对2021年8月和2022年1月在大亚湾海域相同站位采集的表层沉积物进行了详细的硅藻分析，发现两次采集的表层沉积物中硅藻群落特征存在明显的差异，并尝试探讨了这种季节性差异与当地海洋环境季节性变化的关系。研究结果显示，大亚湾夏季沉积硅藻平均丰度(2.36×106个/g)略高于冬季(2.12×106个/g)，但夏季硅藻丰度由湾顶向湾口逐渐增加，而冬季硅藻丰度由湾顶向湾口递减。进一步分析表明东亚季风转换引起的水团和环流结构的季节性变化是造成大亚湾硅藻丰度及分布模式出现季节性差异的主要因素。在硅藻属种组成的分布上，本研究结果显示浮游硅藻在表层沉积物中的空间分布与水温的变化有较好的相关性，而底栖硅藻的分布则与水深和水动力条件联系更为密切，因此大亚湾水温分布的季节性差异导致了表层沉积物中浮游硅藻分布的季节性差异，而底栖硅藻空间分布的季节性差异则相对较小。本研究表明在高生产力水平和高沉积速率的近岸海域，表层沉积硅藻群落特征可能反映的仅仅是短期甚至一个季节的水体环境信息，而非长期累积的结果；在近岸高生产力且水体相对稳定的海域，高分辨率的沉积硅藻记录具有揭示高时间分辨率乃至季节性的海洋环境变化信息的潜力。
印度洋卡尔斯伯格洋脊西南侧具有特殊的风尘沉积模式，为进一步了解该区域的沉积特征以及对印度洋季风的响应，对采自该洋脊西南侧的CJ09-19号柱状沉积物开展了黏土矿物、粒度和AMS14C年代分析，探讨了27 kaBP以来卡尔斯伯格洋脊西南侧黏土矿物的物质来源、演变过程和主控因素。研究表明该岩芯沉积物主要为钙质粉砂，以有孔虫为主要成分，黏土组分平均含量为23%，其中黏土矿物以伊利石为主，其次为蒙皂石，高岭石和绿泥石含量较少，还出现了少量坡缕石；该岩芯黏土矿物主要来自阿拉伯半岛和非洲东北部地区。末次冰期以来经历了3个阶段：阶段I(26.9～19 kaBP)以混合物源为主，阶段II(19～11 kaBP)主要来源于阿拉伯半岛，阶段III(11～0 kaBP)主要来源于阿拉伯半岛和非洲东北部地区。物源的演变主要受控于印度洋西南季风的强度。研究发现坡缕石/伊利石峰高比值能够指示印度洋西南季风强度的变化，可作为印度季风替代性指标的补充。
为揭示近百年来干旱区湖泊沉积的尘暴记录和环境演化历史，本文通过对中亚咸海沉积岩芯的粒度和元素及其流域不同类型表层沉积物粒径进行了分析，结合放射性同位素210Pb和137Cs测年，阐述近120年来咸海流域风沙活动、环境变化及其原因。粒度及其参数、主成分分析、频率曲线及端元模型结果表明，众数数值66.9μm代表了地表风沙侵蚀的粒径阈值。约在1935—1955年，由于区域风的强度和频率增强，以及农业活动导致了沙地活化，尘暴频发，强烈的风沙活动携带的大量粗颗粒(>24.1μm)物质在湖区沉积。咸海沉积物的粒度组成特征记录了这一时期的流域沙尘事件。研究结果与监测数据和历史文献记录一致。化学元素沉积记录结果表明，近120年来咸海的环境变化可分为4个阶段：(1) 1900—1935年，Al、Fe、K、Ti、Mn、V、Zn、Cr、Co、Ni、Cu、As、Cd和Pb含量较高，指示较强的人类活动；(2) 1935—1955年，Ca、Sr和As升高，而Al、Fe、K、Na、Ti、Mn、V、Zn、Cr、Co、Ni、Cu、Cd和Pb含量降低，粒径显著增大，表明受到了风沙活动的影响；(3) 1955—2000年，Al、Ca、Fe、K、Ti、 Mn、 V、 Zn、 Cr、 Co、 Ni、 Cu和Pb含量波动明显，总体呈现先升高再降低的趋势，与区域不同强度的工农业活动有关；(4) 2000—2019年，自然蒸发作用占主导因素，Sr和Na含量显著升高。本研究为解析干旱区尘暴记录的粒径表型特征以及化学元素来源与环境演化等提供了有效的方法途径和科学依据。
海洋温度的重建对准确评估近2 000年来的全球温度变率和未来全球变暖至关重要。本文以取自台湾东北部外海域的TWNCY-4岩芯为材料，通过浮游有孔虫Globigerinoides ruber壳体的Mg/Ca比值，重建了晚全新世区域表层海水温度（SST）的演化序列。同时，结合已有的厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）活动记录分析了近2 700 aBP以来冲绳海槽西南端SST的演变历史及其与热带过程间的联系。结果显示晚全新世该区SST呈现了先缓慢下降（2 743～1 080 aBP）、再快速上升（1 080～557 aBP），而后再次缓慢下降（557 aBP至今）的演变模式。尽管SST的频谱分析结果显示了典型的百年周期，但其演变过程明显不同于北半球温度和周边海域SST记录中典型的百年尺度冷暖波动，而是与热带西太平洋晚全新世以来的SST记录相当。对比发现SST的变化与众多记录中晚全新世ENSO的活动过程较为一致，特别是1 330 aBP以来SST的异常与El Niño发生频率和强度的变化相当吻合。分析表明，ENSO通过调控黑潮的强弱驱动了全新世晚期冲绳海槽西南端SST演变过程，显示了低纬过程在热带西太平洋热量向中高纬输运中的关键作用。
大洋深部氧化还原条件是诊断大洋深部碳储存、释放的重要参数，在排除/扣除有机质耗氧的基础上，其主要指示大洋深部流通状况。然而，多数研究没有考虑侧向流通和垂向流通的解耦，而笼统地用该指标指示总体或侧向流通，这在垂向流通发育的海区(如南大洋)可能并不正确。针对该科学问题，本文在利用岩芯物理参数划分南极罗斯海IODP 374航次U1524A孔冰期-间冰期旋回基础上，通过蛋白石/Ti、氧化还原敏感元素比值(Mn/Ti和Mo/Ti)和ln(Zr/Rb)分别重建了生产力、深部氧化还原条件和底流流速强度(即侧向流通状况)记录。研究发现，中—晚更新世南极罗斯海生产力、深部氧化还原条件和侧向流通状况表现出明显的冰期旋回特征：冰期低氧化强度(即亚氧化条件)对应低生产力和强侧向流通状况；间冰期高氧化强度(即氧化条件)对应高生产力和弱侧向流通状况。将上述记录与表征环极深层水垂向上涌的南极绕极流强度记录对比，结果表明垂向流通是深部氧化还原条件的主控因素。具体机制为冰期时西风带北移，同时南极绕极流减弱和海冰扩张，导致环极深层水上涌减弱，从而减弱深部相对氧化强度和深部对大气的碳释放，最终贡献大气p CO2降低。该研究表明，中—晚更新世南大洋深部氧化还原条件指示垂向流通状况，这暗示需谨慎利用大洋深部氧化还原条件笼统地反演深部流通状况。
滨海湿地是高效的碳汇系统，但海平面上升或人类活动引起的生态系统盐分的重新分配对植物光合作用的影响未得到充分研究。本研究选取黄河三角洲湿地低、中、高盐度分别为1.1、7.1以及16.1 psu样地的芦苇为研究对象，采用新一代光合测量仪，开展不同季节芦苇生长特征、叶绿素含量、光合特征参数等调查监测及光响应和CO2响应试验研究。结果表明，盐度限制了芦苇株高、基径的生长，且高盐使芦苇株高生长期滞后。此外，在平均环境温度高于芦苇光合作用的适宜温度25℃的7月，中、高盐度环境显著降低了芦苇光合速率Pn，但在平均温度较低的9月，高盐环境芦苇的Pn显著高于较低盐度环境。特别地，中等盐度样地芦苇最大净光合速率(Pnmax和Anmax)比低、高盐度样地高出40.3%。该研究发现不仅暗示了未来海平面上升情景下分布于上三角洲平原淡水环境的芦苇湿地碳汇功能有增强趋势，而且对于相邻学科改良耐盐作物品种、恢复盐碱地生态系统具有重要意义。
在鄱阳湖入江水道两侧和赣江下游沿岸，广泛分布着一系列特定气候条件下形成的沙山，其发育的湖相沉积与风成沙互层沉积成为区域古气候环境重建的重要载体。本文以鄱阳湖西侧蓼花剖面的“湖相-古土壤-沙丘砂”沉积序列为研究对象，通过光释光和14C测年建立了年代序列，探讨末次冰期中晚期(48.8～14.5 ka)的古气候变化特征。粒度、磁化率和重矿物记录表明：(1)沙丘砂层磁化率低，平均粒径最粗，成熟度指数较低而风化指数和单矿物特征指数较高，表明风化程度较低，形成于寒冷干燥的冬季风强盛气候条件下；古土壤层磁化率高，Mz最细，ZTR指数较高，HW和GZi指数较低，说明风化程度较高，形成于温暖湿润的夏季风较强的气候环境；湖相层磁化率最低，Mz较细，ZTR指数较高而HW和GZi指数比其他沉积相低，形成于暖期的还原环境下，风化作用强烈。(2)剖面在末次冰期中晚期气候经历了显著的阶段性变化：早期(48.8～39.5 ka)为寒冷干燥期，冬季风强盛；中期(39.5～28.1 ka)转为温暖湿润期，夏季风占主导；晚期(28.1～14.5 ka)再次进入寒冷干燥期，但存在短暂的暖湿波动，为区域气候环境变迁研究提供了新依据。
基于北极海冰消退与阿拉斯加近海勘探活动增多的背景，探讨楚科奇海与阿拉斯加内陆环境地震噪声特征的海陆差异。利用第九次北极科学考察获取的楚科奇海OBS观测数据及阿拉斯加地震台站连续波形数据，采用功率谱密度与概率密度函数方法分析噪声的时间与频段分布特征，并结合海冰密集度、海浪、河流与人类活动信息对噪声来源进行识别与归因。在微地震带，楚科奇海在有冰期与无冰期的环境地震噪声强度差异明显：海冰覆盖抑制双频微震能量，而无冰期海浪活动增强使微震噪声显著上升。阿拉斯加内陆台站的双频微震峰值季节性变化与远源北冰洋风暴相关，在夏、秋季峰值周期略有缩短。短周期范围内，楚科奇海OBS记录到海浪与浮冰碰撞产生的间歇性高能量噪声，内陆台站则易受到河流湍流及人类活动的综合影响，表现出明显的季节性和日变化规律。长周期范围内，楚科奇海环境地震噪声强度较高，与海底洋流有关，而内陆台站此周期范围噪声整体较低且平稳。
重砂鉴定法与化学分析法是计算滨海金属砂矿地质品位的两种常用方法，然而其计算结果往往存在显著差异，易导致勘查风险，影响我国滨浅海锆、钛等关键金属资源的开发利用。本文以辽东湾海域采集的表层和柱状样品为基础，通过重矿物鉴定、化学分析和粒度分析，采用两种方法换算锆石品位并进行比较。结果表明，重砂鉴定法换算的锆石品位值域范围较小、平均值较低但变异系数较大，且两种方法高值点的空间分布相关性较弱。分析认为，这种差异主要源于样品选取、假设前提和应用条件的不同。重砂鉴定法存在鉴定粒度范围受限导致的粒度代表性问题、现有计算公式假设误差问题以及计算公式参数交互效应引发的品位变异增大问题；化学分析法则面临细粒级锆石无法利用的问题、参数运用错误或缺失的问题，以及轻矿物中赋存Zr元素带来的高本底值和误差问题。为提升换算结果的可靠性，建议根据具体目标有针对性地选取测试与计算方法，结合多种分析手段进行结果验证，同时引入新技术与更完善的模型，以优化滨海金属砂矿勘查的精度与效率。
古水文是研究评估流域灾害风险的重要历史参照。以黄河前套盆地土默特右旗段1个深约19 m的钻孔岩芯(TMZ05)为载体，通过对沉积物粒度和元素等指标的分析，构建了粒度的U值(p(16～80μm)/p(2～16μm))、粒度端元组分的FEI值((p EM4+p EM5)/(p EM3+p EM4+p EM5))以及元素ln(Zr/Rb)值作为古水文强度的代用指标，基于光释光和AMS14C测年技术，重建了该区19 ka以来古水文的演变过程，进而探讨了区域古水文演化阶段及其对气候系统的响应关系。结果发现，末次冰盛期以来该区古水文事件的频率和幅度呈现出总体降低的趋势，在阶段性上表现出18.5～14 ka与8.5～6 ka古水文为低频低幅的特征，而14～8.5 ka古水文为强烈的高频高幅的变化，6 ka之后，古水文的强度和变率呈上升的趋势。FEI和ln(Zr/Rb)指标具有更高的分辨率，揭示了5个古水文事件的高频高幅期，即19～16.5 ka、14～11.7 ka、11～9.7 ka、9.4～8.5 ka和4.2～1.6 ka，期间黄河流域的灾害性洪水事件频发。综合区域古环境数据的对比，发现古水文高频高幅的时段即黄河流域洪水灾害的频发总体对应于气候系统的转型时段，说明水文气候系统的不稳定性会影响河道形态的平衡。