人类起源及演化与地球系统环境演化相互关联的科学研究不仅是传统第四纪研究的关键内容之一,也是当今宜居地球研究的首要问题。文章回顾了黄土高原及邻近地区第四纪地层中发现的重要古人类遗存(包括古人类化石和旧石器)的主要成就,阐述了前人提出的“黄土石器工业”和“黄土地质考古带”研究思路的萌生和发展历程,介绍了学者们运用黄土-古土壤序列对第四纪不同类型沉积物中埋藏的古人类遗存研究的概况。在此基础上,根据前人的大量资料以及笔者自身数十年积累的第一手调查研究数据,提出了一种新的科学思路:针对“全球变化”研究中的薄弱环节,运用独一无二的中国黄土连续序列的“地圈”优势,去寻找“生物圈”古人类活动的连续“序列性”踪迹,研究古气候古环境演化对古人类生存环境的制约及其反馈等重大科学问题。以新的思路和科学问题为宗旨,运用黄土-古土壤序列标准年代框架标尺,以蓝田地区上陈、公王岭、陈家窝、吉家湾-甘峪-刁寨剖面的含石器或古人类化石的26个黄土-古土壤组合旋回(其中包括21个古土壤层和15个黄土层)为基础数据,初步构建了一个年代大约2.12~0.01 Ma B. P.的较高分辨率的古人类古文化演化序列——“黄土-古土壤-古人类遗存序列”框架,期望为人类演化和黄土环境研究拓展新路。
岩溶区地表水生生态系统代谢是岩溶区乃至全球碳循环的重要影响过程,目前岩溶区水生代谢相关的碳通量对全球变化的响应机制尚不明确。本研究通过普定岩溶水碳模拟试验场由不同土地利用控制的岩溶地下水–地表水系统,开展水生生物池代谢过程以及相关碳通量连续监测和模型计算,揭示岩溶水生生态系统净生产力(NEP)与气候以及土地利用的耦合关系。结果表明:(1)不同土地利用控制地表水水生生态系统NEP在季节和昼夜尺度上皆呈现出显著差异,其中裸岩控制下地表水的NEP季节变化范围为–1.02~0.60 g C/(m^(2)·d)、裸土为–0.18~0.59 g C/(m^(2)·d)、耕地为0.60~0.87 g C/(m^(2)·d)、草地为0.38~0.74 g C/(m^(2)·d);(2)水生生态系统NEP对气候变化的响应存在季节性差异,辐射强度主导夏秋季水生生态系统NEP变化,春、冬季表现为风速主导NEP变化,同时降雨对水生生态系统NEP的影响在春季明显小于其他季节;(3)不同土地利用控制下,地表水生生态系统NEP年均值呈现明显差异,表现为裸岩[–10.95 t C/(km^(2)·a)]<裸土[127.75 t C/(km^(2)·a)]<草地[229.95 t C/(km^(2)·a)]<耕地[266.45 t C/(km^(2)·a)]。本研究表明土地利用变化是岩溶地表水NEP的重要控制因子,土地覆被条件改善促进了碳酸盐岩的溶蚀以及地下水的DIC输入,地表水在DIC施肥后NEP显著上升,水生生态系统从异养转为自养型;土地覆被条件差的岩溶地表水生生态系统NEP受控气温、降雨,覆被条件较好的则受控辐射。这些发现将为岩溶区地表水碳通量的计算与管理提供依据。
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