第三章 全球变化研究方法
对《全球变化》课程教学的几点认识
学 术 论 坛211科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATIONDOI：10.16661/ki.1672-3791.2017.28.211对《全球变化》课程教学的几点认识①柳艺博(南京信息工程大学应用气象学院 江苏南京 210044)摘 要：伴随以全球变暖为标志的全球变化问题成为关乎人类可持续发展的热点议题,越来越多的高等学校开设了《全球变化》课程。
本文在介绍全球变化的科学内涵、全球变化的重要性以及全球变化课程的主要内容基础上,从教学内容、教学理念、教学手段、教学方法等方面提出全球变化课程教学中的几点认识。
该文对于推动高校相关专业开展全球变化课程教学具有一定的借鉴意义。
关键词：全球变化 课程教学 能动性中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1672-3791(2017)10(a)-0211-02①作者简介：柳艺博(1982，8—),男,汉族,河北石家庄人,博士,讲师,研究方向:资源环境遥感和全球变化生态。
自1983年“全球变化”概念首次提出以来,全球变化研究发展迅速,在30多年间取得了巨大的研究进展。
人类全球变化的认识无论从广度还是深度上都有根本性的变化。
以全球变暖为标志的全球变化问题已成为关乎人类可持续发展的国际热点议题,越来越多的高等学校开设了《全球变化》课程。
全球变化相关课程正在由专业选修课向学科前沿课、学科交叉课以及专业核心课程和通识课程发展,课程内容、教学大纲、教学方法等都在不断的更新完善。
本文在介绍全球变化的科学内涵、重要性基础上谈了对《全球变化》课程教学几点思考,以期为高校全球变化教学提供参考。
1 全球变化的科学内涵全球变化被界定为由自然和人为因素引起的、影响地球系统功能的全球尺度的变化[1]。
全球变化跨越了不同的时间尺度,在空间上既包括发生在全球尺度上的系统性变化,也包括由局地尺度上相同类型的变化累加而成的累积性变化。
气候变化是全球变化最重要的表现之一,但全球变化不仅仅是全球气候变化或者全球变暖,其内涵比气候变化丰富的多[2]。
全球变化研究进展和趋势
全球变化研究进展和趋势一、概述全球变化研究，作为一个跨学科的研究领域，涵盖了地球系统科学的多个方面，包括气候变化、生物多样性变化、土地利用覆盖变化、海平面上升等。
这些变化在全球范围内发生，对人类社会和自然环境产生深远影响。
近年来，随着科学技术的进步和全球变化问题的日益突出，全球变化研究取得了显著进展，对理解地球系统的运行机制、预测未来变化趋势以及制定应对策略具有重要意义。
在气候变化方面，全球变暖已经成为不争的事实。
科学家们通过观测数据和模型模拟，揭示了温室气体排放对全球气候系统的影响，预测了未来气候变化的可能趋势。
同时，极端气候事件的频发和加剧也对人类社会和生态系统造成了严重挑战。
减缓气候变化和适应极端气候事件成为全球变化研究的重点之一。
生物多样性变化方面，人类活动对自然生态系统造成了严重破坏，导致物种灭绝速度加快、生态系统功能退化等问题。
全球变化研究通过监测生物多样性的动态变化，评估人类活动对生物多样性的影响，提出保护生物多样性的有效措施。
土地利用覆盖变化是全球变化的重要组成部分。
随着城市化进程的加速和人口增长，土地利用覆盖变化对全球生态系统服务功能和碳循环等产生了重要影响。
全球变化研究通过遥感技术和地面观测等手段，监测土地利用覆盖变化的动态过程，评估其对全球变化的影响。
海平面上升是全球变化研究的另一个重要方面。
海洋热膨胀和冰川融化等因素导致海平面不断上升，对沿海地区的社会经济系统和生态系统造成威胁。
全球变化研究通过监测海平面上升的速度和趋势，预测未来海平面上升的可能情景，为沿海地区应对海平面上升提供科学依据。
总体而言，全球变化研究在多个方面取得了显著进展，但仍面临诸多挑战。
未来，随着科学技术的不断进步和全球变化问题的日益严重，全球变化研究将继续深入发展，为人类社会和自然环境的可持续发展提供有力支撑。
1. 全球变化定义与背景全球变化，作为一个跨学科的研究领域，主要关注地球系统各个组成部分（包括大气圈、水圈、岩石圈、生物圈以及人类圈）在长时间尺度下的相互作用及其引发的全球尺度的环境变化。
地球环境全球变化
内容：
• 生物多样性的生态系统功能； • 生物多样性的产生、减少及其维护； • 生物多样性的编目与监测。
5.中国的全球变化研究
我国的全球变化研究对下列两个方面的科学问题进行了重 点研究：
• 首先是具有全球意义的、同时又是我国急需解决的区域 性生存环境问题；
• 其次是全球变化对我国的气候、环境和经济发展的影响。 我国科学家近一二十年在古季风环境变化、大气温室气体 排放监测、全球气候变化对我国和陆地生态系统的可能影响、 中国土地利用和土地覆盖变化历史、区域气候变化的模拟和预 报、全球气候变化问题对策研究等许多方面所开展的工作和成 就都对国际全球变化研究作出了贡献 。
2.国际地圈一生物圈计划(IGBP)
IGBP主要以生物地球化学循环于系统及其与物 理气候子系统的相互作用为主要研究对象，其科学 目标是：了解和阐述控制整个地球系统的关键的物 理、化学和生物相互作用过程；了解和阐述支持生 命的独特环境；了解和阐述出现在地球系统中受人 类活动影响的重大全球变化。特别是那些时间尺度 为几十年至几百年，对生物团影响最大，对人类活 动最为敏感，具有可预测性的重大全球变化问题。
指在过去某一时期形成并一直保存至今的各种自然体。 它们记录了当时的环境状况，如古沙丘、黄土与古土壤、冰 芯、树木年轮等。
过去全球变化的主要信息源与可提取信息
信息源
赋存圈层
主要类型
物理
可提取信息
化学
生物
人类文化
岩石圈：
沉积物与 地貌形态
湖泊沉积
纹 层 、 韵 律 层 、 粒 同 位 素 、 常 量 和 微 孢粉、大化石、昆虫、 文化层
人工地貌
冰芯
冰雪累积量、尘埃 同位素、化学元素、有机气体、有机物、孢
全球变化
“全球变化”包含全球议题的完整范围以及自然和人为因素诱发的地球环境变化之间的相互作用。
中国工程院院士丁一汇认为，全球变化是指全球环境的变化，包括气候、生态系统、海洋、水资源、土地利用和土地生产力等的变化。
这些变化通过对社会经济和生态系统的深远而复杂的影响，正改变着并将继续改变地球维持整个生命系统的能力。
美国《1990年全球变化研究法案》把“全球变化”定义为“可能会改变生命赖以存在的地球承受力的全球环境变化（包括气候变化、土地生产力、海洋或其它水资源、大气化学及生态系统）。
”这个定义与研究全球变化的欧盟委员会欧洲网络当中的定义很相似：“全球变化”研究试图理解完整的地球体系以便：（ⅰ）识别、解释和预测自然因素和人为因素引起的全球环境变化；（ⅱ）评估这些变化对自然和人类潜在的区域性及局部性影响；（ⅲ）为技术的适当发展、经济及社会压力的缓解提供科学依据。
在上文中，“全球变化”包含了气候变化、大气中的物理和化学变化（如臭氧层耗损、对流层污染）、土地利用和地面覆盖物变化、海洋环境和冰盖的变化、生物地球化学循环的变化，以及这些变化对自然平衡（生态系统）、自然资源（淡水、森林资源、农作物、海洋资源）及社会经济平衡（可持续发展、工业发展、人类健康、生活质量）的影响。
因此，在一个长的时间范围内，促进环境变化的自然因素和人为因素的重要性已经得到认同。
人为因素引起的变化在过去、现在和将来自然变化的大背景中可以得到最好的理解。
在这里，了解什么是“全球性”是很重要的，其中包括两部分内容：全球系统变化和由大气污染引起的累积全球气候变化。
从系统意义上讲，“全球性”指的是整个空间范围，它包括了诸如由大气污染引起的全球气候变化。
从累积意义上讲，“全球性”指的是局部变化的地区性的或大量的累积。
如果一种变化是发生在世界范围内，或者体现了整个环境现象或全球资源变化非常重要的一部分，那么这种变化就被认为是全球的。
这两种类型的变化有着紧密的联系，比如说，植被的燃烧能引起（1）通过像二氧化碳的释放和反照率的改变等机制引起的系统变化；（2）通过影响土壤和生物多样性而引起的累积变化。
全球变化与全球变化研究
大气化学成分的演变等。 几千年至几十万年：冰期和间冰期的交替，以及与此 相关联的大气成分、土壤的发育、 生物种类区域分布的相应变化等。
几十年至几百年： 气候变化、大气化学成分变化、地表
干燥度或酸度变化，以及地球和海洋
生物系统的变化等。
几天至几个季度： 天气现象、洋流中的旋涡，极区海
冰覆盖的季节增长和融化，地面径 流和风化以及植物生长的年循环等， 受制于日射年循环的时间尺度。
几秒到几小时： 陆地、海洋、冰、大气和生物群落
之间的质量、动量和能量通量全部 由时间尺度小于一天的过程所支配。
几十年至几百年的中等时间尺度变化是全球变化研究
的重点，在此时间尺度内的自然变化对人类有着重要 的影响，而人类活动对全球过程的影响也最为显著。
年际尺度的异常扰动也是全球变化研究特别关注的
问题。
不同尺度之间存在密切的联系：较长时间尺度的变化
是较短尺度变化的背景，较短尺度的变化有时是较长 尺度过程的表现。
（3）人类的作用
由于人类活动影响的加剧，全球变化过程正以前所未 有的速度加快进行，人类已经成为导致全球变化的营
力之一。开展全球变化研究是人类社会所面临的挑战，
和社会科学的发展，提高人类应付全球变化的能力。
定义：
全球环境（包括气候、土地生产力、海洋和 其他水资源、大气化学及生态系统等）中的、能 改变地球承载生命的能力的变化。
（1）全球观点与全球尺度
全球观点：就是从地球系统的思想出发把地球看作 一个整体，研究地球系统随时间的变化，集中研究 那些把系统中所有部分紧密地联系在一起的、并导
致系统发生变化的过程和机制，而不是孤立地研究
地球的不同组分和它的环境。
全球变化之全球变化科学导论(大气所考博真题知识点归纳)
全球变化之全球变化科学导论(大气所考博真题知识点归纳)XXX《全球变化科学导论》要点总结第一篇全球变化研究的基本问题第一章全球变化科学产生的背景及其研究内容及意义1、什么是全球变化？其产生背景？答：全球变化作为一个科学术语和一门交叉学科，是随着全球环境问题的出现和人类对其认识程度的不断深化而提出并发展起来的。
全球变化科学的精髓是系统地球观，强调将地球的各个组成部分作为统一的整体来加以考察和研究，将大气圈、水圈、岩石圈和生物圈之间的相互作用和地球上的物理的、化学的和生物的基本过程之间的相互作用，以及人类与地球之间的相互作用联系起来进行综合集成研究。
即全球变化科学是研究作为整体的地球系统的运行机制、变化规律和控制变化的机理（自然的和人为的），并预测其未来变化的科学。
它研究的首先是一个行星尺度的问题——将大气圈、水圈（含冰雪圈）、岩石圈和生物圈看成是有机联系的全球系统，把太阳和地球内部作为两个主要的自然驱动器，人类活动作为第三种驱动机制。
发生在该系统中的全球变化是在上述驱动力的推动下，通过物理、化学和生物学过程相互作用的结果。
全球变化科学是在时代发展、科学进步、人类活动的强烈影响和社会需要的背景下产生的，主要表现在以下几个方面：（1）硬件条件。
在20世纪末，全球国际性应用的探测器和预测预报系统已有约1000个高空站、个气象站、3000个飞行器、7000艘充气船、500个浮标、长期立体动态信息库，还有全球海洋观测系统、全球陆地观测系统、全球气候观测系统。
（2）由于强烈的人类活动和社会经济的飞速发展，目前在环球范围内产生以下十大情况问题，急需国际社会合作共同解决。
主要有大气污染、温室气体排放和气候变暖、臭氧层破坏、土地退化、水资源匮乏和水体污染、海洋环境恶化、森林锐减、物种濒危、垃圾成灾、人口增长过快。
（3）从人类社会文明发展看，全球变化科学的产生是历史进程的必然。
（4）从历史发展角度看，全球变化研究有其科学思想的代表。
01-方修琦-北京师大-全球变化课程与教材
动态的人地关系
COUPLED ENVIRONMENT SYSTEM
LAND USE
UTILIZATION
•BioGeochemistry (soil fertility, OM levels, Fluxes) •BioDiversity (Species, community, Landscape, Genetic, Functional) •BioPhysics (albedo, Energy exchange, Structure)
全球变暖与变暖停滞
2.4 培养科学思维和创新意识
• 认识问题的角度 与研究论证过程 • 从对数据、曲线 、地图的分析解 读中获得结论 • 确定性与不确定 性，学术争论
图1 1873-2012年中国区域地表气温年 平均距平变化（相对于1971-2000年） 其中T13序列（1909-2010年）基于 Cao et al（2013），TD序列(18732012年）基于唐国利等（2005）， WTG序列（1909-2010）基于王绍武 等（1998）。
– 人类活动作为与太阳和地球内能并列的、能引发地球 系统变化的驱动力——第三驱动因素
地球系统概念孕育于地理学
洪堡（1769－1859）：地球是一 个不可分割的有机整体，一个 由各部分组成的活的整体。
– “局部只能从它与整体的关系去 分析，作为世界现象的一部分区 研究它。” – “毫无疑问，气候一词首先是指 大气的特性，这一特性取决于海 洋与陆地的直接相互作用。
（古地理学） 现代景观遗存
系统/圈层 空间/空间尺度
宇宙 生物圈 地球 生态系统
部门地理
地理要素：
区 域 地 理
有机组织
群落
因子
过程
全球变化第三章
4、导致全球变化的因素的分类（三类） 1）周期变化的因素 如太阳活动、地球轨道参数的变化。发生特点： 它们的作用是连续变化的，可导致全球环境的周 期性变化。 2）非可逆性变化的因素 如太阳长期演化、板块运动。发生特点：它们的 作用是连续性的，可能导致环境的非可逆性变化。 3）随机发生的因素 如火山活动、小行星碰撞。发生特点：发生的时 间是不确定的，但发生的频率服从一定的统计规 律，其作用的过程是暂时的，但所导致的全球变 化即可能是短期的扰动，也可能是长期的不可逆 的变化。
第二节百万年以上尺度全球变化的驱动力
三、板块运动导致的海陆分布与地貌格局演化及其环境效应
1、海陆分布变化 海陆反射率差异 热力性质差异
第二节百万年以上尺度全球变化的驱动力
三、板块运动导致的海陆分布与地貌格局演化及其环境效应
2、高海拔的山地或高原的隆起 积雪、冰川反射率 热力作用 动力作用（机械阻挡） 侵蚀风化过程的改变影响地球化学循环过程
第三节万年至数十万年尺度全球变化驱动力
一、地球轨道参数的周期性变化 二、地球系统内部对轨道参数变化的反馈 三、构造运动和火山活动驱动力
一、地球轨道参数的周期性变化 地球轨道的偏心率、地轴的倾斜度（黄赤交 角）和岁差（春分点的移动）等地球轨道参 数都是随时间变化而变化的，它们的变化均 会改变地球接受太阳辐射的季节和地区分布， 进而导致以冰期、间冰期交替为特征的全球 变化。
年际、年代际、百年际至亿年际的频谱，各 种时间尺度的变化过程相互交织，形成多种 多样的变化方式和不同幅度的变率。
衡阳盆地夏季降水特征时间尺度
《子波气候诊断技术的研究》
介绍了子波气候诊断新技术及其应用方法， 包括有关应用多类子波的Fortran语言程序、C 语言程序、Math card和Matlab高级语言程序， 以及结合国家有关重大科研课题的实例等。
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[教学目的与要求]
1.了解对过去全球变化各种研究方法的基本原理 2.理解如何利用各种代用指标恢复古环境
3了解全球变化动态监测的手段与内容
4了解全球变化模拟的类型，原理 [重点与难点] 各种研究方法的基本原理 [教学时数] 6学时 [教学方法与手段] 研究性讲授，利用多媒体展示教学内容；
黄土沉积特征
• 第四纪黄土沉积以黄土层和古土壤层交互沉积为特征。黄土层的 形成反映风尘堆积作用过程，而古土壤层的形成反映成土作用过 程。当风尘堆积作用大于成土作用时形成黄土层，反之，形成古 土壤层。 • 黄土沉积与寒冷的冰期相对应，古土壤与相对温暖的间冰期相对 应。 • 我国黄土主要分布在干旱荒漠区的外缘，表明黄土沉积时期当地 属于干寒草原环境，而古土壤发育时期则对应温暖的森林草原环 境。 • 黄土与古土壤层的交替变化是第四纪冰期---间冰期环境周期性变 化的反映。 • 根据黄土层的风化程度和古土壤发育程度的差别，推断环境在不 同时期的差别。 • 黄土—古土壤序列是目前已知的唯一能与深海氧同位素记录对比 的陆上沉积。两者有很好的对应关系。
• [参考书目]
• 朱诚,谢志仁,申洪源. 全球变化科学导论(An Introduction to Global Change Science). 南京: 南京大学出版社,2003.
• [课堂训练、作业思考题]
• 课堂训练：用多媒体手段指导学生利用图书馆资料及网 络资源，查阅相关书籍及期刊文献，了解现在全球变化 研究中目前的最新进展 • 作业思考题 • 1．反映全球变化的记录有哪些?如何利用这些指标重建 过去的全球环境变化？
The location of Dagang section in Zhenjiang 镇江大港剖面位置图
Magnetic susceptibility curve of the Xiashu loess in Zhenjiang and comparison with MIS 镇江下蜀黄土磁化率记录与深海氧同位素阶段的对比
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南极东方站冰芯记160kaB．P．以来的气温变化
青藏高原古里雅冰芯记录的末次间冰期以来 的气候变化
Section 4 Tree Ring Records 第四节 树木年轮记录
整个剖面有机碳含量曲线的峰值与古土壤层对应良好, 反映古土壤层形成于温暖湿润,生物繁茂的时期.
• 5、全氧化铁含量
• 当风尘堆积在次生改造过程中,不稳定成分风化分解淋洗掉,铁被 分解出来或富集起来. • 全氧化铁的含量包含有原生和次生成分.它在剖面中的变化趋势 曲线与磁化率曲线具有相同的变化趋势,即Fe2O3/FeO比值与成壤 强度正相关. 6、黄土剖面中10Be浓度 宇宙射线作用于大气圈物质产生10Be,它通过大气降水沉降于地表. 如果10Be沉降通量恒定,则冰期时黄土以较大速率堆积的话,黄土 中10Be的浓度降低;间冰期时黄土堆积速度小, 10Be的浓度必定很 高. 7、黄土地层中生物遗存----孢粉与陆生腹足类蜗牛化石 根据黄土剖面不同层位若干花粉属种的植物生态学特点可以推断 古植被、古气候. 陆生腹足类蜗牛化石对生态环境变化特别是湿度变化敏感。古土 壤层中多见间齿螺组合，其现生种分布到长江流域，故其化石组 合反映比较湿润的环境，而黄土中多见中华蜗牛，其现生种分布 于黄河流域和我国西部，化石组合反映的就是干旱寒冷环境。
Section 2 The Deep—Sea δ18O Records 第二节 深海氧同位素记录
• 氧同位素与温度变化
目前能够比较准确地反映古温度变化细节的证据,是深 海沉积物中浮游有孔虫化石氧同位素的变化.
Section 3 Ice Corn Records 第三节 冰岩芯记录
• 反映过去气候变化的一个尤为有价值的资料来源是冰芯中的记录，尤其是格陵兰和 南极大陆冰芯中的记录。这些冰芯有数千米厚，它是随着多年降雪的产生，每年积 累的雪最终会转换成冰，形成—个年层。近顶层的冰是最近形成的，近底层的冰可 能是上万年前落在表面的雪。因此，对不同层次的冰的分析可以得出关于过去不同 时期盛行的气候条件。从这些地区取得的冰芯中获得的主要记录是氧同位素比率 δ18O 。 当水汽从海面蒸发时，含18O的重分子水不易蒸发，而在水汽凝结时H2 18O较H2 16O 更易于凝结，使剩余在水汽中的H2 18O比重进一步减小，因而陆地水体中的18O／16O 值均小于标准大洋水汽中的18O／16O值，离海洋蒸发源越远，水体中的18O／16O值越 小， δ18O的负值越大。 蒸发和凝结作用均与温度有关，分析测试表明温度每降低1℃， δ18O在格陵兰地区降 低0.70‰。，在南极地区降低0.75‰，在青藏高原北部降低0.65‰，根据这种关系， 可由冰芯中的δ18O推断温度变化。
黄土高原：兰州、西峰、洛川、宝鸡四个地 布容正极 区代表性的黄土剖面对比
性带和松 山负极性 带，二者 的界线 (B/M) 松山负极 性带与高 斯正极性 带的界线 (M/G)
松山负极性带 中存在贾拉米 洛正极性亚时 (J)、奥尔都维 正极性亚时(O) 和留尼旺正极 性亚时(R)
对比发现：四个剖面都存在B/M界线（古地磁界线），都有S0----S5古土壤层和L1---L15黄 土层沉积。表明中国黄土沉积的连续性与完整性，为第四纪时期古气候变迁历史的重建提 供了宝贵材料。
• 黄土是一种以风尘组分为主的堆积,我国境 内的黄土堆积主要与冬季风环流的搬运密 切相关.所以,黄土被当作反映东亚季风变化 的标志.
黄土地层序列及其年代
• 黄土层: 一般为灰黄色,质地均一,无明显结 构. • 古土壤层: 为红色,有明显的土壤结构和土壤 发育层次. • 研究中以L代表黄土层,以S代表古土壤层
磁化率 μ = M/H M 代表磁介质单位体积内所有分子（或原子）的磁矩之矢量和 H 代表磁场强度。 μ<0，M 与 H 反向，是抗磁性物质 μ>0 为顺磁性物质。 有些物质被磁化后，即使撤掉外磁场，其磁性不再消退。称铁磁性物质。 • 1.磁化率μ的含义：在有磁性材料存在的情况下，合磁场的B与外磁场的B（不含磁性 材料被磁化所产生的附加磁场）的比值，就叫这个材料的磁化率。 2.μ的意义（作用）：μ越大的材料越容易被外磁场磁化。所以磁化率是表示磁性材料 能够被外磁场磁化的容易程度的物理量。 古地磁是主要的测年手段。几条重要的古地磁界线如：B/M、贾拉米洛极性亚时、奥 尔都维极性亚时、M/G界线，在宝鸡黄土---古土壤序列中得到明确的测定。郑洪波\ 简介.doc
指导学生利用图书资料及网络资源，查阅相关研究方法的文献
进行阅读。
[主要内容]
• • • • • • • • • • Section 1 Loess—paleosoil Records 第一节 黄土—古土壤记录 Section 2 The Deep—Sea δ18O Records 第二节 深海氧同位素记录 Section 3 Ice Corn Records 第三节 冰岩芯记录 Section 4 Tree Ring Records 第四节 树木年轮记录 Section 5 Sporopollen and Phytolith Records 第五节 孢粉及植物硅酸体记录(Sporo-孢子，芽孢)
对我国来说，上世纪60年代，刘东生等发现黄土高原马兰黄土的粒度分布表现出 由西北向东南逐渐减小的趋势，这种分布与现代西北季风和现代沙尘暴天气的移 动路径完全吻合，推论黄土是来自于西北荒漠的风尘堆积物。 黄土剖面粒度大小与西北季风的强弱直接相关。
黄土高原南部洛川剖面：粗粉砂含量高，粘土含量低，属于粘土质粉砂
重要的气候代用指标
从黄土----古土壤序列中提取的具有指示古气候、古环 境变化的重要指标有： 1、粒度 2、磁化率 3、CaCO3含量 4、有机碳含量（TOC---总量）和δ13C 5、全氧化铁含量 6、黄土剖面中10Be浓度 7、黄土地层中生物遗存 1、粒度：是用来反映黄土粗细程度的指标，粒度的 大小差别反映风力搬运强度的差别。
刘家坡剖面：粗粉砂含量低，粘土含量高，属于粉砂粘土质
•
2、磁化率(susceptibility ) (magnetic susceptibility kappameter )
是物质被磁化难易程度的一种量度。磁化率值的变化与气候变化尤其是降水量的变化 有一定的关系。所以黄土---古土壤序列中磁化率的变化被作为夏季风变化的指标。
• 3 CaCO3含量
为易溶盐类，在次生风化改造过程中变化非常明显， 可以当作探索大气降水或湿润程度的指标。研究发现 规律是CaCO3在黄土层中含量高，而在古土壤层中含 量低。表明在黄土沉积时期，为干旱少雨的环境， CaCO3在土层中淋溶少，沉积多，故含量高。在古土 壤沉积时期，环境湿润多雨，大量CaCO3被淋溶殆尽， 故含量低。 CaCO3在古土壤剖面中淀积深度的变化，也可作为衡 量气候湿润程度的指标，这对于推断黄土地区过去的 全球变化具有重要意义
• 4、有机碳含量（TOC---总量）和δ13C
黄土中有机碳含量（TOC---总量）和δ13C与其堆积 之后生物气候环境有密切关系，所以它可以作为气 候变化的代用指标。 例如：渭南剖面 有机碳的平均含量：0.26% 古土壤层中含量较高,在0.3%~0.64%
黄土层中的含量明显低,在0.04%~0.45%
黄土成因研究简史
• 1930’初期,杨钟健等开始中国黄土研究,将华北晚更新世黄土确 定为典型的风力堆积物,定名为马兰黄土(刘东生等,1985) • 1980’以前,主要研究了第四纪黄土的分布成因和地层划分.对晚 更新世黄土的系统研究较少. • 1980’以后,刘东生、安芷生、李吉均等引入新的手段与方法， 在黄土和古土壤的年代测定、地层划分、形成环境等方面进行 大量研究。 • 取得成果： • 晚更新世黄土地层中含有最后一个间冰期---冰期旋回中环境变 迁的多种信息。 • 发现晚更新世黄土中夹有古土壤层 • 从马兰黄土中存在的古土壤层中获取了大量的环境变化信息与 测年数据，并建立了多种气候代用指标。