在人类活动强烈干扰自然过程中，重金属污染因其显著的生态危害性已成为当前关注的热点。评价当前及未来社会发展情境下重金属污染过程，对保障区域生态安全，维护社会可持续发展具有重要的意义。本项目选择位于新疆天山北坡的艾比湖和南坡的博斯腾湖沉积物中不同赋存状态下重金属含量及相关环境指标为对象，结合文献记载的人文历史、自然环境事件等资料，研究影响天山地区典型湖泊沉积物中重金属元素富集及赋存形态的各种因素。通过化学质量平衡法等受体模型、数理统计学方法和同位素示踪等源解析手段的耦合，并结合流域地表分析数据进行验证，构建适用于天山地区湖泊沉积物重金属污染的区域源区解析模型，并对沉积物中重金属各污染源贡献量进行定量评估。通过时间和空间上的对比，分析人类活动和自然因素相互作用下天山不同地区重金属污染的响应特征，揭示当前发展状态下湖泊沉积物中重金属污染的历史，为预测未来社会发展情境下流域环境的发展趋势提供依据。

申请者主要从事元素和同位素在浅表地质过程和气候环境演变中的示踪方法和应用研究，重点研发新技术和新方法，探索地表及海洋过程中重要元素同位素地球化学体系的对气候环境因素响应的机理。近年来在技术和应用研究两方面均取得了显著成绩：在技术研发方面，建立了高效率的珊瑚高精度元素比值分析方法，为我国珊瑚古气候重建研究的发展提供技术保障；建立和完善了各种介质低本底高精度硼同位素分析技术，引领我国海洋酸化历史重建研究；建立了稳定Sr同位素测试方法，为重新认识浅表地质过程中的Rb-Sr同位素体系提供研究手段。在理论及应用研究方面，发现了中全新世东亚季风的“温雨解耦”气候特征；发现了气候变化对海水pH值的控制效应，初步揭示了海洋酸化与人类排放CO2之间的关系；发现了化学风化过程中重质量同位素如Nd-Hf体系的分馏效应；拓展了沉积物的地球化学组成在气候环境演变研究中的应用。

【中文摘要】全新世气候变化是预测未来人类生存环境演变的重要依据，受到国际学术界的重视。本项目通过对新疆东部托勒库勒湖的研究，基于发表资料的归类筛选、代用指标现代过程研究和精确年代序列的建立，建立了研究区15kaBP以来气候环境变化的记录。认识了夏季风和西风显著影响区气候变化的空间差异，探讨了研究区对全球变化的具体响应过程。结果表明，亚洲内陆干旱区全新世气候变化具有较清晰的阶段性变化，大约8 cal kaBP 以前的早全新世气候干旱，8-4 cal ka BP 的中全新世气候湿润，从距今3.8 cal ka BP 以来，气候波动较大，但在晚全新世比早全新世湿润。研究表明，研究区内的粉尘变化与西伯利亚高压有着密切的关系，据此湖泊的粒度结果能够重建2.5-15calkaBP间西伯利亚高压的变 化历史，进一步指示大气环流的变化和对中亚地区粉尘排放的影响。粉尘活动的的峰值出现在11.8-11.1 cal ka BP, 10.6-8 cal ka BP, 6.1-4.9 cal ka BP和3.3-2.4 cal ka BP。本项目共发表论文9篇，其中SCI论文3篇。学位论文3篇。

【中文摘要】（1）通过气候重建资料和GCM模拟结果的对比分析，揭示了中国过去2000年温度变化的过程、幅度、周期、规律和动力学机制；建立了青藏高原海拔最高（4750米）的树轮年表，据此分别恢复了高原南部近400年、高原东南部及其毗邻地区以及整个青藏高原近600年来的温度变化历史，揭示了年代际温度变化特征，探讨了气候变化的驱动机制；证实青藏高原冰芯中氧同位素在年、十年至百年尺度上是温度变化的代用指标；开展了中国西部干旱区历史时期气候变化研究，建立了近2000年气候变化序列，阐明了其变化规律。首次建立了青藏高原中部过去150年以来分辨率为1年、过去550年以来分辨率为5年的花粉序列，据此高分辨率恢复了该区域小冰期以来的植被变化历史，分析了近550年来青藏高原中部植被变化对气候变化的响应机制。建立了过去2000年中国季风温冰川波动年表，揭示了季风温冰川年代-百年尺度的变化过程，深化了对中国季风温冰川短尺度变化规律的认识；揭示了中国北方干旱半干旱地区近2000年来沙尘事件与气候变化的关系，指出在年代至世纪时间尺度上，沙尘活动主要受气候变化的控制；从百年尺度证明青藏高原作为夏季热源驱动亚洲季风的事实.