準(zhǔn)黃土剖面的新特點(diǎn)，建立了最近1.5Ma氣候變化序列，開展了黃土記錄與深海記錄、南極冰芯記錄的對(duì)比研究，在國(guó)內(nèi)較早地提出了軌道驅(qū)動(dòng)季風(fēng)氣候變化的事實(shí)，指出早更新世蘭州九洲臺(tái)黃土記錄了約2.5萬(wàn)年歲差周期變化。建立了黃河上游河流階地的發(fā)育年代，提出青藏高原隆升對(duì)我國(guó)自然環(huán)境分異和長(zhǎng)尺度氣候變化產(chǎn)生了重大影響。該研究發(fā)展了我國(guó)黃土研究，對(duì)國(guó)際軌道尺度多旋回氣候變化理論的完善作出了貢獻(xiàn)。屬于第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)，參見代表性論文5、6、8。
3. 干旱區(qū)末次冰期間冰段大湖期與環(huán)境變化：發(fā)現(xiàn)我國(guó)阿拉善高原現(xiàn)代十分干旱的騰格里沙漠、巴丹吉林沙漠等夏季風(fēng)邊緣區(qū)曾經(jīng)存在巨大古湖泊，C-14年齡為距今年2-4萬(wàn)年間，并存在多次波動(dòng)。發(fā)現(xiàn)末次冰期旋回季風(fēng)氣候的組合特征，指出末次冰期間冰段氣候?yàn)槔錆窠M合，當(dāng)時(shí)黃土高原西部地區(qū)針葉林植被發(fā)育，較早提出了末次冰期旋回季風(fēng)的變化模式。屬于自然地理學(xué)，參見代表性論文7、9。
主要完成人：
1. 陳發(fā)虎
系統(tǒng)開展了黃土高原西部地區(qū)黃土地層與氣候記錄的研究，建立了區(qū)域黃土剖面和黃土－古土壤序列;提出末次冰期冬夏季風(fēng)均存在千年尺度的氣候快速變化的事實(shí)，發(fā)現(xiàn)了末次間冰期氣候變化相對(duì)穩(wěn)定；開展了全新世湖泊演化研究，發(fā)現(xiàn)我國(guó)季風(fēng)邊緣區(qū)全新世氣候快速變化的事實(shí)。對(duì)申報(bào)書中發(fā)現(xiàn)點(diǎn)1和2有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)。本人在該項(xiàng)研究中的工作量占本人工作量的65％。
2. 李吉均
領(lǐng)導(dǎo)了黃土高原西部地區(qū)的黃土研究，建立了蘭州九洲臺(tái)黃土基本年齡框架，系統(tǒng)開展了隴西黃土高原黃土地層研究，提出軌道因素驅(qū)動(dòng)季風(fēng)氣候變化的思想；首次將末次冰期旋回的黃土記錄與南極冰芯記錄對(duì)比，提出了末次冰期旋回季風(fēng)氣候的變化模式和青藏高原高原隆升的環(huán)境效應(yīng)。對(duì)申報(bào)書中發(fā)現(xiàn)點(diǎn)1和3有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)。本人在該項(xiàng)研究中的工作量占本人工作量的55％。
3. 張虎才
揭示了中國(guó)西北季風(fēng)邊緣的沙漠區(qū)末次冰期間冰段存在“大湖期”的地質(zhì)事實(shí)；利用穩(wěn)定同位素、地球化學(xué)、孢粉等研究方法，提出全新世溫度存在百年尺度的較大幅度波動(dòng)。對(duì)申報(bào)書中1.3和3有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)，本人在該項(xiàng)研究中的工作量占本人工作量的60％。
4. 方小敏
根據(jù)蘭州地區(qū)馬蘭黃土環(huán)境磁學(xué)記錄和土壤發(fā)育程度，提出末次冰期夏季風(fēng)存在不穩(wěn)定性；開展了黃河及其支流階地上的黃土地層及其年代學(xué)研究。對(duì)申報(bào)書中發(fā)現(xiàn)點(diǎn)2有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)，對(duì)發(fā)現(xiàn)點(diǎn)1有重要貢獻(xiàn)。本人在該項(xiàng)研究中的工作量占本人工作量的30％。
5. 潘保田
系統(tǒng)開展了黃河上游段的發(fā)育歷史及氣候－構(gòu)造耦合關(guān)系的研究，開展了河湟谷地河流階地之上黃土地層的形成年代和騰格里沙漠邊緣黃土氣候記錄研究。對(duì)申報(bào)書中發(fā)現(xiàn)點(diǎn)1有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)，本人在該項(xiàng)研究中的工作量占本人工作量的40％。
10篇代表性論文：
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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