靳建辉
, 李志忠, 雷国良
Jin Jianhui, Li Zhizhong, Lei Guoliang
中图分类号: P534.63
文献标识码: A
文章编号: 1000-0690（2017）02-0301-10
通讯作者:
收稿日期: 2016-01-5
修回日期: 2016-04-20
网络出版日期: 2017-02-25
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作者简介：靳建辉（1981-）,男,山西陵川人,博士,讲师,主要从事海岸风沙地貌和OSL年代学研究。E-mail: geojjh@fjnu.edu.cn
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摘要
对福建海坛岛青峰老红砂进行了系统的光释光测年研究,结合已发表的相关测年数据,在统一的时间标尺上探讨了老红砂发育过程及其与海平面变化和东亚季风变化之间的关系。结果表明：① QFS剖面沉积年龄为110~33 ka,起始发育年龄延伸到了末次间冰期。主要涵盖了MIS5c~MIS3阶段,其中存在4个快速堆积期。结合已发表的年代学数据进行综合分析,认为前人得出的老红砂发育在末次冰期以来的结论需要得到修正。② 华南老红砂发育过程与区域海平面变化密切相关。在末次间冰期和末次冰期均有发育,高海面（>-50 m）或较高海面（-50~-70 m）时期是老红砂普遍发育期。区域地壳运动叠加海平面变化造成闽南和闽东北老红砂的沉积差异：海退过程中的较高海面时期北部先发生快速堆积;海侵过程中的较高海面时期南部先发生快速堆积。LGM（海平面<-70 m）期,老红砂不发育。③ 老红砂在冰期-间冰期尺度上的沉积速率体现了源区气候和海平面变化对老红砂物源输送的双重制约。
关键词：
Abstract
In this article, luminescence chronology of ‘Old Red Sand’(ORS) in Haitan Island are discussed in Fujian Province. Combined with the published OSL data, the development process of ORS and the relationship between the process and the change of sea-level and East Asia Monsoon(EAM) are discussed on the standard chronology. The results show that, the development age of QFS section is 110-33 ka, of which the initial development age extend to the Last Interglacial period which mainly covers Marine Isotope Stage(MIS)5c-MIS3, and there are 4 stages of rapid accumulation. We hold opinion that the conclusions of other researches, who consider ORS is the aeolian sediment since the last glacial period, should be corrected. 2) The development process of ORS in South China is closely tied with the change of regional sea-level. ORS of South China is broadly forming at the Last Interglacial period and the Last glacial period, of which high (the height of sea-level is between -70 m and -50 m) or higher(the height of sea-level is more than -50 m) sea-level is one of important premises. Synthetic impact of regional crustal uplift and sea-level change creates the diversity of sedimentary rate of ORS of South China: there is a rapid accumulation in upstate firstly at the high or higher sea-level period of the regressive process, and there is a rapid accumulation in south area firstly at the high or higher sea-level period of the process of marine transgression. At the same time, its a remarkable face that the sediment is absent at the period of Last Glacial Maximum(LGM) (the height of sea-level is under -70 m ). 3) The depth-age pattern of ORS reflects not merely the control action of solar radiation on east Asian winter monsoon but also the change of global ice volume which is the response of solar radiation. 4) The variation of ORS material source of South China are changed with glacial-interglacial cycle, and the main part of ORS is the regional response to the global climate change, especially the East Asia Winter Monsoon(EAWM), meanwhile there are secondary response process of global sea-level change and regional structure. Sedimentary rate of ORS mainly embodied the double restriction of climate and sea level changes on conveying of material source.
Keywords：
“老红砂”一词最早由曾昭璇和黄少敏提出[1],是指广泛分布在中国东南沿海亚热带和热带地区的一种红色(10R4/8)、棕红色(2.5YR4/8)、淡红棕色(5YR5/8)和暗黄橙(5YR/5/8)为主的半胶结中细砂沉积物[2~4]。老红砂的形成演变不仅反映着海陆交互作用带的动力环境特征,同时也是全球变化研究中的重要组成部分。20世纪80年代以来,前人对华南老红砂成因、沉积年代、环境演变以及红化过程进行了研究[1~3,5~9]。其中老红砂的形成年代一直是中国南方第四纪环境演变研究中的关注热点且尚未很好解决的科学问题之一。最近几年,随着实验手段的进一步发展,“老红砂”研究取得了明显进展。在年代学和地层学方面,袁宝印等[10]提出了以风化壳岩性特征为基础的岩石地层单位划分框架,并将“老红砂”划分为中更新统北海组和晚更新统晋江组。张家富等[4]应用光释光技术（Optically Stimulated Luminasence）对福建晋江沿海地区的“老红砂”进行了测年研究, 探讨了铀和钍在化学风化作用过程中的地球化学行为对估算样品年剂量的影响。关于老红砂的发育模式问题,前人认为是冰期低海面时期,风动力搬运的海岸风沙沉积[3,11]。而胡凡根等[12]、俞鸣同等[13]认为老红砂是暖期气候的风沙响应。已报道的测年数据显示,并非所有老红砂发育期都与深海氧同位素暖期或冷期相对应。关于老红砂的发育模式及其与区域环境演变之间的关系研究还有许多值得探讨的科学问题。譬如：老红砂起始发育年龄是末次冰期还是末次间冰期,亦或更老?老红砂与海面变化之间的关系?本文通过对福建青峰老红砂进行系统定年,并与全球海平面变化和区域构造运动进行综合分析,探讨华南沿海老红砂发育过程及其反映的环境意义。
福建沿海地处低纬地带,气候受太阳辐射、台湾海峡及两侧山地地形影响和季风环流的制约,同时受海洋的调节作用,为南亚热带海洋性季风气候。多年平均气温为19.3~21.3℃。多年平均降水量在1 000~1 600 mm之间,常年盛行NE-ENE风,年平均风速达6.9 m/s。
福建沿海老红砂是闽粤地区保存完整、沉积典型的区域,多分布于河流入海口的南侧岸段。本文选取的福建海坛岛北部的QFS和QF剖面（地理位置分别是25°39'45.5"N,119°46'40.2"E和25°39'48"N,119°46'59"E）均为不整合于火成岩或其风化壳之上的老红砂沉积[14]（图1）。图1的照片可以看出,老红砂的色度有明显变化,颜色深的层位胶结程度大,耐侵蚀,颜色浅的层位胶结程度小,易被侵蚀,从而形成以棕红色砂层为顶面的“阶梯”状沉积,与已报道的晋江老红砂成因不同[4],并非由构造运动形成的若干级海成台地。
图1 福建青峰老红砂位置及岩性特征
Fig.1 Location and the lithologic characteristics of Old Red Sand in Qingfeng of Fujian Province
老红砂剖面样品年龄均采用光释光(Optically Stimulated Luminescence)技术进行年代学测试。前处理与测样制备在暗室弱红光下进行。样品光释光辐照和信号测量采用丹麦RisØ- DA-20-C/D型热/光释光自动测量系统。沉积物所吸收的环境辐射剂量根据石英矿物吸收环境剂量率与环境中铀、钍含量和钾含量之间的转换关系[15]计算得出。样品U、Th、K含量用ELEMENT等离子质谱分析仪测定。 粒度用Mastersizer 2000型激光粒度仪测试。
样品中的U、Th和K含量综合于图2和表1。U、Th含量在深度上的变化与剖面风化程度有较大关系[16,17]。具体表现为组成剖面物质的粒度特征、色度以及矿物组成等特征。通常情况下,老红砂自地表向下的风化程度逐渐变弱,U、Th含量随地表向下逐渐变少。部位①的U、Th平均含量高于②和③的平均含量,这可以用U、Th在沉积物风化过程中的地球化学迁移行为来解释[16,18]。风化过程中U相对于Th更易发生迁移,图2中显示的Th/U比值整体上虽然从上到下表现为逐渐变大的特征,但变化幅度较小,且与闽南科任老红砂海成台地的Th/U比值接近,这可能指示老红砂中的含U矿物主要来自于花岗岩风化残积物中的抗风化矿物[4]。计算得出的环境剂量率更接近于埋藏时的平均剂量率。同时U、Th平均含量与粒度存在相关性。这种模式可能指示粒度较粗样品的环境剂量率有低估的可能,而粒度较细样品的环境剂量率则有高估的可能。因此,粒度较粗样品的环境剂量率受后期风化作用影响相对较小。
图2 QFS剖面U、Th、K含量及其与粒度对比
Fig.2 Comparison between grain-size and the ratio of uranium, thorium and K with depth in QFS section
表1 QFS老红砂剖面光释光测年结果
Table 1 The OSL dating results of Old Red Sand profile II from Qingfeng, Fujian
| 采样点 | 埋深 (m) | 测片数 | U （μg/g） | Th （μg/g） | K (％) | 含水量 (％) | 环境剂量率 (Gy/ka) | 等效剂量 (Gy) | 年 龄a （ka) | 年龄b （ka） | 年龄c （ka） |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| QFS-2 | 1 | 14 | 2.11 | 11.1 | 1.2 | 8.56 | 2.57 | 86.87±3.75 | 33.79±3.68 | 79.70±3.44 | 31.79±1.37 |
| QFS-3 | 2 | 13 | 1.93 | 10 | 1.06 | 6.08 | 2.33 | 102.88±6.95 | 44.14±5.33 | 94.63±6.38 | 37.64±2.54 |
| QFS-4 | 3 | 13 | 0.93 | 4.86 | 0.95 | 4.52 | 1.61 | 137.40±14.29 | 85.30±12.31 | 126.06±13.11 | 50.27±5.23 |
| QFS-5 | 4 | 14 | 0.90 | 4.86 | 1.05 | 3.42 | 1.68 | 86.50±1.61 | 51.35±5.22 | 79.36±1.48 | 31.65±0.59 |
| QFS-6 | 5 | 14 | 1.28 | 7.38 | 1.24 | 6.76 | 2.09 | 141.28±4.68 | 67.51±7.11 | 129.61±4.29 | 51.69±1.71 |
| QFS-7 | 5.5 | 16 | 1.29 | 7.60 | 1.14 | 4.95 | 2.03 | 139.55±2.43 | 68.68±6.97 | 128.03±2.23 | 51.06±0.89 |
| QFS-8 | 6.5 | 15 | 1.38 | 7.51 | 1.07 | 7.20 | 1.94 | 144.63±6.94 | 74.44±8.26 | 132.69±6.37 | 52.92±2.54 |
| QFS-9 | 7.7 | 15 | 1.14 | 5.24 | 1.15 | 3.42 | 1.82 | 209.80±10.24 | 115.02±12.80 | 192.48±9.39 | 76.77±3.75 |
| QFS-10 | 8.5 | 15 | 0.93 | 4.13 | 1.30 | 2.46 | 1.84 | 140.52±13.60 | 76.53±10.65 | 128.92±12.48 | 51.42±4.98 |
| QFS-11 | 9.6 | 15 | 1.98 | 14.50 | 1.51 | 6.58 | 2.98 | 204.43±18.19 | 68.59±9.18 | 187.55±16.69 | 74.80±6.66 |
| QFS-12 | 9.6 | 15 | 0.88 | 5.19 | 1.23 | 6.18 | 1.80 | 162.02±7.04 | 90.16±9.83 | 148.64±6.46 | 59.28±2.58 |
| QFS-13 | 10.6 | 15 | 0.95 | 5.95 | 1.62 | 5.05 | 2.25 | 185.80±3.52 | 82.73±8.42 | 170.46±3.32 | 67.98±1.29 |
| QFS-14 | 11.6 | 15 | 0.59 | 4.03 | 1.18 | 3.76 | 1.61 | 155.14±15.52 | 96.52±13.65 | 142.33±14.24 | 56.77±5.68 |
| QFS-15 | 13.2 | 15 | 0.54 | 3.41 | 1.07 | 1.61 | 1.45 | 133.22±3.17 | 92.10±9.47 | 122.22±2.91 | 48.74±1.16 |
| QFS-16 | 14.4 | 15 | 0.97 | 5.05 | 1.25 | 2.93 | 1.83 | 158.24±7.43 | 86.28±9.53 | 145.17±6.82 | 57.90±2.72 |
| QFS-17 | 15.4 | 15 | 0.70 | 3.98 | 1.34 | 2.72 | 1.78 | 179.12±6.97 | 100.73±10.81 | 164.33±6.39 | 65.54±2.55 |
| QFS-18 | 16.4 | 15 | 0.81 | 4.20 | 1.18 | 3.05 | 1.66 | 168.10±19.86 | 101.08±15.65 | 154.22±18.22 | 61.51±7.27 |
| QFS-19 | 17.4 | 15 | 0.78 | 4.14 | 1.14 | 样干 | 1.61 | 173.13±7.75 | 107.57±11.79 | 158.83±6.94 | 63.35±2.77 |
| QFS-20 | 18.2 | 15 | 1.19 | 6.68 | 1.25 | 样干 | 2.00 | 209.42±11.35 | 104.81±11.92 | 192.13±10.41 | 76.63±4.15 |
| QFS-21 | 19.1 | 15 | 0.68 | 4.67 | 1.09 | 样干 | 1.57 | 173.49±5.27 | 110.31±11.53 | 159.17±4.83 | 63.55±1.93 |
等效剂量测定采用粗颗粒（90~180 µm）单片再生法（SAR）。计算等效剂量时,选取前0.8 s（前5个通道积分值）减去背景值（最后25个通道积分值）的释光信号值,进行线性或指数拟合建立光释光信号的剂量响应曲线即光释光生长曲线,确定样品的等效剂量(De)值。由于石英信号的饱和性,用单片再生法能准确测定等效剂量小于120~140 Gy的沉积物样品[19]。从样品的光释光信号衰减曲线来看,样品的光释光信号较强,且光释光信号在前2 s基本衰减到背景值,呈快速衰减特征,为典型的石英信号特征,说明长石在前处理过程中已经刻蚀干净,测试矿物为纯石英。
由于风化作用对环境剂量率的估算影响较大,本文利用强风化老红砂表层沉积样品（本文）和现代海岸风沙沉积样品[4,20]的U、Th、K含量计算环境剂量率来约束老红砂年龄的最大不确定度。在含水率均取经验值8%的条件下,强风化老红砂沉积样品的环境剂量率为2.73~2.58 Gy/ka,现代海岸风沙沉积样品的环境剂量率为1.11 Gy/ka,这与已有测试结果的本地区海滩砂和其他区域的海岸沙样品的U、Th含量和环境剂量率都比较接近[4,21,22],同时与某些内陆沙漠风沙样品也较接近[23]。QFS老红砂剖面3种条件下的测年结果如表1所示。
老红砂中鲜见微体古生物,难以进行生物地层学划分。因此色度和粒度是地层划分的主要判别依据[2,3]。QFS剖面总计厚约18.9 m。野外观察并依据蒙赛尔比色卡详细记录了不同层位的色度变化：0~5 m以暗棕红（2.5YR 3/6）和暗黄橙色(7.5YR 6/8)中、细砂为主,其中夹有杂色网纹层。5~9.1 m以淡棕色(7.5YR 5/6)、黄橙色(7.5YR 7/8)为主的细、中细砂为主,夹有黑棕色(7.5YR 2/2)、暗棕色(7.5YR 3/4)等杂色夹层。9.1~13.9 m以棕红(2.5YR 4/8)和黄橙色(7.5YR 7/8)的细砂、极细砂和中砂为主。13.9~17.9 m以暗黄橙(7.5YR 6/8)和淡黄橙色(7.5YR 8/6)细砂、中细砂为主。17.9~18.9 m以淡棕红色(2.5YR 5/8)中细砂为主。
QFS剖面不同粒径组分变化特征如图3所示。样品的粒度频率曲线均呈现较明显单峰型特征（图1C）。分布区间基本稳定,反映了较稳定的风沙沉积环境和较固定的物源。与研究区已有的海滩砂和现代海岸沙丘砂的粒度特征相比,频率分布曲线基本相似,但细颗粒部分所占比例增多。频率曲线的峰值主要集中在2个区间：一个分布在63~1 000 µm间的单峰区,峰值集中在300~350 µm之间,以中砂（250~500 µm）、细砂(125~250 µm)为主,粗砂（500~1 000 µm）次之,是老红砂的主要沉积粒径范围;另外一个集中在<63 µm的尾闾区,多为粉砂（2~63 µm）、黏土（<2 µm）。同时中值粒径φ值随深度变化趋势与>63 μm组分的百分含量随深度变化趋势呈负相关关系。这与老红砂剖面风化程度随深度变化过程密切相关,剖面越往下,后期风化程度越弱,粗颗粒含量越多,表现为中值粒径的φ值越小。
图3 QFS剖面不同粒径组分随深度变化特征
Fig.3 The composition change of different granulometric ranges in QFS profile
福建沿海一带的老红砂曾被认为是东海陆架沙漠化的衍生沉积[24,25]或是古河流入海河口附近的海岸沙丘带[26]。在末次间冰期以来,海岸随冰期-间冰期交替过程发生巨大变化：最低海平面在-50~-120 m之间波动[27,28],导致老红砂沉积环境发生重大变化。
不难理解,冰期-间冰期的海平面波动及其引起的海岸线移动幅度是影响老红砂物源的主要因素之一。以青峰老红砂为例,冰期的海平面降低使岸线东移数十到数百公里,这时的闽江或者闽江以北河流随着陆架区降水量和降水形式的变化,河流形态变化存在几种可能：一是随着海平面降低,入海口随之降低,河床延伸至陆架区;二是随河流径流量的减少,河流不能向陆架延伸,反而出现后退现象;三是河流能有限地向陆架延伸,并消失在裸露的陆架环境中。无论上述哪种情况,都显著增长了闽江及其以北河流河口与海坛岛北部老红砂沉积区之间的相对距离,造成河流搬运的陆源物质通量减少。而距现代海岸线几百公里的裸露大陆架为老红砂沉积提供了丰富物质来源。该时期的砂质沉积主要是冰期强劲冬季风对东海陆架沉积二次搬运的结果。同时强劲的冬季风在对搬运物质具有明显分选作用[3,13,29]。对研究区来讲,冰期低海面开阔的大陆架上,同时存在远源搬运和近源搬运过程。
相反,间冰期的高海面时期,陆地河流搬运物质从河口入海后,受到复杂的洋流系统影响,部分物质沉积在陆架上,其中大部分为河口及水下三角洲沉积,另一部分在沿岸流的搬运下在闽东沿海堆积,闽江入海泥沙是主要物源之一[30]。老红砂沉积记录的气候信号主要是近源搬运过程的风动力强度变化。
前人采用岩石地层学、磁学和地球化学等方法,结合TL、ESR和14C等测年数据,对华南沿海老红砂沉积地层和形成年代进行了划分。总体来看,前人从宏观上认为老红砂是低海面时期堆积,亚间冰期和冰后期风化作用的产物[3,11,13]。
实测OSL年代结果显示,在轨道尺度和千年尺度上,QFS老红砂没有明显的沉积间断。研究显示,更新世以来的全球海岸沙丘发育均存在阶段性特点[31]。QFS剖面年龄-深度模式可将青峰老红砂沉积划分为4个快速堆积期[分别为：（110.31±11.53）~（100.73±10.81） ka,（96.52±13.65）~（82.73±8.42） ka,（76.53±10.65）~（67.51±7.11） ka和（51.35±5.22）~（44.14±5.33） ka]和4个缓慢堆积期[分别为：（100.73±10.81）~（96.52±13.65） ka,（82.73±8.42）~（76.53±10.65） ka,（67.51±7.11）~（51.35±5.22） ka和（44.14±5.33）~（33.39±3.68 ）ka]。4个快速堆积期的堆积厚度从上到下分别为3.7 m 、3.8 m、4.6 m和2 m,平均沉积速率依次为0.39 m/ka、0.28 m/ka、0.51 m/ka和0.28 m/ka。4个缓慢堆积期的平均沉积速率依次为0.24 m/ka、0.16 m/ka、0.06 m/ka和0.09 m/ka。
青峰和科任[12]所代表的闽东北和闽南地区在起始发育年代上突破了前人对华南老红砂起始发育年龄的研究结果,均超过了末次冰期,延伸到了120 ka以来的末次间冰期（图4）。
图4 老红砂年龄-深度模式对比（a.青峰老红砂;b.科任老红砂）
Fig.4 Comparison of age-depth models of Qingfeng and Keren in South China
关于老红砂沉积与全球海平面变化之间的关系,先前研究认为老红砂是冰期低海面时期,强劲东亚冬季风吹飏陆架物质,进而发生沉积的结果[2,3,9]。近几年的研究结果倾向认为老红砂主要发育于高海面或较高海面时期[12,13]。这2种观点似乎都能找到合理的解释：前者认为,冰期低海面时期沿海大陆架广泛出露,可以提供更多的沙源,同时大陆度增加、风力增强,有利于海岸风沙发育。后者认为,间冰期高海面时期,河流带入更多泥沙输入海滨,为海岸风沙活动提供充足的砂源,同时波浪对海岸侵蚀作用增强,有利海岸带沙坝、砂堤和前丘的发育。
第四纪以来,福建沿海深受菲律宾板块运动的影响。在菲律宾板块的NW向挤压作用下,福建东南沿海以及滨海地区表现为隆升和NE向拉伸,并在巴士构造系产生左旋拉张作用。拉张作用从漳州-厦门一带分别向NE和SW向扩展,引发福建沿海地区的升降运动。这种作用是间歇性的,引起的升降运动也是多期的。即使在地壳运动形成的现代地形中也表现明显,当海平面下降同样深度时,闽南和闽北沿海区域地形不尽相同,海岸线波动幅度也不相同。尽管如此,在轨道尺度上,中国东部沿海的海平面变化与全球海平面变化相近,冰期-间冰期的冰盖消涨是海平面升降的主要机制。
那么老红砂到底是发育于低海面还是高海面,我们需要对海平面变化趋势和老红砂发育年代进行详细对比。为此,我们在同一年代标尺上,选取了经地壳垂直运动修正后的全球海平面变化标准曲线[27,28],并在图中点绘福建晋江科任（KR）和平潭青峰（QF和QFS）最新的年代学数据,综合讨论老红砂发育阶段与海岸线变迁之间的关系(图5)。主要表现出以下几个特征：
1） MIS5期是老红砂普遍发育的重要时期。对应中国东部沿海普遍存在的星轮虫海侵阶段。其中有2个明显的快速沉积期[（110.31±11.53）~（100.73±10.81） ka和（96.52±13.65）~（82.73±8.42 ）ka],大约对应MIS5c和MIS5a阶段,这2个时期的全球海平面高度与现代海平线相当,中国东部海平面变化幅度显著小于全球海平面变化幅度。从福建沿海-台湾海峡现代海底地形可以估算,这个时期研究区距海岸线的距离不超过10 km。用地质学将今论古的观点看,近3 ka来,研究区在距海岸线约5 km附近发育大量海岸风成沙丘[2,3,12,25],因此推断MIS5阶段的高海面时期正是老红砂风沙活动的活跃期。
2） MIS4期的70~50 ka阶段是全球普遍存在的海退阶段,但多数海平面变化研究都认为其中至少存在1个次一级的大范围海侵-海退过程[27,28]。本阶段海平面大约在-50~-75 m之间变化,老红砂沉积速率存在分异。当QFS剖面发育第Ⅲ期快速沉积[（76.53±10.65）~（67.51±7.11） ka]时,KR剖面却处于沉积缓慢期;而当KR剖面发生快速堆积（55~60 ka）时,QFS剖面却是一个缓慢发育期。这种发育模式与该时段海平面波动频率和幅度关系密切。第四纪以来华南地区整体处于抬升状态,但是抬升速率有差异,整体呈现北部强烈南部和缓的特点。已有研究显示,KR剖面所在的闽南沿海,地壳垂直运动速率在2~3 mm/a,而QFS剖面所在的闽东北沿海地壳上升速率在4 mm/a以上。这种变化特点叠加在全球海平面变化曲线上的结果就是,海侵阶段海平面波动幅度北部小于南部,海退阶段海平面波动幅度北部大于南部。因此海退过程中的较高海面时期北部先发生快速堆积;紧随而来的海侵过程中的较高海面时期南部先发生快速堆积。
3） 50~35 ka阶段,大约属于MIS3期,整体对应假轮虫海侵。该时期也普遍发育老红砂沉积,其发育阶段符合前面论述的发育模式,海退阶段（44~51 ka）北部的QFS剖面发生快速堆积,海侵阶段（25~35 ka）南部的KR剖面发生快速堆积。LGM阶段普遍存在沉积间断,最低海平面达到-100 m以下（图5）。依据上述发育模式,在该阶段的快速海退过程初期,研究区可能存在过老红砂的沉积,但随着海平面不断下降,包括台湾海峡在内的大部分东海大陆架露出水面,但此时的陆架植被还达不到地带性草原的干旱条件,主要以草地—湿地植被覆盖为主[32],从而限制了物源的供应,加之相对变高的海拔高度,研究区逐渐演变为远离海岸带的剥蚀环境。后期海平面快速上升过程中,靠近南部的KR剖面又重新发生快速堆积（15~9 ka）。
图5 老红砂发育年龄与海平面变化对比
Fig.5 Comparative analysis between sea-level change and OSL ages of Old Red Sand
以上分析可以看出,海平面在>-50 m时,老红砂普遍发生沉积。海平面在-50~-70 m时,老红砂沉积过程发生分异：海退过程中的较高海面时期,北部先发生快速堆积;海侵过程中的较高海面时期,南部先发生快速堆积。海平面<-70 m时,研究区远离海岸,转变为内陆侵蚀环境,老红砂不发生沉积。
通过对福建青峰老红砂系统的光释光测年研究,在统一的时间标尺上探讨了老红砂沉积过程及其与海平面变化之间的关系。结果表明：
1） 光释光年龄结果显示,QFS剖面发育年龄为110~33 ka,将华南老红砂的初始发育年龄延伸到了末次间冰期阶段。主要涵盖了MIS5c~MIS3阶段,其中可划分为4个快速堆积期。
2） 老红砂在末次间冰期和末次冰期均有沉积,LGM普遍存在老红砂缺失。高海面或较高海面时期是老红砂沉积的活跃期。沉积过程与区域海平面变化有密切关系：海平面在>-50 m时,老红砂普遍发生沉积。海平面在-50~-70 m时,老红砂沉积过程发生分异：受第四纪以来华南地区整体的地壳垂直运动的影响,海侵阶段海平面波动幅度北部小于南部,海退阶段海平面波动幅度北部大于南部,造成海退过程中的较高海面时期北部先发生快速堆积;接下来的海侵过程中的较高海面时期南部先发生快速堆积。海平面<-70 m时,研究区远离海岸,夏季风和植被盖度控制老红砂物源,转变为内陆侵蚀环境,老红砂不发生沉积。
3） 福建沿海老红砂物源随冰期-间冰期旋回发生变化,其发育主体是东亚冬季风的区域响应。在冰期-间冰期尺度上的变化体现了源区气候和海平面变化对老红砂物源输送的双重制约。
The authors have declared that no competing interests exist.
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近15年来长江黄河源区的土地覆被变化 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2004.02.001 URL 摘要
基于长江黄河源区土地生态分类，利用1986年与2000年两期TM遥感数据的对比和野外实地调查，采用景观生态空间分布格局分析方法，从分布面积变化和类型转移趋向与幅度两方面，分析了江河源区近15年来土地生态系统的空间分布变化与演变格局，结果表明高寒草地退化显著，较高覆盖度高寒草原与高寒草甸面积减少了15.82%和5.15%，高寒沼泽草甸分布面积锐减了24.36%；湖泊水域萎缩了7.5%，以长江源区内流湖泊为主；土地荒漠化发展十分强烈，沙漠化土地面积扩展了17.11%，其中黄河源区沙漠化土地年平均扩展率达到1.83%。高寒草原草地的覆盖度下降与荒漠化、高寒草甸草地的覆盖度下降与草原化以及沼泽草甸草地的疏干旱化是区域土地生态系统空间演变的主要趋向，并由此改变了土地覆被的空间分布格局并使该区域生态环境持续恶化。
Land ecological changes and evolutional patterns in the source regions of the Yangtze and Yellow rivers in recent 15 years. https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2004.02.001 URL 摘要
基于长江黄河源区土地生态分类，利用1986年与2000年两期TM遥感数据的对比和野外实地调查，采用景观生态空间分布格局分析方法，从分布面积变化和类型转移趋向与幅度两方面，分析了江河源区近15年来土地生态系统的空间分布变化与演变格局，结果表明高寒草地退化显著，较高覆盖度高寒草原与高寒草甸面积减少了15.82%和5.15%，高寒沼泽草甸分布面积锐减了24.36%；湖泊水域萎缩了7.5%，以长江源区内流湖泊为主；土地荒漠化发展十分强烈，沙漠化土地面积扩展了17.11%，其中黄河源区沙漠化土地年平均扩展率达到1.83%。高寒草原草地的覆盖度下降与荒漠化、高寒草甸草地的覆盖度下降与草原化以及沼泽草甸草地的疏干旱化是区域土地生态系统空间演变的主要趋向，并由此改变了土地覆被的空间分布格局并使该区域生态环境持续恶化。
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长江源生态环境问题及其防治对策 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2003.01.014 URL 摘要
针对长江源生态环境存在草原退化、森林萎缩、水土流失、土地沙化扩大、物种生存条件恶化、生物多样性遭受威胁、气候暖旱化、冰川退缩、自然灾害频繁等重大问题，阐明了加强重大生态环境保护的特殊意义，并提出了当前加强长江源生态环境保护与防治的对策和建议。
Eco-environmental problems at source area of Yangtze River and countermeasures for their prevention and treatment. https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-5485.2003.01.014 URL 摘要
针对长江源生态环境存在草原退化、森林萎缩、水土流失、土地沙化扩大、物种生存条件恶化、生物多样性遭受威胁、气候暖旱化、冰川退缩、自然灾害频繁等重大问题，阐明了加强重大生态环境保护的特殊意义，并提出了当前加强长江源生态环境保护与防治的对策和建议。
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长江黄河源区高寒植被变化的NDVI记录 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2005.03.013 URL 摘要
使用8km分辨率PathdfinderNOAA-AVHRR/NDVI时间序列数据,对青藏高原长江、黄河源区1982~2001年地表植被覆盖的空间分布和时间序列变化进行了分析,并在典型区NDVI与气温、降水量和浅层地温单相关关系分析的基础上,在不考虑地温作用和考虑地温作用两种条件下,构建了NDVI与气温、降水量和浅层地温的统计模型。结果表明近20年来江河源区的植被覆盖总体上保持原状, 局部继续退化。黄河源区的扎陵湖、鄂陵湖周边及其北东部地区、巴颜喀拉山北麓的多曲源头地区、长江源区的曲麻莱和治多一带、托托河沿至伍道梁之间的青藏公路两侧一定范围、格拉丹冬局部地区年NDVI减少显著, 幅度在0%~20%之间, 植被退化严重。江河源区年NDVI的变化,即植被覆盖状况的好坏主要受温度,尤其是40cm附近地温的影响,NDVI对40cm的地温变化极为敏感。在江河源多年冻土区,冻土冻融过程不仅与地温变化息息相关,而且影响土壤含水量的多少,冻土的退化将会直接影响该区植被的生长。
NDVI reflection of alpine vegetation changes in the source regions of the Yangtze and Yellow rivers. https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2005.03.013 URL 摘要
使用8km分辨率PathdfinderNOAA-AVHRR/NDVI时间序列数据,对青藏高原长江、黄河源区1982~2001年地表植被覆盖的空间分布和时间序列变化进行了分析,并在典型区NDVI与气温、降水量和浅层地温单相关关系分析的基础上,在不考虑地温作用和考虑地温作用两种条件下,构建了NDVI与气温、降水量和浅层地温的统计模型。结果表明近20年来江河源区的植被覆盖总体上保持原状, 局部继续退化。黄河源区的扎陵湖、鄂陵湖周边及其北东部地区、巴颜喀拉山北麓的多曲源头地区、长江源区的曲麻莱和治多一带、托托河沿至伍道梁之间的青藏公路两侧一定范围、格拉丹冬局部地区年NDVI减少显著, 幅度在0%~20%之间, 植被退化严重。江河源区年NDVI的变化,即植被覆盖状况的好坏主要受温度,尤其是40cm附近地温的影响,NDVI对40cm的地温变化极为敏感。在江河源多年冻土区,冻土冻融过程不仅与地温变化息息相关,而且影响土壤含水量的多少,冻土的退化将会直接影响该区植被的生长。
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Grassland degradation in the "Three-River Headwaters" region, Qinghai Province. https://doi.org/10.1007/s10499-007-9164-4 URL 摘要
Abstract Using MSS images in the middle and late 1970s, TM images in the early 1990s and TM/ETM images in 2004, grassland degradation in the Three-River Headwaters Region is interpreted through analysis on RS images in two time series, then the spatial and temporal characteristics of grassland degradation since the 1970s in the Three-River Headwaters Region are analyzed. The results show that grassland degradation in the Three-River Headwaters Region is a continuous changing process which has large area of influence and long time scale, and the drastic intensification phenomenon does not exist in the 1990s as a whole. Grassland degradation pattern in the Three-River Headwaters Region took shape initially in the middle and late 1970s, since the 1970s, this degradation process has taken place continuously, characterizing obviously different rules in different regions. Such as, in humid and sub-humid meadow grassland, grassland firstly fragmentizes, then the degree of vegetation coverage decreases continuously, and finally "black-soil-patch" degraded grassland formed. But in semiarid and and steppe regions, the degree of grassland vegetation coverage decreases continuously, and finally desertification formed. Because grassland degradation has obvious regional diversity, grassland degradation in the Three-River Headwaters Region could be classified into seven regions, and each region has different characteristics in type, grade, scale and time process of grassland degradation.
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黄河源区景观格局与生态功能的动态变化 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0933.2002.10.003 URL 摘要
利用20世纪70年代、80年代与90年代三期遥感资料,选取有代表性的9个有关度量景观空间结构与景观异质性的定量指标,通过fragstats计算方法,系统研究了黄河源区景观生态结构与景观格局变化,表明在近30a来,区域景观空间格局趋于破碎化和多样化,其形成与发展的主要内在因素是高寒稀疏化草原草地、黑土化与杂类草草地和沙化草地等景观类型的迅速发展,其景观面积分别增加了384.16%、66.63%和421.09%;选取景观生物生产力、景观土壤养分、景观植被覆盖度等景观功能的表征参数,提出了景观格局动态演变下分析景观功能变化的定量方法及其数学模型。在明确近30a来区域景观格局演变特征的基础上,研究了黄河源区不同时段不同景观类型间生态功能的转移流动特征及其区域生态环境效应,表明:近30a来,黄河源区景观功能变化强烈;区域景观动态演变将形成区域内部景观功能向减退与增强两个方向的变化,两个方向的强度均衡将形成区域整体生态功能的特征。研究区域景观格局的动态变化所引起的区域生态功能演变特征,可充分认识区域生态系统变化的内在因素和演变趋势。
Dynamic variations of landscape pattern and the landscape ecological functions in the source area of the Yellow River. https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0933.2002.10.003 URL 摘要
利用20世纪70年代、80年代与90年代三期遥感资料,选取有代表性的9个有关度量景观空间结构与景观异质性的定量指标,通过fragstats计算方法,系统研究了黄河源区景观生态结构与景观格局变化,表明在近30a来,区域景观空间格局趋于破碎化和多样化,其形成与发展的主要内在因素是高寒稀疏化草原草地、黑土化与杂类草草地和沙化草地等景观类型的迅速发展,其景观面积分别增加了384.16%、66.63%和421.09%;选取景观生物生产力、景观土壤养分、景观植被覆盖度等景观功能的表征参数,提出了景观格局动态演变下分析景观功能变化的定量方法及其数学模型。在明确近30a来区域景观格局演变特征的基础上,研究了黄河源区不同时段不同景观类型间生态功能的转移流动特征及其区域生态环境效应,表明:近30a来,黄河源区景观功能变化强烈;区域景观动态演变将形成区域内部景观功能向减退与增强两个方向的变化,两个方向的强度均衡将形成区域整体生态功能的特征。研究区域景观格局的动态变化所引起的区域生态功能演变特征,可充分认识区域生态系统变化的内在因素和演变趋势。
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多尺度空间分层聚类算法在土地利用与土地覆被研究中的应用 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-0690.2004.04.015 URL 摘要
利用遥感数据,综合最大似然法监督分类、多尺度空间分层聚类的部分监督分类方法和主成分方法,分析黄河上游龙羊峡水库库区1987~1999年间土地利用土地覆盖变化。提取专题信息,不同要素采用不同方法;具体分类中,土地利用类型的一级类型耕地、水体及未利用土地类型采用主成分分析和最大似然法监督分类方法;对一级类型草地采用多尺度分层聚类算法的部分监督分类方法。结果表明,草地信息利用SSHC方法提取结果较好,与Bayes分类方法相比,精度提高4.2%,SSHC所获结果数据Kappa系数为0.84,Bayes所获结果数据Kappa系数为0.78。对某专题要素分类,此方法结果较优。
Application of hierarchical clustering algorithm based on multiscale space in land use and land cover study. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-0690.2004.04.015 URL 摘要
利用遥感数据,综合最大似然法监督分类、多尺度空间分层聚类的部分监督分类方法和主成分方法,分析黄河上游龙羊峡水库库区1987~1999年间土地利用土地覆盖变化。提取专题信息,不同要素采用不同方法;具体分类中,土地利用类型的一级类型耕地、水体及未利用土地类型采用主成分分析和最大似然法监督分类方法;对一级类型草地采用多尺度分层聚类算法的部分监督分类方法。结果表明,草地信息利用SSHC方法提取结果较好,与Bayes分类方法相比,精度提高4.2%,SSHC所获结果数据Kappa系数为0.84,Bayes所获结果数据Kappa系数为0.78。对某专题要素分类,此方法结果较优。
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What drives tropical deforestion [R].
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土地利用/覆被变化的环境效应研究进展与动向 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-0690.2004.05.019 URL 摘要
土地利用/覆被变化产生的环境问题已引起人类社会的广泛关注,深入研究这些问题具有重要的理论和实践意义.在简要回顾土地利用/覆被变化对大气环境、土壤环境和水环境影响已有研究的基础上,结合中国研究的实际,分析了中国土地利用/覆被变化的环境效应研究中存在的问题,并对今后的研究趋势做了讨论.
Advances in researches on environmental effects of land use/cover change. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-0690.2004.05.019 URL 摘要
土地利用/覆被变化产生的环境问题已引起人类社会的广泛关注,深入研究这些问题具有重要的理论和实践意义.在简要回顾土地利用/覆被变化对大气环境、土壤环境和水环境影响已有研究的基础上,结合中国研究的实际,分析了中国土地利用/覆被变化的环境效应研究中存在的问题,并对今后的研究趋势做了讨论.
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近30年来三江源地区土地覆被与宏观生态变化特征 [J].https://doi.org/10.11821/yj2010080009 URL 摘要
利用1970年代中后期MSS图像和1980年代末、2004年以及2008年三期TM图像 并结合野外调查,获得三江源地区四期土地覆被空间数据集,提出了土地覆被转类指数和土地覆被状况指数,以表征该区域生态变化的趋势。通过计算土地覆被转类 途径和幅度、土地覆被转类指数和土地覆被状况指数,分析青海三江源地区1970年代中后期以来土地覆被时空变化特征及其反映的宏观生态状况变化。结果表 明：三江源地区近30年平均土地覆被状况指数为38.20,土地覆被状况为4级,其中黄河流域最好,其次为澜沧江流域,长江流域最差;三江源地区土地覆被 转类,在1970s～1990s和1990s～2004年两个时段,均主要以高生态级别向低生态级别转移为主,2004～2008年时段,主要以低生态级 别向高生态级别转移为主;由土地覆被状况指数变化率和土地覆被转类指数,可以反映出近30年来三江源地区土地覆被和宏观生态状况,总体上经历了变差 （1970s～1990s时段土地覆被状况指数变化率Zc为-0.63,土地覆被转类指数LCCI为-0.58）—显著变差（1990s～2004时段 Zc为-0.94,LC-CI为-1.76）—略有好转（2004～2008时段Zc为0.06,LCCI为0.33）的变化过程。这一变化过程前、中期 主要受到气候变化和草地载畜压力共同驱动的影响,后期则叠加了生态建设工程的驱动作用。
The characteristics of land cover and macroscopical ecology changes in the source region of three rivers on Qinghai-Tibet Plateau during last 30 years. https://doi.org/10.11821/yj2010080009 URL 摘要
利用1970年代中后期MSS图像和1980年代末、2004年以及2008年三期TM图像 并结合野外调查,获得三江源地区四期土地覆被空间数据集,提出了土地覆被转类指数和土地覆被状况指数,以表征该区域生态变化的趋势。通过计算土地覆被转类 途径和幅度、土地覆被转类指数和土地覆被状况指数,分析青海三江源地区1970年代中后期以来土地覆被时空变化特征及其反映的宏观生态状况变化。结果表 明：三江源地区近30年平均土地覆被状况指数为38.20,土地覆被状况为4级,其中黄河流域最好,其次为澜沧江流域,长江流域最差;三江源地区土地覆被 转类,在1970s～1990s和1990s～2004年两个时段,均主要以高生态级别向低生态级别转移为主,2004～2008年时段,主要以低生态级 别向高生态级别转移为主;由土地覆被状况指数变化率和土地覆被转类指数,可以反映出近30年来三江源地区土地覆被和宏观生态状况,总体上经历了变差 （1970s～1990s时段土地覆被状况指数变化率Zc为-0.63,土地覆被转类指数LCCI为-0.58）—显著变差（1990s～2004时段 Zc为-0.94,LC-CI为-1.76）—略有好转（2004～2008时段Zc为0.06,LCCI为0.33）的变化过程。这一变化过程前、中期 主要受到气候变化和草地载畜压力共同驱动的影响,后期则叠加了生态建设工程的驱动作用。
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近30年黄河源头土地覆被变化特征分析 [J].https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2011.00289 URL 摘要
本研究对以DEM生成的黄河源头范围内的土地覆被变化进行了分析,得到20世纪70年代中后期至80年代末、80年代末至2004年和2004-2008年土地覆被变化数据。同时利用转移矩阵的方法,定量研究了近30年黄河源头土地覆被类型转移的途径和幅度;分析了3个时段内的土地覆被状况指数和土地覆被转类指数,藉此探讨黄河源头不同土地覆被类型的生态系统功能的变化：黄河源头土地覆被类型以草地为主,草地覆被状况明显优于同时期三江源的总体状况。1970-2004年,黄河源头土地覆被状况呈持续退化的趋势,而且不同时段内土地覆被状况变动较大;2004-2008年草地退化的趋势得到明显的遏制。从70年代到2008年,黄河源头流域尺度宏观生态状况经历了变差-缓慢恢复的趋势,2004年开始实施生态保护工程以后,黄河源头草地覆被状况出现了好转的趋势。
Characteristic of land cover changes in the Yellow River headwaters region over the past 30 years. Geo-information https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2011.00289 URL 摘要
本研究对以DEM生成的黄河源头范围内的土地覆被变化进行了分析,得到20世纪70年代中后期至80年代末、80年代末至2004年和2004-2008年土地覆被变化数据。同时利用转移矩阵的方法,定量研究了近30年黄河源头土地覆被类型转移的途径和幅度;分析了3个时段内的土地覆被状况指数和土地覆被转类指数,藉此探讨黄河源头不同土地覆被类型的生态系统功能的变化：黄河源头土地覆被类型以草地为主,草地覆被状况明显优于同时期三江源的总体状况。1970-2004年,黄河源头土地覆被状况呈持续退化的趋势,而且不同时段内土地覆被状况变动较大;2004-2008年草地退化的趋势得到明显的遏制。从70年代到2008年,黄河源头流域尺度宏观生态状况经历了变差-缓慢恢复的趋势,2004年开始实施生态保护工程以后,黄河源头草地覆被状况出现了好转的趋势。
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近30年来长江源区土地覆被变化特征分析 [J].https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2014.00061 URL 摘要
长江源区是我国重要的水源涵养地。本文利用20世纪70年代中后期、90年代初期、2004年和2008年共4期土地覆被数据,通过土地覆被转类途径与幅度、土地覆被状况指数和土地覆被转类指数,分析评价了长江源区近30年来土地覆被与生态状况的时空变化特征。结果表明:草地是长江源区主要的土地覆被类型,2008年草地面积占该区总面积的66.93%。在70年代中后期-90年代初期、90年代初期-2004年和2004-2008年的3个时段内,土地覆被状况指数变化率分别为-0.15、-0.24和0.01;土地覆被转类指数分别为-0.20、-0.66和0.08。近30年来,长江源区土地覆被和生态状况总体经历了变差-显著变差-略有好转的过程。2004-2008年,长江源区年平均温度比前期(70年代中后期-2004年)升高了0.57℃,年平均降水量比前期增加了17.63mm。区域气候变化有助于自然生态系统的恢复。后期生态保护与建设工程的实施,对植被恢复产生了一定的积极作用。
Characteristics of land cover change in headwaters of the Yangtze river over the past 30 years. Journal of https://doi.org/10.3724/SP.J.1047.2014.00061 URL 摘要
长江源区是我国重要的水源涵养地。本文利用20世纪70年代中后期、90年代初期、2004年和2008年共4期土地覆被数据,通过土地覆被转类途径与幅度、土地覆被状况指数和土地覆被转类指数,分析评价了长江源区近30年来土地覆被与生态状况的时空变化特征。结果表明:草地是长江源区主要的土地覆被类型,2008年草地面积占该区总面积的66.93%。在70年代中后期-90年代初期、90年代初期-2004年和2004-2008年的3个时段内,土地覆被状况指数变化率分别为-0.15、-0.24和0.01;土地覆被转类指数分别为-0.20、-0.66和0.08。近30年来,长江源区土地覆被和生态状况总体经历了变差-显著变差-略有好转的过程。2004-2008年,长江源区年平均温度比前期(70年代中后期-2004年)升高了0.57℃,年平均降水量比前期增加了17.63mm。区域气候变化有助于自然生态系统的恢复。后期生态保护与建设工程的实施,对植被恢复产生了一定的积极作用。
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2000-2011年三江源区植被覆盖时空变化特征 [J].URL 摘要
基于MODIS-NDVI数据,辅以线性趋势分析、Hurst指数及偏相关系数等方法,本文从三个尺度分析了近12年三江源区植被覆盖时空变化特征、未来趋势及其驱动因素。结果表明(1)近12年三江源区植被覆盖呈现增加趋势,增速为1.2%/10a,其中长江源区、黄河源区植被均呈增加趋势,而澜沧江源区植被呈下降趋势。(2)三江源区植被覆盖具有显著的区域差异,且NDVI频度呈现“双峰”结构。(3)近12年三江源区植被覆盖呈增加趋势和减少趋势的面积分别占64.06%和35.94%,且表现为源区北部增加、南部减少的空间格局。(4)三江源区植被变化的反向特征显著,植被变化由改善趋势转为退化趋势的区域主要分布在长江源区和黄河源区的北部,而由退化趋势转为改善趋势的区域主要分布在澜沧江源区。(5)三江源区植被对降水和潜在蒸散的响应存在时滞现象,而对气温的响应不存在时滞现象。(6)三江源区植被覆盖的增加主要归因于气候暖湿化以及生态保护工程的实施。
The spatial-temporal changes of vegetation coverage in the Three-River Headwater region in recent 12 years [J].URL 摘要
基于MODIS-NDVI数据,辅以线性趋势分析、Hurst指数及偏相关系数等方法,本文从三个尺度分析了近12年三江源区植被覆盖时空变化特征、未来趋势及其驱动因素。结果表明(1)近12年三江源区植被覆盖呈现增加趋势,增速为1.2%/10a,其中长江源区、黄河源区植被均呈增加趋势,而澜沧江源区植被呈下降趋势。(2)三江源区植被覆盖具有显著的区域差异,且NDVI频度呈现“双峰”结构。(3)近12年三江源区植被覆盖呈增加趋势和减少趋势的面积分别占64.06%和35.94%,且表现为源区北部增加、南部减少的空间格局。(4)三江源区植被变化的反向特征显著,植被变化由改善趋势转为退化趋势的区域主要分布在长江源区和黄河源区的北部,而由退化趋势转为改善趋势的区域主要分布在澜沧江源区。(5)三江源区植被对降水和潜在蒸散的响应存在时滞现象,而对气温的响应不存在时滞现象。(6)三江源区植被覆盖的增加主要归因于气候暖湿化以及生态保护工程的实施。
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Spatiotemporal changes in vegetation coverage and its driving factors in the Three-River Headwaters Region during 2000-2011 [J].https://doi.org/10.1007/s11442-014-1088-0 URL |
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Wetland changes and their responses to climate change in the "Three-River headwaters'' region of China since the 1990s [J].URL 摘要
The wetland ecosystem in the hree-River Headwaters (TRH) region plays an irreplaceable role in water source conservation, run-off adjustment and biodiversity maintenance. In recent years, assessment of wetland resources affected by climate changes has aroused enormous attention, since it can further protect wetland resources and provide a scientific basis for decision makers. In this study, wetland changes and its response to climate changes in the TRH region from the early 1990s to 2012 were analyzed by remote sensing (RS) image interpretation and climate change trend analysis. The results showed that wetlands occupied 6.3% of the total land area in 2012, and swamps, streams & rivers and lakes were the dominant wetland types in the TRH region. Since the early 1990s, wetlands have undergone great changes, and total wetland area increased by 260.57 km2 (1.17%). Lakes, reservoir & ponds took on continuous increasing trend, but swamps, streams & rivers had a continuous decreasing trend. On the other hand, the wetland area in the Yangtze River basin showed an overall increasing trend, while in the Yellow River and Langcang River basins, it decreased in general. The climate turned from Warm-Dry to Warm-Wet. The average temperature and precipitation increased by 0.91 and 101.99 mm, respectively, from 1990 to 2012, and the average humidity index (HI) increased by 0.06 and showing an upward trend and a shifting of the dividing line towards the northwest in both the areas of semi-humid and semi-arid zone. The correlation analysis of wetland changes with meteorological factors from 1990 to 2012 indicated that the regional humidity differences and the interannual variation trend, caused by the change of precipitation and evaporation, was the main driving factor for the dynamic variation of wetland change in the TRH region. In the general, the increase of HI in the THR region since the 1990s, especially in the western TRH region, contributed to wetland increase continuously. The conclusions of this study will provide some scientific references for the management and protection of wetlands in the TRH region, especially for restoration, reconstruction and conservation of degradation wetland.
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中国近期土地利用变化的空间格局分析 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1006-9267.2002.12.008 URL 摘要
在全球环境变化研究中,土地利用和土地覆被动态越来越被认为是一个关键而迫切的研究课题.依据覆盖中国1990年代末期5a时间间隔的陆地卫星数据资料,研究了土地利用变化的特征和空间分布规律.依据土地利用动态度的概念。在1 km格网土地利用变化数据基础上,根据区域近期土地利用动态特点与社会、自然环境综合特征,设计了全国土地利用动态区划图,揭示了土地利用变化过程的空间格局.总体上,传统农作区(包括黄淮海平原、长江三角洲地区和四川盆地等)城镇居民建设用地的扩张侵占了大面积的耕地,而北方农牧交错带与西北绿洲农业区由于生产条件、经济利益和气候变化等方面的原因,耕地开垦现象最为突出,国家退耕还林还草政策的实施效果在局部地区有所体现,但截至2000年,尚未对土地覆被变化产生区域性的影响,此5 a期间森林砍伐现象依然比较严峻.本项研究,实现了中国现代土地利用动态区域单元的划分,揭示了中国现代土地利用变化的时间-空间属性并为其特征分析提供了区域格局框架.该项研究是地理科学对研究对象的“空间格局”与“时间过程”特征进行集成研究,揭示研究对象“变化过程的格局”,以及“格局的变化过程”的一次有益的尝试.
Spatial pattern of land use change in China. https://doi.org/10.3321/j.issn:1006-9267.2002.12.008 URL 摘要
在全球环境变化研究中,土地利用和土地覆被动态越来越被认为是一个关键而迫切的研究课题.依据覆盖中国1990年代末期5a时间间隔的陆地卫星数据资料,研究了土地利用变化的特征和空间分布规律.依据土地利用动态度的概念。在1 km格网土地利用变化数据基础上,根据区域近期土地利用动态特点与社会、自然环境综合特征,设计了全国土地利用动态区划图,揭示了土地利用变化过程的空间格局.总体上,传统农作区(包括黄淮海平原、长江三角洲地区和四川盆地等)城镇居民建设用地的扩张侵占了大面积的耕地,而北方农牧交错带与西北绿洲农业区由于生产条件、经济利益和气候变化等方面的原因,耕地开垦现象最为突出,国家退耕还林还草政策的实施效果在局部地区有所体现,但截至2000年,尚未对土地覆被变化产生区域性的影响,此5 a期间森林砍伐现象依然比较严峻.本项研究,实现了中国现代土地利用动态区域单元的划分,揭示了中国现代土地利用变化的时间-空间属性并为其特征分析提供了区域格局框架.该项研究是地理科学对研究对象的“空间格局”与“时间过程”特征进行集成研究,揭示研究对象“变化过程的格局”,以及“格局的变化过程”的一次有益的尝试.
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布和敖斯尔.中国土地利用变化现代过程时空特征的研究—基于卫星遥感数据 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:1001-7410.2000.03.003 URL 摘要
为实现土地利用变化现代过程的卫星遥感研究，须建立时间序列完整的空间型遥感数据平台。在此基础上，通过建模分析，可以有效地研究土地利用变化的现代过程，其中包括土地利用变化的时间动态特征和空间动态特征。为探讨基于卫星遥感数据的中国土地利用变化现代过程研究的方法论，采用陆地卫星TM分层抽样方法，对全国土地利用类型区域组合、土地利用程度变化和土地利用动态度进行了分析。
Buheaosier. Study on spatial-temporal feature of modern land-use change in China:using remote sensing techniques. https://doi.org/10.3321/j.issn:1001-7410.2000.03.003 URL 摘要
为实现土地利用变化现代过程的卫星遥感研究，须建立时间序列完整的空间型遥感数据平台。在此基础上，通过建模分析，可以有效地研究土地利用变化的现代过程，其中包括土地利用变化的时间动态特征和空间动态特征。为探讨基于卫星遥感数据的中国土地利用变化现代过程研究的方法论，采用陆地卫星TM分层抽样方法，对全国土地利用类型区域组合、土地利用程度变化和土地利用动态度进行了分析。
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近30年来三江源自然保护区土地覆被变化分析 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1560-8999.2009.03.019 URL 摘要
本文利用三江源地区20世纪70年代中后期、80年代末和2004年三期土地覆被的数据,分析了三江源18个自然保护区3个圈层的2004年的土地覆被类型特征,以及70年代中后期至80年代末,80年代末至2004年土地覆被类型的变化特征。结果表明:三江源18个自然保护区土地覆被均以草地为主,2004年草地占保护区面积的65.68%,其中,约古宗列保护区最高,为83.0%,格拉丹东保护区最低31.48%。2004年18个保护区土地覆被状况指数由高到低依次为玛可河>多可河>江西>麦秀>中铁-军工>白扎>东仲>通天河沿>年保玉则>阿尼玛卿>昂赛>扎陵湖-鄂陵湖>当曲>果宗木查>星星海>索加-曲麻河>约古宗列>格拉丹东。1970年中后期至2004年土地覆被动态度大小依次为:星星海>扎陵湖-鄂陵湖>玛可河>多可河>年保玉则>江西>白扎>麦秀>阿尼玛卿>通天河沿>果宗木查>中铁-军工>约古宗列>索加-曲麻河>当曲>格拉丹东>昂赛>东仲。1970年中后期以来,18个保护区中有14个的土地覆被状况是变差的,按转差程度依次是星星海>阿尼玛卿>扎陵湖-鄂陵湖>年保玉则>多可河>白扎>约古宗列>通天河沿>索加-曲麻河>果宗木查>麦秀>中铁-军工>昂赛>东仲;有四个保护区的覆被状况有所好转,分别是当曲、格拉丹东、玛可河、江西保护区。
Analysis on the characteristics of land cover change in Nature reserves in the three river source region during recent 30 years. Geo-information https://doi.org/10.3969/j.issn.1560-8999.2009.03.019 URL 摘要
本文利用三江源地区20世纪70年代中后期、80年代末和2004年三期土地覆被的数据,分析了三江源18个自然保护区3个圈层的2004年的土地覆被类型特征,以及70年代中后期至80年代末,80年代末至2004年土地覆被类型的变化特征。结果表明:三江源18个自然保护区土地覆被均以草地为主,2004年草地占保护区面积的65.68%,其中,约古宗列保护区最高,为83.0%,格拉丹东保护区最低31.48%。2004年18个保护区土地覆被状况指数由高到低依次为玛可河>多可河>江西>麦秀>中铁-军工>白扎>东仲>通天河沿>年保玉则>阿尼玛卿>昂赛>扎陵湖-鄂陵湖>当曲>果宗木查>星星海>索加-曲麻河>约古宗列>格拉丹东。1970年中后期至2004年土地覆被动态度大小依次为:星星海>扎陵湖-鄂陵湖>玛可河>多可河>年保玉则>江西>白扎>麦秀>阿尼玛卿>通天河沿>果宗木查>中铁-军工>约古宗列>索加-曲麻河>当曲>格拉丹东>昂赛>东仲。1970年中后期以来,18个保护区中有14个的土地覆被状况是变差的,按转差程度依次是星星海>阿尼玛卿>扎陵湖-鄂陵湖>年保玉则>多可河>白扎>约古宗列>通天河沿>索加-曲麻河>果宗木查>麦秀>中铁-军工>昂赛>东仲;有四个保护区的覆被状况有所好转,分别是当曲、格拉丹东、玛可河、江西保护区。
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基于NDVI的三江源地区植被生长对气候变化和人类活动的响应研究 [J].URL 摘要
采用Spot VEGETATION逐旬NDVI数据、1:100万植被类型图和气象站资料,在掌握近10a三江源地区植被变化趋势基础上,分不同植被类型探讨植被生长对气候变化的响应机制,并通过分离气候要素与人类活动对NDVI的贡献,定量评估生态保护与建设工程的实施效果.结果表明,区域尺度上,三江源地区2001-2010年植被生长呈好转趋势,植被增长从东南向西北递减;在10a时间尺度上,气候变化是影响植被生长的决定性因素,但人类活动可在短期内加快植被变化速率,气候要素和人类活动对植被生长的贡献分别为79.32%和20.68%;降水和气温对植被生长的影响程度相当,其中受春季和秋季的降水和气温影响最大,尤其是植被生长季前后一个月(4月份和10月份)的气候条件;与林地和灌丛相比,高寒草地受气候条件的抑制作用更为明显,其中高寒草甸受气候变化的影响最大,NDVI与降水和气温均具有较高相关性,高寒草原受气温的影响比较大,而高山植被受降水的抑制作用更为明显;在气候条件利于植被生长的趋势下,2001-2010年三江源地区的人类活动对生态环境表现出正影响,实测NDVImax与模拟NDVImax之间的残差为0.0863,表明生态保护与建设行动取得初步成效,其中黄河源区东部和长江源区通天河两侧的生态恢复效益最为明显,而在唐古拉山、昆仑山、布青山、阿尼玛卿山等山脉的周边地区,人类活动对生态环境仍表现为负影响;时间尺度上人类活动对植被的正影响呈现出下降趋势,2001-2010年NDVImax残差的回归斜率为-0.0039,表明生态项目实施的短期行为严重,生态建设的效果缺乏长效性.
Response of vegetation to climate change and human activity based on NDVI in the Three-River Headwaters region. URL 摘要
采用Spot VEGETATION逐旬NDVI数据、1:100万植被类型图和气象站资料,在掌握近10a三江源地区植被变化趋势基础上,分不同植被类型探讨植被生长对气候变化的响应机制,并通过分离气候要素与人类活动对NDVI的贡献,定量评估生态保护与建设工程的实施效果.结果表明,区域尺度上,三江源地区2001-2010年植被生长呈好转趋势,植被增长从东南向西北递减;在10a时间尺度上,气候变化是影响植被生长的决定性因素,但人类活动可在短期内加快植被变化速率,气候要素和人类活动对植被生长的贡献分别为79.32%和20.68%;降水和气温对植被生长的影响程度相当,其中受春季和秋季的降水和气温影响最大,尤其是植被生长季前后一个月(4月份和10月份)的气候条件;与林地和灌丛相比,高寒草地受气候条件的抑制作用更为明显,其中高寒草甸受气候变化的影响最大,NDVI与降水和气温均具有较高相关性,高寒草原受气温的影响比较大,而高山植被受降水的抑制作用更为明显;在气候条件利于植被生长的趋势下,2001-2010年三江源地区的人类活动对生态环境表现出正影响,实测NDVImax与模拟NDVImax之间的残差为0.0863,表明生态保护与建设行动取得初步成效,其中黄河源区东部和长江源区通天河两侧的生态恢复效益最为明显,而在唐古拉山、昆仑山、布青山、阿尼玛卿山等山脉的周边地区,人类活动对生态环境仍表现为负影响;时间尺度上人类活动对植被的正影响呈现出下降趋势,2001-2010年NDVImax残差的回归斜率为-0.0039,表明生态项目实施的短期行为严重,生态建设的效果缺乏长效性.
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三江源地区生态保护与建设投资项目实施效果分析——以格尔木市唐古拉山镇为例 [J].URL 摘要
对青海三江源地区格尔木市唐古拉山镇实施生态保护与建设项目的投 资分析发现,自2004年以来,国家和各级地方政府为促进藏区发展在该地区投资已达到户均30.837万元、人均7.609万元,用于草原的投资为 15.61元/hm2.在投资项目的影响下,群众生产和生活条件得到了显著改善,藏区经济、生态保护和社会发展取得了良好效益.针对项目实施中存在的问 题,提出了巩固投资项目成果,实现长期可持续发展的对策与建议.
Analysis of ecosystem protection and construction projects implemented in Three-River Headwaters region-a case study in Tanggulashan Town of Geermu City. URL 摘要
对青海三江源地区格尔木市唐古拉山镇实施生态保护与建设项目的投 资分析发现,自2004年以来,国家和各级地方政府为促进藏区发展在该地区投资已达到户均30.837万元、人均7.609万元,用于草原的投资为 15.61元/hm2.在投资项目的影响下,群众生产和生活条件得到了显著改善,藏区经济、生态保护和社会发展取得了良好效益.针对项目实施中存在的问 题,提出了巩固投资项目成果,实现长期可持续发展的对策与建议.
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三江源草地气候生产力对气候变化的响应 [J].URL 摘要
基于三江源地区河南站﹑甘德站﹑同德站﹑玉树站﹑曲麻莱站﹑伍道梁站和玛多站等7个气象站点的气温和降水数据,利用Tharnthwaite Memorial模型分析了三江源地区2002-2010年以来草地净生产力(NPP)对气候变化的响应情况及其时空差异变化,并分别建立了气温、降水量与气候生产力之间的线性回归模型,探讨了三江源区域的生产力变化方向及其生态经济发展策略。结果表明:近9年来,研究区年平均气温和年平均降水量均呈现出一定的上升趋势,气候总体趋于暖湿化;在该气候变化背景下,研究区草地生产力呈现出一定的线性增加趋势,并且三江源草地的生产力主要受气温的影响,但降水是影响生产力增加的关键因素;三江源地区实施生态保护与生态补偿以及丰富牧户的收入来源是促进该区域生态经济可持续发展和维护生态安全的重要措施。
Response of grassland climate productivity to climate change in Sanjiangyuan regions. URL 摘要
基于三江源地区河南站﹑甘德站﹑同德站﹑玉树站﹑曲麻莱站﹑伍道梁站和玛多站等7个气象站点的气温和降水数据,利用Tharnthwaite Memorial模型分析了三江源地区2002-2010年以来草地净生产力(NPP)对气候变化的响应情况及其时空差异变化,并分别建立了气温、降水量与气候生产力之间的线性回归模型,探讨了三江源区域的生产力变化方向及其生态经济发展策略。结果表明:近9年来,研究区年平均气温和年平均降水量均呈现出一定的上升趋势,气候总体趋于暖湿化;在该气候变化背景下,研究区草地生产力呈现出一定的线性增加趋势,并且三江源草地的生产力主要受气温的影响,但降水是影响生产力增加的关键因素;三江源地区实施生态保护与生态补偿以及丰富牧户的收入来源是促进该区域生态经济可持续发展和维护生态安全的重要措施。
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Assessment of effects of climate change and grazing activity on grassland yield in the Three Rivers Headwaters Region of Qinghai-Tibet Plateau, China [J].https://doi.org/10.1007/s10661-009-1258-1 URL PMID: 20041346 摘要
Inter-annual dynamics of grassland yield of the Three Rivers Headwaters Region of Qinghai–Tibet Plateau of China in 1988–2005 was analyzed using the GLO-PEM model, and the herbage supply function was evaluated. The results indicate that while grassland yield in the region showed marked inter-annual fluctuation there was a trend of increased yield over the 1802years of the study. This increase was especially marked for Alpine Desert and Alpine Steppe and in the west of the region. The inter-annual coefficient of variation of productivity increased from the east to the west of the region and from Marsh, Alpine Meadow, Alpine Steppe, Temperate Steppe to Alpine Desert grasslands. Climate change, particularly increased temperatures in the region during the study period, is suggested to be the main cause of increased grassland yield. However, reduced grazing pressure and changes to the seasonal pattern of grazing could also have influenced the grassland yield trend. These findings indicate the importance of understanding the function of the grassland ecosystems in the region and the effect of climate change on them especially in regard to their use to supply forage for animal production. Reduction of grazing pressure, especially during winter, is indicated to be critical for the restoration and sustainable use of grassland ecosystems in the region.
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1971-2010年三江源地区干湿状况变化的空间特征 [J].https://doi.org/10.75.249.4/handle/363003/3511 URL 摘要
依据1971 -2010年地面观测气象数据,计算了三江源地区湿润指数.利用经验正交函数分解(EOF)和偏相关系数,对近40 a三江源地区干湿状况变化的时空特征及其影响因素进行了分析.结果表明:三江源地区干湿状况的变化在其北部与南部、东部与西部间存在明显反相位变化特征. 北部和东部的部分区域分别在20世纪90年代和21世纪后表现出气候湿润化趋势,其余大部地区的持续干旱化趋势始于20世纪80年代初,其中南部与西部变 干趋势显著,其湿润指数线性趋势率达到-8％/10 a.虽然三江源地区干湿状况主要决定于降水量和相对湿度的变化,但20世纪90年代中期后气温的显著上升,使得气温也成为关键的影响因子之一,即使在降水 明显增加的背景下,也引起三江源主体区域湿润指数的明显下降.气候变暖情景下,北部和东部地区在近十几年暖湿化趋势明显,其余大部地区表现为不同程度的暖 干化趋势.
Spatial pattern and its variations of aridity/humidity during 1971 -2010 in Three-River Source Region on the Qinghai-Tibet Plateau. https://doi.org/10.75.249.4/handle/363003/3511 URL 摘要
依据1971 -2010年地面观测气象数据,计算了三江源地区湿润指数.利用经验正交函数分解(EOF)和偏相关系数,对近40 a三江源地区干湿状况变化的时空特征及其影响因素进行了分析.结果表明:三江源地区干湿状况的变化在其北部与南部、东部与西部间存在明显反相位变化特征. 北部和东部的部分区域分别在20世纪90年代和21世纪后表现出气候湿润化趋势,其余大部地区的持续干旱化趋势始于20世纪80年代初,其中南部与西部变 干趋势显著,其湿润指数线性趋势率达到-8％/10 a.虽然三江源地区干湿状况主要决定于降水量和相对湿度的变化,但20世纪90年代中期后气温的显著上升,使得气温也成为关键的影响因子之一,即使在降水 明显增加的背景下,也引起三江源主体区域湿润指数的明显下降.气候变暖情景下,北部和东部地区在近十几年暖湿化趋势明显,其余大部地区表现为不同程度的暖 干化趋势.
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三江源自然保护区土地覆被变化特征分析 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1560-8999.2009.03.019 URL 摘要
基于中国土地利用/覆被遥感分类系统,利用1970年代中后期、1980年代末、2004年和2008年4期遥感图像分析三江源自然保护区近30a来土地覆被类型面积变化、转类途径与幅度及各保护区各圈层转类指数变化特征,结果表明:近30a来,草地总面积经历了一个增加-减少-增加的过程。自然保护区1970年代中后期至1980年代末和1980年代末至2004年土地覆被类型变化主要是草地覆盖度下降,土地覆被总体上具有转差趋势。近4a来草地退化趋势得到遏制,大部分的保护区和内部各圈层土地覆被都有转好趋势,可能与《规划》实施有关。
Characteristic analysis of land cover change in Nature reserve of three river's source regions. https://doi.org/10.3969/j.issn.1560-8999.2009.03.019 URL 摘要
基于中国土地利用/覆被遥感分类系统,利用1970年代中后期、1980年代末、2004年和2008年4期遥感图像分析三江源自然保护区近30a来土地覆被类型面积变化、转类途径与幅度及各保护区各圈层转类指数变化特征,结果表明:近30a来,草地总面积经历了一个增加-减少-增加的过程。自然保护区1970年代中后期至1980年代末和1980年代末至2004年土地覆被类型变化主要是草地覆盖度下降,土地覆被总体上具有转差趋势。近4a来草地退化趋势得到遏制,大部分的保护区和内部各圈层土地覆被都有转好趋势,可能与《规划》实施有关。
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30年来青海三江源生态系统格局和空间结构动态变化 [J].
The dynamic changes of ecosystem spatial pattern and structure in the Three-River headwaters region in Qinghai Province during recent 30 years.
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