中国第四纪冰川作用极大地推动了高亚洲乃至全球冰川形成机制的探讨。青藏高原以及喜马拉雅山地冰川作用的时限和规模研究得到了广泛关注,为西风带与西南季风带对晚第四纪冰川作用差异性问题的解决提供了有利条件。然而,对于中亚西风环流与东亚季风环流影响下的冰川演化差异性关系不甚明确,两大气候系统控制下的山地第四纪冰川的冰进时序、冰期历史和冰川规模显示出不同特点,其差异性主要体现在:西部山地的冰期启动时间早,冰川规模随时间而逐渐缩小,冰川历史较为完整,绝对年代证据显示冰川作用的启动时间是450 ka 左右的中梁赣冰期(MIS12);东部山地的冰期历史较短,仅保留末次冰期(~75 ka)的冰川遗迹,冰川作用的阶段性明显;冰川演化时间与空间的差异性表明,影响冰川发育的因素不仅仅是区域气候,构造因素也起着相当重要的作用。

面积高程积分(Hypsometric Integral, HI) 是通过统计流域地表的高程组合信息,从而揭示流域地貌形态与发育特征的重要指标。本文以1:10000 比例尺5 m分辨率DEM数据分析流域面积高程积分计算时的影响因素,以SRTM数字高程模型数据为基本信息源,研究黄土高原重点水土流失区的面积高程积分空间分异特征。研究工作首先讨论并总结了面积高程积分的地学含义,明确了DEM分辨率以及分析面积对于面积高程积分计算的影响,并分析各地貌对象面积高程积分的相关性;然后,面向黄土高原重点水土流失区,采用面向多尺度分割的方法,基于小流域面积高程积分,实现了黄土高原重点水土流失区地貌分区。研究结果表明,DEM分辨率对于小流域面积高程积分计算影响较小,当小流域面积阈值达到10 km²时,面积高程积分趋于稳定;各地貌对象中,流域面—正地形—沟沿线、山顶点—山脊线—流域边界这两组组内面积高程积分值相关性非常强;基于面积高程积分的地貌分区,与黄土高原地区水土流失分区图和输沙模数分区图具有相当程度的耦合关系,并细化了原有分区结果。

盐池位于祁连山北麓的河西走廊中段,是研究长时间尺度亚洲夏季风影响区北部边界变化的关键区域。现代气候学证据显示,亚洲夏季风的水汽输送限于祁连山东部地区,但是在全新世长尺度气候变化的背景下,夏季风西北边界是否会南北向移动是一个关键的科学问题。本研究对盐池古湖泊沉积物进行了孢粉浓缩物AMS ¹⁴C测年,并分析了岩性、粒度、矿物及地球化学等指标。年代结果显示剖面下部湖相沉积层主要形成于晚冰期和早全新世期间,配合指标研究,该时期盐池沉积物体现了湖泊扩张的特征;剖面中部湖相沉积层主要形成于早、中全新世过渡时期,该段年代序列混乱,且普遍偏老,与之对应的指标结果显示湖泊开始退缩。湖泊退缩过程中,湖泊边缘附近水动力作用较强,导致再搬运及再沉积作用明显,从而使得年代结果较老且混乱。中全新世以来盐池古湖泊退缩明显,沉积速率较低,以泥沼相沉积为主。盐池晚冰期以来湖泊演化过程与青藏高原区和典型季风区的古气候记录具有一致性,整体表现为晚冰期及早全新世湖泊扩张,中、晚全新世期间湖泊退缩明显,这种变化模式与西风区湖泊演化存在差异,显示了千年尺度亚洲夏季风对该区域的影响,证明了夏季风北部边界摆动的事实。

通过对长江口潮间带宽度、表层和浅地层柱状样沉积物、典型水下岸坡剖面的现场测量,以及对潮间带宽度及水下岸坡剖面的多幅历史海图分析,研究近30 年长江口岸滩演变特征及岸滩演变的主要原因。结果表明:(1) 岸滩沉积物整体上呈“北细南粗”的变化特征,横沙东滩北岸、长江和东海大桥下等主要大型工程附近潮间带柱状样粒序向上显著变粗;(2) 长江口部分潮间带宽度减少90%以上;水下岸坡由1980 年的“S”形向凹形、斜坡形等侵蚀型形态转变,岸坡明显变陡,侵蚀型岸滩特征凸显;南汇嘴至芦潮港岸段水下岸坡闭合水深1978-2004 年为-8 m,近10 年来滩底发生侵蚀,刷深约1 m;(3) 流域来沙量锐减导致长江口侵蚀型水下岸滩格局的形成;河口大面积围垦、青草沙水库和长江与东海大桥等大型工程建设是造成潮间带大面积损失和局部沉积物粗化的主要原因;沙体变迁是狭长型河槽局部岸滩演变的主要影响因素。

作为一种典型的潮滩地貌单元,潮沟(tidal creeks) 在江苏中部海岸潮间带广泛发育,并表现出复杂的摆动性。本文根据1981-2010 年遥感影像和野外观测数据,对该区潮沟的平面形态变化进行了分析。结果显示,江苏中部海岸潮沟(根据其长度差异) 一般分为4 级,1~3 级潮沟的个数分别为21、97 和688 (1:5:33),其平均长度分别为7587±1544 m、1921±916 m和327±200 m;潮沟在中潮带比较发育,其密度和分汊率明显大于高潮带和低潮带;主潮沟曲率从高潮带向低潮带呈减小趋势;外来引种互花米草扩展和大规模滩涂围垦活动对潮沟产生了较大影响,其中后者明显地抑制了潮沟的发育。研究区潮沟的摆动性具有明显的区域和级别差异。与研究区北部的潮滩区域相比,海岸潮差较大的南部潮滩区潮沟的摆动性较大;同一个潮沟系统其1 级潮沟的摆动性>2 级潮沟>3 级潮沟;同一条潮沟其下段的摆动性>中段>上段;同一区段弯曲岸段的摆动性>顺直岸段;1 级潮沟上段、2 级潮沟中上段、3 级潮沟或位于盐沼内的潮沟其摆动性不明显。

通过对黄河上游官亭盆地喇家遗址周围黄河第二级阶地广泛的野外考察,在官亭镇下喇家村段发现了典型的风成黄土土壤层。在地层剖面可见其齐家文化层古地面被数组地震裂隙分割。有一层团块状的、鲜艳的红色粘土质泥流层覆盖了遗址的古地面,并且填充了地震裂隙。经过详细观测和采集光释光样品,应用单片再生剂量法(SAR) 获得该剖面样品的光释光(OSL) 年龄值。在此基础上,结合大量¹⁴C年龄数据和地层对比方法,确定官亭盆地黄河第二级阶地形成在35.00 ka BP,其后风成黄土土壤剖面开始发育。同时断定全新世古土壤S₀中间所夹红色粘土泥流沉积层及其下的地震裂隙的形成年代为3.95 ka BP。结合磁化率和粒度成分等气候替代指标分析,表明在35.00~11.50 ka BP 晚更新世晚期,亦即末次冰期的晚期(MIS-2),气候寒冷干燥,沙尘暴活动旺盛,在官亭盆地第二级阶地上堆积了典型的马兰黄土层(L_1-1)。在11.50~8.50 ka BP全新世早期,沙尘暴活动堆积了具有过渡性质的黄土层(L_t),反映气候逐渐变暖。在8.50~3.10 ka BP 全新世中期大暖期,气候变得温暖湿润,降水量增多,沙尘暴活动减弱,风化成壤作用强烈,堆积形成了黑垆土类古土壤层(S_0下、S_0上)。

长江口—杭州湾及其邻近海域的物质输运与生态环境受海域沉积动力特征和物质来源影响。本文利用长江口—杭州湾及其邻近海域沉积物的粒度、铂族元素、稀土元素等分析资料,采用Pejrup M等提出的三角图分类法对长江口—杭州湾及其邻近海域沉积动力环境进行详细分析,将研究区分为8 个沉积环境分区:二个强动力河口现代沉积区,二个近岸水团交汇作用区,一个陆架水团锋面区,二个残留沉积区,一个冷涡旋的现代沉积区。对比分析了各沉积动力环境区的粒度特征及其水动力条件,揭示各种水动力条件下的沉积特征,以及各种沉积环境的物源输入特征,为长江、黄河与东海间的物质输运和交换等的研究提供基础资料,有助于我们进一步理解物源、搬运介质、沉积条件等因素对海岸—陆架沉积体系的影响,为河口沉积学和生物地球化学等方面研究提供有用信息。

利用遥感和GIS 技术获取了中国北方“三省一市”2000 年、2005 年、2008 年、2010年、2011 年与2012 年共6 期大陆海岸线的时空分布情况;采用网格法计算了各个时期海岸线的分形维数;分析了海岸线时空变化特征、海岸线长度变化与分形维数变化之间的关系,以及海岸线动态变化的原因。2000-2012 年,研究区海岸线长度持续增加,总共增加了637.95km,年均增加53.16 km。从区域上看,以天津市与河北省所在的渤海湾区域海岸线变化最强烈;从时间过程上看,2008 年后海岸线长度进入快速增长时期,其中2010-2011 年是海岸线长度变化最剧烈的时期,变化强度为2.49%。2000-2012 年研究区海岸线的分形维数不断增大,其中渤海湾区域海岸线分形维数变化最剧烈;历史海岸线的长度与分形维数之间存在较好的线性关系,相关系数为0.9962;通过对大量海岸线动态引起的整体海岸线长度变化与分形维数变化的统计分析研究表明,在大多数情况下,局部海岸线长度增大(或缩减) 会导致整体海岸线分形维数增大(或减小),并且呈正比例变化。从2000-2012 年各时段海岸线动态对应的各类沿海工程的面积汇总情况来看,港口建设、渔业设施建设以及盐场建设分别占前三位,人类工程建设是中国北方海岸线变化最主要原因;与人类活动影响相比,自然变化如河口淤积与侵蚀对海岸线影响比较小。

通过回顾新疆沙漠形成演化过程的研究与进展,指出新疆构造地貌特征使塔里木和准噶尔两大盆地区域受行星系西风、海陆季风或地形山谷风等的焚风效应的影响,第四纪以来的气候环境格局总体表现为持续的干旱化过程并伴随次级规模的波动过程;盆地及其边缘风成沉积的形成,是对青藏高原隆升引起的全球气候环境变化尤其是亚洲内陆干旱化的响应。在塔克拉玛干沙漠的形成时代上,由于研究方法、对象和信息载体的不同,目前存在较多争议;来自沙漠边缘及腹地的古风成沉积及其年代学证据指示塔里木盆地边缘或腹地在第三纪时即已存在干旱性的气候和地表的风营力过程;但在沉积规模和连续性上,它们的存在是否代表大范围沙丘地乃至古塔克拉玛干沙漠的出现以及其后是否与现今规模的塔克拉玛干沙漠有继承关系,需要进一步的研究来解释。来自沙漠外围昆仑山北坡和天山北坡的风成黄土沉积表明现代规模的塔克拉玛干和古尔班通古特沙漠都是在中更新世以后形成的,并在末次冰期时经历了显著的气候变化,但不同区域有不同的干湿波动过程。

区域海面变化研究受到验潮站数据时段不一致、空间分布不均匀及影响要素复杂性和不确定性等因素制约。本文基于西北太平洋海域22 个站位的验潮数据，应用RegEM及MTM方法探讨其多尺度波动过程的时空差异，基于空间邻近性及有序聚类方法，将区域海面变化划分为5个区段(渤海—黄海北部沿岸、黄—东海中国沿岸、东海海域日本沿岸、东海南部沿岸以及南海西北部沿岸)，进而利用MGF方法对各站位进行中长期的统计预测，并结合主成分方法进行区域综合。结果显示各区2001-2030 年的海面变化平均速率分别为：1.23~1.27 mm/a，3.30~3.34 mm/a，2.72~2.76 mm/a，1.43~1.47 mm/a和1.13~1.15 mm/a，而区域海面上升速率为2.01~2.11 mm/a。

通过对小中甸盆地厚15.3 m的湖相沉积进行系统的粒度、孢粉和地球化学元素分析，结合 ¹⁴C年代测定，发现小中甸盆地在最近40 ka 以来经历了5 次湖泊收缩事件，其形成年代可以同北大西洋的Heinrich 事件H₀-H₄逐一对比，指示西南季风不仅在其水汽源区，而且在其控制的内陆腹地对最近40ka 以来的Heinrich 事件都存在敏感的响应。与在水汽源区所表现不同的是，Heinrich 事件在内陆地区主要表现为干旱。通过与西南季风水汽源地之一的阿拉伯海深海沉积记录和格陵兰冰芯记录进一步对比发现，小中甸盆地仅对千年尺度的Heinrich 冷事件信号敏感而对D/O (Dansgaard-Oescher) 暖事件缺乏明显记录，这与阿拉伯海的响应模式有较大差异。分析周边环流形势认为，冰期青藏高原对西南季风“抽吸”作用的减弱是造成小中甸盆地D/O暖信号记录不明显的重要原因。

对广东深圳西冲湾海滩东侧基岩海岸上壶穴的形态特征进行详细测量并对其位置和高程做三角高程测量。结合野外观测结果从经典统计学和空间统计学的角度定量地描述壶穴的形态和空间分布特征及其在基岩海岸发育过程中的地貌作用。研究得出以下结论：西冲海岸壶穴趋向形成于节理、断裂、层面等岩体软弱带，壶穴的形态和分布受这些软弱带控制，但形成于软弱带的具体位置却是随机的；西冲海岸壶穴的形成、扩大和加深实际上是对二级平台产生破坏，但壶穴以现代低潮线为下蚀极限；海岸壶穴是现代海岸动力侵蚀过程的产物，只要动力、岩石条件适合，壶穴随时都可形成；海岸壶穴的形态不仅与流水动力有关，而且与岩石硬度及壶穴发育过程有关；海岸壶穴与河流壶穴一样，可以在形成于各种类型的岩石，起源于各种各样的凹坑；海岸与河流的水动力差异导致了海岸壶穴和河流壶穴形态差异。

江西星子县沙岭沙山位于鄱阳湖湖滨，临湖一侧发育顺盛行风方向延伸的垄状地形。研究从地貌学、沉积学和年代学的角度分析了垄状地形的成因。按照目前的风场计算出的沙丘走向与合成输沙方向近于垂直，说明这些垄状地形不是纵向沙丘。垄状地形内部发育平行层理，缺少滑动面，则进一步表明垄状地形并非沙丘。对垄状地形之间的沟谷形态观察后发现，这些沟谷与前丘上槽形风蚀坑形态颇为相似，且沙山的环境具备发育槽形风蚀坑的基本条件，所以我们将垄状地形之间的沟谷视为槽形风蚀坑。为确定风蚀坑的形成时代，我们在沙山上风区、下风区边缘选取了6 个剖面，测得的28 个光释光年龄显示，构成垄状地形的沙层堆积于约20 ka BP以前的末次冰期。据此我们推测在冬季风最强的阶段(18-14 ka BP)，沙山由以前的风沙堆积转变为风沙侵蚀，产生了槽形风蚀坑。相邻槽形风蚀坑之间的条状突起就构成了垄状地形，因此星子县沙岭沙山临湖一侧的垄状地形属于风蚀地貌。

从灌丛沙堆的形成演变、形态特征及其空间格局、表面气流特征及其风蚀堆积平衡、表面植被生态生理特性及其对降水和地下水的响应、土壤理化性质和保育措施等几个方面进行综述。认为目前灌丛沙堆研究只是针对某一区域或多个区域的静态研究，对灌丛沙堆演化过程中的形态、气流、土壤以及植被等因素的变化特征及其相互作用研究不足，难以解释灌丛沙堆的演化机制及其影响因素。同时灌丛沙堆研究过于强调其作为土地退化的指示，而忽略了其在退化生态系统中的重要生态功能，不利于干旱和半干旱区的生态环境恢复。今后的研究应该加强对灌丛沙堆演化过程中的土壤、植被、水分的变化特征及其不同影响因素之间相互作用过程的研究，深入探讨灌丛沙堆在干旱半干旱退化生态系统中的积极作用。基于以上基础数据和理论依据，对灌丛沙堆的保育措施进行探索，找出合理的灌丛沙堆保育措施。

甲型H1N1 正在全球快速传播，中国因人口众多而成为受甲型H1N1 潜在威胁最严重的地区之一。基于流行病学调查得到的8 月15 日以前的北京市甲型H1N1 病例数据，论文分析了甲型H1N1 的流行病学特征，并探讨了94 起聚集爆发事件的时空演变模式。论文还对比了北京市的甲型H1N1 与2003 年SARS的空间传播网络，结果表明，两次流行事件的空间传播模式具有类似模式，朝阳区—海淀区—城市中心区(东城、西城、崇文、宣武) 是影响北京市疫情发展的关键。在资源有限情况下，重点关注这个三角地带的人群防控对缓减北京市甲型H1N1 疫情会产生更积极的作用。北京市甲型H1N1 的早期防控是有效和及时的。

黄土高原广泛分布第四纪以来的粉尘堆积,是古气候变化的良好记录。但是,将黄土高原视为一个整体、从地质历史的角度来定量分析粉尘堆积—侵蚀的动态过程及其驱动机制的研究较少。本文利用遥感分析和地统计学中的克里格空间估值法,根据对具有代表性的84个实测黄土—古土壤剖面的分析,计算出黄土高原250ka以来各冰期和间冰期的粉尘堆积量和平均堆积速率,为认识区域粉尘沉降与轨道尺度气候变化的关系提供了新证据:间冰期气候偏暖湿,粉尘堆积较慢;冰期气候偏干冷,粉尘堆积加快。结合黄土高原现代降尘观测数据,进一步估算出黄土高原250ka以来各冰期和间冰期的面状侵蚀速率。初步结果发现,自然背景下黄土高原就存在较强的侵蚀作用;冰期的面状侵蚀速率略强于间冰期。

通过对库姆塔格沙漠地表沉积物样品进行重矿物和主量元素分析,获得了其矿物和元素组成特征:矿物种类多,绿帘石和角闪石含量为主;化学组成上以Si、Al为主,和上陆壳平均化学组成相比,除Si、Ca外都有一定的亏损,Fe、Mg、Ca、P、Ti、Mn等元素的变异系数较高。库姆塔格沙漠地表沙物质组成特征与阿尔金山北麓出露的岩石和冲、洪积扇物质组成基本一致,与塔克拉玛干沙漠也有很大的共性,反映了库姆塔格沙漠地表沙物质主要来源于阿尔金山。沙漠北区强烈的东北风将阿奇克谷地和疏勒河下游的河湖相沉积物搬运至沙漠腹地,构成另一个重要的沙物质来源。A-CN-K图解揭示了库姆塔格沙漠地表物质化学风化程度很低,处于较弱的去Na、Ca阶段,其他元素未发生明显的化学风化或迁移;A-CNK-FM图解表明,库姆塔格沙漠地表物质在搬运、沉积过程中Fe、Mg等元素发生显著分异,其原因主要是铁镁质矿物由于磨损、分选作用遭破碎和风化,使粒度较粗的沙漠沙Fe、Mg等元素相对亏损。

晚更新世以来,史前人类有3次向青藏高原东北缘扩张的历程,均与环境演变有密切的关系,第一次进军高原发生在40-30ka BP暖湿的气候背景下,其后由于LGM严酷的自然环境,人们在高原的活动极大萎缩,出现文化断层;末次冰消期迅速好转的自然环境驱动了向高原的第二次进军,其后持续暖湿的自然环境,保证了人们能在高原生存与扩散;6～4ka BP东部毗邻地区的马家窑居民,在全新世暖期的气候背景下再次进入东北缘,促使原先生活在高原的居民告别了旧石器时代,进入新石器时代,社会性质发生巨大提升。

野外对临汾、太原盆地第四纪中晚期所发育的湖积地貌-沉积特征调查发现,湖盆在对应于S₈、S₅和S₁古土壤开始发育时期(时代分别为0.77Ma BP、0.55Ma BP和0.13Ma BP)曾发生了三次强烈湖退,这三次湖退都是构造原因所致的;而在L₁₁-S₈、L₈-S₅、L₅-S₁黄土古土壤堆积发育期间(时代分别对应于0.96～0.77Ma BP、0.74～0.55Ma BP和0.47～0.13Ma BP)、以及S₁古土壤发育以后的时期(时代为0.07Ma BP之后)出现的却是缓慢湖侵或盆地下沉。根据这些发现并结合地球物理学前期已获得的有关盆地深部上地幔结构及活动规律,本文提出了盆地湖侵-湖退过程的构造控制模式。在上地幔强烈上拱→减弱或渐趋稳定→再次强烈上拱的构造循环中,地表湖盆会以大幅快速湖退→缓慢湖侵→再大幅快速湖退这样的表现与之对应。盆地地表的地貌-沉积发育与地下的上地幔活动应具有因果关系。

流纹岩地貌有其独有的特色和发育规律。本文根据大量的实地调查数据, 对雁荡山流 纹岩地貌景观进行了类型、空间分布规律和时间发育规律的分析研究。研究结果表明: 区域 流纹岩地貌景观可分为2 个大类, 6 个亚类, 16 个类型单元; 受区域断裂构造的控制, 区内 沟谷和岩嶂在平面上的发育延伸主要沿NE、NW 和EW 三个方向; 在新构造运动和岩性差异 的控制下, 区内峰、嶂、瀑在垂向上的分布具有分带性; 区域现代地貌的发育肇始于晚第三 纪区域一级夷平面的分裂解体, 自此以后的区内地貌演化经历了四个不同发育阶段, 每个阶 段的地貌景观组合各具特色。

通过对黄土高原西部三个剖面的孢粉记录分析, 重建了该区13 ka BP 以来详细的植被 与气候演化序列。结果表明, 12.1 ka BP 以前, 研究区植被以干草原为主, 气候寒冷干燥。 12.1~9.8 ka BP 植被变化显著。期间出现两次显著的湿润期, 分别为12.1~11.4 ka BP、 11.2~11.0 ka BP, 可与博令暖期和阿勒罗得暖期对比; 两次持续时间和强度明显不同的干旱 期出现在11.4~11.2 ka BP 和11.0~9.8 ka BP, 可分别与中仙女木事件和新仙女木事件对比。 经过短暂的快速变湿后, 9.6~7.6 ka BP 研究区植被以疏林草原为主, 气候波动频繁但总体温 和偏干。7.6~4.0 ka BP 森林和森林草原植被出现, 气候温暖湿润。其中6.6~5.8 ka BP 温带落 叶阔叶林发育, 为研究区全新世最适宜期。自4.0 ka BP 以来研究区草原和荒漠草原交替出 现, 气候在总体干冷的环境下存在次一级的干湿波动。

通过对上山文化遗址的野外勘察、野外采样和室内粒度、磁化率、释光年代(OSL) 和 AMS¹⁴C 年代分析, 探讨了上山地区地貌演变过程, 分析了上山文化形成与发展的环境背景。 研究结果表明, 中更新世早期, 上山地区为河流相砾石层堆积, 中更新世晚期173 ka BP 左 右, 由于气候和海面变化及其新构造运动的影响, 形成了河流的二级阶地。而后阶地上接受 风尘堆积, 形成了中更新世晚期的网纹红土。晚更新世, 粉尘堆积加速, 堆积了厚约1 m 的 下蜀黄土。全新世(11.5 ka BP-) 开始, 气候转暖, 粉尘堆积速率降低, 上山台地上保存有命 名为“上山文化”的新石器遗址, 其年代为11400~8600 a BP, 遗址中发掘出大量陶器和石器 工具, 并发现有栽培水稻遗存, 这是迄今为止长江下游地区发现的最早新石器遗址, 是探索 该地区农业起源和新石器文化演化具有重要意义的地点。上山台地西侧低地经历了河流相— 湖沼相—河流相—湖沼相的地貌过程, 并且AMS¹⁴C 年代表明, 西侧水源消亡于距今1000 多 年, 而台地东侧仍有河流流过, 表明上山遗址所处地貌位置为靠近河湖水源的河流阶地之上 覆有风成黄土的低平台地。