福建漳浦赤湖海岸沙丘沙粒度特征及其环境意义

2014-10-24 15:46夏菁

夏菁

摘 要 基于海岸变迁历史地图和区域典型气候记录对比建立了剖面的年代学标尺,采用Mastersizer 2000型激光粒度仪测试剖面沉积的粒度特征,以剖面粒度参数作为代替海岸带化学风化强度、冬季风强弱变化的主要指标.通过对福建漳浦赤湖海岸沙丘剖面(CH)粒度特征分析,发现该剖面沉积具有海岸波浪作用和风力作用联合作用沉积的粒度特点,因此其粒度参数可能记录了海岸沙丘发育时期的海岸带环境演变历史.将CH剖面记录的近2 000年以来的海岸带气候环境变化历史划分为4个时期.其中,581~740 AD和930~1260 AD两个阶段分别对应我国的隋唐暖期和欧洲中世纪暖期;741~907 AD唐朝中后期至五代冷期以及1261 AD以来至小冰期结束的两个阶段也和前人研究得出的两个冷期相当.

关键词 海岸沙丘;粒度参数;风力作用;环境演变;福建漳浦

中图分类号 P532文献标识码 A文章编号 10002537(2014)03000707

早在20世纪80年代,竺可桢便引证了大量物候资料,建立了中国近五千年来的温度变化序列[1].近年来,众多学者利用冰芯[2]、树轮[34] 、湖泊[5]、历史文献资料[67]等各种记录载体对过去2 000年来的区域气候、环境变化进行了研究.葛全胜等[8]集成已有的高分辨率气候重建序列,分析了过去2 000年中国气候变化的主要特征、区域差异和已有重建结果的不确定性,并将中国秦汉以来的气候演变阶段划分为200 BC~180 AD、541~810 AD、931~1320 AD及20世纪4个暖期和181~540 AD、811~930 AD及1321~1920 AD 3个冷期,指出13~15世纪为我国气候由干向湿发展的转折点.对比竺可桢[1]和葛全胜等[8]的研究成果发现,两者主要分歧在于1000~1300 AD气候特征的认定,即中国是否存在明显的中世纪暖期?

海岸沙丘发育于世界各纬度海岸带,其形成是各种因素相互作用的结果.其中, 有充足的沙源供应、风况适宜的海岸带,以及趋于干冷的气候条件是海岸沙丘发育的主要因素[9].关于海岸沙丘的研究主要集中在海岸沙丘砂的粒度特征及其与海滩砂的对比、石英砂表面结构特征以及沉积构造等方面[1012],通过海岸沙丘的粒度特征来重建海岸带环境演变的研究还不多.虽然通过冰芯、树轮方法提取信息指代的区域范围较大,但并不适用于在海岸带等较狭窄区域和较为细致的波浪风力联合驱动的环境演变研究.而沉积物的粒度组成是表述碎屑沉积物特征的重要指标之一,可用以反演任何时空尺度范围沉积物形成的力学性质、物质来源和沉积环境等.福建地处我国华南沿海地区,是东亚夏季风活动的核心区域,也是海岸环境演变的敏感区域.本文拟通过福建东南海岸沙丘粒度参数特征分析,在年代学框架基础上,结合历史文献中的古气候古环境记载,并对比我国其他区域和全球典型古气候记录,重建福建海岸带古气候古环境变化历史,这对深入研究东南沿海环境演变规律具有重要意义.

1 研究区概况

漳浦县位于福建省东南沿海南端,在北纬24°6′~23°32′、东经117°35′~117°58′之间(图1).地质构造属于闽东南沿海断隆带,出露的基岩以燕山早期细粒花岗岩、黑云母花岗岩(γ25)和新近系玄武岩(N)为主,并分布上全新统江田组风积层(Q34jeol)、全新统长乐群海积层(Q4chm)等全新世晚第四纪松散沉积物.地貌类型以侵蚀剥蚀丘陵和侵蚀剥蚀台地为主,沿海分布海积平原和熔岩台地,属于闽南沿海丘陵台地平原区.地势由西北向东南倾斜,山脉河流与地势形成同一走向.地带性土壤为南亚热带赤红壤.漳浦属南亚热带海洋季风气候,年平均气温21 ℃,年平均降雨量1 524.7 mm左右.风向以东南风为主,西南风、西北风次之.

2 材料与方法

2.1 剖面特征

赤湖剖面(CH)位于福建漳浦县赤湖镇东南约1 km,地理坐标:N24°6′16.18″,E117°53′33.01″,海拔10 m.CH剖面毗邻前湖湾河口约1.3 km,位于注入前湖湾的大溪北岸约150 m,地表为北岸河口附近起伏和缓的灌草丛沙垄地,现代地面为以木麻黄为主的人工防风固沙林.整个剖面出露厚度约6 m,以疏松细砂、极细砂为主,发育明显的水平层理和交错层理(表1).

2.2 实验方法

在野外对CH剖面从深度6 m自下而上间隔2 cm等间距采样280个,编号CH001~CH280.在实验室进行样品处理与粒度测试过程如下:(1)取约4 g样品放入100 mL烧杯中,加入约5 mL 10%的H2O2溶液并加热使其充分反应去除有机质;(2)加入5 mL 10%的HCl溶液,加热,使其充分反应去除碳酸钙;(3)给烧杯注满蒸馏水后静置24 h,再抽取蒸馏水,重复几次直至溶液呈中性为止;(4)加入5 mL 0.05 mol/L的(Na2PO3)6溶液进行分散,正式上机测试前,对样品进行超声波振荡4~5 min,使样品有效分散;(5)采用英国Malvern公司生产的Mastersizer 2000激光粒度仪(粒径测量范围为0.02~2 000 μm)进行测量.每个样品重复测试3次,以检验其重复性,重复测量误差小于2%,最后取其平均值.

图1 福建漳浦赤湖剖面(CH)位置图

3 结果分析

3.1 剖面年代的确定

图2 (a)福建CH剖面>500 μm组分变化曲线;(b)近2 ka北半球太阳总辐照度变化曲线[15];(c)中国过去2 ka温度变化曲线[16]

Fig.2 (a) Fujian CH profiles>500 μm composition variation curve; (b) Total solar irradiance variation curve of the Northern Hemisphere in 2 ka[15]; (C) Temperature variation curve of the past 2 ka in China[16]

通过查阅福建东南沿海海岸变迁图[14],CH剖面的位置大致在汉岸线和宋岸线之间,因此可以确定其堆积发育的初始年代为汉朝至宋朝.将CH剖面各层段中大于500 μm组分含量变化与近2 ka以来北半球太阳辐照度[15]以及中国温度变化曲线[16]进行比较(图2),可以看出,各个曲线所反映的过去2 ka气候变化的趋势比较吻合.由此可以初步确定CH剖面应属于近2 ka的海岸沙丘沉积.

3.2 赤湖剖面(CH)总体粒度征

粒度分析显示(图3a),CH剖面粒度组成以中砂(250~500 μm)、细砂(125~250 μm)和粗砂(500~1 000 μm)为主,三者总含量达到901%.其中,中砂含量32.00%~55.56%,平均44.93%;细砂含量17.72%~59.44%,平均3432%;粗砂含量0.03%~34.75%,平均含量15.86%,变化较大.黏土、粉砂、极细砂和极粗砂的含量较小,其中,黏土含量0~2.25%,平均031%;粉砂含量0~4.47%,平均含0.60%;极细砂含量0.84%~7.47%,平均2.95%;极粗砂含量0~8.30%,平均1.03%.从剖面变化来看,各个粒度组分和粒度参数(图3b)的波动旋回变化都很明显,以剖面2.0 m、3.5 m、4.2 m、5.0 m为界,可以将剖面划分为5个层段.其中,2.0~3.5 m和4.2~5.0 m的黏土(<2 μm)、粉砂(2~63 μm)以及极粗砂(1 000~2 000 μm)的含量都明显多于其他层段,说明这两层经历了较强的动力搬运过程和化学风化作用,因此分选性较差、细粒组分较多.剖面自上往下,细砂(125~250 μm)含量逐渐增多,粗砂(500~1 000 μm)含量逐渐减少,反映了从古至今研究区海岸带的外动力强度逐步减弱的趋势.

沉积物粒度频率分布曲线能较直观地显示样品中所包含的粒度组分.从图4可以看出,CH剖面样品频率分布曲线的粒径分布区间大体一致,粒度分布相对集中,均呈单峰曲线,反映了相对简单的搬运沉积动力作用形式和较单一的物源.其中2.5 m处展开度最窄,分选最好,可能反映了很强的风力搬运作用.4.5 m处展开度最宽,分选较差,可能对应较强烈的风暴潮搬运作用和化学风化状况.

概率累计曲线可以反映沉积物搬运方式和粒度分布之间的关系,因而能较有效地辨识沉积物的搬运机制及解释沉积环境.从图5可以看出,CH剖面的概率累计曲线以跳跃组分占绝对优势,悬浮组分分布广泛,反映了较明显的风力搬运过程.跳跃组分区间大致为-2~3.5,区间较窄,斜率较大,反映出CH剖面以中细砂为主的粒度组成特征;较明显的悬浮组分说明,该沉积物区别于含有较多滚动组分以及极少量甚至缺失悬浮组分的海滩砂,而与现代风成砂较为相似.

CM图是判断沉积物不同搬运方式的一种重要方法.从图6可以看出,CH剖面各个层段样品C值的分布范围为400~1 600 μm,M值集中于200~400 μm;其中剖面最上段0.4~1.5 m和最下段5~6 m有明显的区别,5~6 m的C值和M值总体上均小于0.4~2 m段.0.4~1.5 m和1.5~3.5 m有NO段(滚动)和OP段(滚动和悬浮),以滚动搬运为主,滚动组分与悬浮组分相混合,搬运动力相对较强.3.5~4.3 m既具有OP段(滚动和悬浮),又具有PQ段(悬浮和滚动),以悬浮搬运为主,但含有少量滚动搬运组分.4.3~6 m以PQ段(悬浮和滚动)为主 . 总体来看,CH剖面下段的搬运动力强于上段,并且从福建漳浦海岸线变迁图[14]可以看出,CH剖面所在位置在汉唐时期为水下环境,宋朝至今为岸上环境,且离海岸线越来越远.由此可以推测,CH剖面下段可能以海岸波浪作用为主,上段主要表现为风暴潮作用和海岸风力作用联合影响.

3.3 赤湖剖面(CH)沙质沉积的成因判别

将CH剖面沙质沉积的粒度参数与中国海岸风成砂(ZGW)[17],中国海滩砂(ZGB)[18]的粒度参数进行对比(表2)可知:CH剖面砂的平均粒径(MZ)比中国海岸风成沙和海滩砂都小,说明CH剖面搬运介质的平均动能较小;从标准偏差(σi)来分析,CH剖面砂的分选性从好到极好;偏度(SK)从很负偏到正偏,总体呈近对称分布;峰态(KG)从平坦到很尖锐,平均来说为中等峰态.根据以上对比可知,CH剖面砂质沉积的综合粒度特征,既继承了海滩砂的沉积特点,同时也反映了风积砂的沉积特点.

3.4 赤湖剖面(CH)粒度气候环境记录的综合对比

福建海岸带海岸沙丘砂中>500 μm的组分可以指代海岸带波浪和风力的联合作用,而其变化可能间接反映了区域冬夏季风强弱变化,继而可能指示了东亚乃至北半球的温度变化.此外,CH剖面中的黏粒含量、红化作用应当与化学风化强度成正比.因此,CH剖面B层(1.5~2.0 m)和E层(5.5~5.8 m)黏粒含量较高、呈现棕褐色的细砂层,即前人所指出“老红砂”层,应该对应研究区海岸环境演变历史上的两个气候暖期.

本文以CH剖面>500 μm组分作为海岸带波浪和风力联合外动力强度变化的代用指标,与湖北和尚洞石笋δ18O变化曲线[19]综合对比,并结合前人关于中国历史时期环境考古记录以及同期其他地质记录的综合分析,将CH剖面记录的2 000年以来海岸带的气候环境变化分为以下4个阶段(图7):

阶段Ⅰ:6.0~4.3 m,年代大致在隋唐时期,约为581~740 AD.此阶段包含5.8~5.5 m淡红棕色的“老红砂”层.该阶段砂层黏土、粉砂、粗砂、极粗砂含量都比其他层段高且含量波动明显,而细砂和中砂含量相对比较低.从粒度组分可以看出,6.0~4.3 m层段又可以分为两个亚层,其中4.3~5.0 m黏土、粉砂、粗砂和极粗砂含量都更高,分选性差,可能反映气候温暖,风暴潮作用频繁,化学风化强烈.5.0~6.0 m峰态较尖锐,应该是风力搬运堆积作用所致.4.3~5.0 m峰态较平坦,可能是受到海岸带波浪和风力联合作用的结果,说明581~740 AD气候温暖程度有逐渐增加的趋势,海平面上升.竺可桢[1]指出“隋唐统一时代,气候变得暖和,公元650、669和678年的冬季,国都长安无雪无冰.8 世纪初期,梅树生长于皇宫.唐朝时代,生长季节也似乎比现在长.”葛全胜等[20]指出“与1961~2000年相比,公元601~920年冬半年平均温度高约0.22 ℃.”

阶段Ⅱ:4.3~3.5 m,年代为唐朝中后期(741~907 AD)及五代前期(907~930 AD).从灰白色细砂层和棕黄色粗砂层交替旋回沉积到灰黄色和灰棕色中细砂层为主,沉积层倾角变大,表现为典型的风成沙丘沉积构造断面.其中,中砂含量35.58%~53.93%,平均40.08%,细砂含量19.29%~48.61%,平均33.35%.粗砂和极粗砂的含量显著减少,分选性良好.说明本阶段海岸带总体上冬季风很强,可能反映寒冷的气候环境.满志敏[7]统计,唐代(756~907 AD)寒冬数大约是618~755 AD的2倍多.在815 AD冬季,九江附近的江面甚至出现冻结(现九江一带是中国河流出现冰情的南界).

阶段Ⅲ:3.5~1.5 m,包含深度1.5~2.0 m典型的红棕色“老红砂”层,形成年代大致为五代后期至南宋中晚期(930~1260 AD).该阶段砂层黏土、粉砂和极粗砂含量都有明显增加.从CM图分析可知,此层段砂物质搬运的主要方式是滚动,分选性较差,说明可能受到海岸带强烈波浪作用.可能反映了气候温暖、热带气旋活动频繁的海岸环境.从沉积序列上看,本段“老红砂层”的形成年代为中世纪暖期(MWP).葛全胜[21]指出“11世纪我国东中部地区冬半年品均气温较今高约0.3~0.4 ℃”;王绍武等[22]认为,公元10~11世纪我国东部地区平均气温至少与现代相当.

阶段Ⅳ:0~1.5 m为灰黄色细砂,年代大概为明清小冰期(LIA)以来.以中砂和细砂为主,其中中砂含量37.20%~49.46%,平均42.76%.细砂含量19.77%~36.95%,平均27.05%.在0.4~0.8 m层段内,黏土和粉砂的含量显著增多,原因可能是接近地表,受人为农业耕作、成壤作用干扰所致.前人研究表明,明代中国东中部地区气候总体偏冷,1350~1650年冬半年气温平均比现今低0.25 ℃[23].由于气候转寒,16世纪后福建经济林木频受冻害.例如1501年冬,福建莆田“冰结厚半寸,荔枝冻枯”[24].

图3 福建漳浦CH剖面不同粒级含量(a)和粒度参数(b)随深度的变化特征

Fig.3 The characteristics of different grain size fraction and parameter change with depth on CH profile

图4 福建漳浦CH剖面典型样品频率曲线比较图5 CH剖面典型样品概率累计曲线

Fig.4 The comparison of typical samples frequency curves in Fig.5 The cumulative probability curves of CH profile typical samples

CH profile, Zhangpu county, Fujian province

图6 福建漳浦CH剖面各个层段样品CM图比较

Fig.6 CM pattern of each interval samples in CH profile, Zhangpu county, Fujian province

图7 福建CH剖面>500 μm组分与湖北和尚洞石笋δ18O[29]对比

Fig.7 Comparison between Fujian CH profile>500 μm fraction and the content of δ18O from Heshang cave

4 初步结论

1)福建漳浦赤湖海岸沙丘剖面(CH)总体上以中砂、细砂和粗砂为主,平均粒径(MZ)为1.24~2.26,平均为1.74,标准偏差(σi)-1.35~0.50,平均为-0.73,分选性好到极好;偏度(SK)-0.35~0.21,平均为-0.01,从很负偏到正偏,总体呈近对称分布;峰态(KG)0.87~1.87,平均为0.95,从平坦到很尖锐,平均为中等峰态,反映了海岸带波浪作用和风力作用交替作用下发育的海岸沙丘的粒度特征.

2)对比CH剖面>500 μm组分含量变化曲线与漳浦海岸带变迁历史地图和全球典型气候记录,建立剖面年代标尺,结合湖北和尚洞石笋δ18O含量变化气候曲线、历史文献记载和东部地区的同期地质记录,可将CH剖面记录的两千年来的海岸带气候环境变化分为4个阶段,其中包括两个暖期581~740 AD、930~1260 AD;741~907 AD、1261 AD以来,分别对应我国唐朝中后期至五代前期的冷期以及小冰期主要寒冷阶段.

参考文献:

[1] 竺可桢.中国近五千年来气候变迁的初步研究[J].中国科学:A辑, 1973(2):168189.

[2] 姚檀栋,徐柏青.青藏高原过去2000年来气候环境变化研究[J].科技导报, 2005,23(1):1417.

[3] 刘晓宏,秦大河,邵雪梅,等,祁连山中部过去近千年温度变化的树轮记录[J].中国科学:D辑, 2004,34(1):8995.

[4] 靳立亚,秦宁生,勾晓华,等.青海南部高原近45年来春季最高气温序列及其时变特征[J].第四纪研究, 2005,25(2):193201.

[5] 吴敬禄,刘建军,王苏民.近1500年来新疆艾比湖同位素记录的气候环境演化特征[J].第四纪研究, 2004,24(5):585590.

[6] PFISTER C, LUTERBACHER J, SCHWARZZANETTI G, et al. Winter air temperature variations in western Europe during the early and high middle ages (AD 7501300) [J].Holocene, 1998,8(5):535552.

[7] 满志敏.关于唐代气候冷暖问题的讨论[J].第四纪研究, 1998,18(1):2030.

[8] 葛全胜,郑景云,郝志新,等.过去2000年中国气候变化的若干重要特征[J].中国科学:地球科学, 2012,42(6):934942.

[9] 李志文,李保生,王丰年.海岸沙丘发育机制之研究现状评述[J].中国沙漠, 2011,31(2):357366.

[10] 董玉祥.海岸现代风成砂粒度参数特征的研究—以中国温带海岸为例[J].沉积学报, 2002,20(4):656662.

[11] 祁兴芬,庄振业,韩德亮,等.秦皇岛市海岸风成沙丘的研究[J].中国海洋大学学报, 2004,34(4):617624.

[12] 董玉祥.中国的海岸风沙研究:进展与展望[J].地球科学进展, 2006,25(2):2635.

[13] 成都地质学院陕北队.沉积岩(物)粒度分析及其应用[M].北京:地质出版社, 1978.

[14] 福建省地方志编撰委员会.福建历史地图集[M]. 福州:福建地图出版社, 2004.

[15] STEINHILBER F, ABREU J A, BEER J, et al. 9 400 years of cosmic radiation and solar activity from ice cores and tree rings[J]. Proc Nat Acad Sci, 2012,109(16):59675971.

[16] YANG B, BRAEUNING A, JOHNSON K R, et al. General characteristics of temperature variation in China during the last two millennia[J].Geophys Res Lett, 2002,29(9):381384.

[17] 董玉祥.国内外海岸风成砂粒度参数特征的比较与分析[J].中山大学学报:自然科学版, 2003,42(4):110113.

[18] 曹惠美,蔡 锋,苏贤泽.华南沿海若干砂质海滩沉积物粒度特征的分析[J].海洋通报, 2005,24(4):3645.

[19] HU C Y, HENDERSON G, HUANG J H, et al. Quantification of Holocene Asian monsoon rainfall from spatially separated cave records[J].Earth Planet Sci Lett, 2008,226(34):221232.

[20] 葛全胜,刘浩龙,郑景云,等.隋唐时期东中部地区温度变化的重建(601~920年)[J].科学通报, 2010,55(31):30483052.

[21] 葛全胜.中国历朝气候变化[M].北京:科学出版社, 2011.

[7] 满志敏.关于唐代气候冷暖问题的讨论[J].第四纪研究, 1998,18(1):2030.

[8] 葛全胜,郑景云,郝志新,等.过去2000年中国气候变化的若干重要特征[J].中国科学:地球科学, 2012,42(6):934942.

[9] 李志文,李保生,王丰年.海岸沙丘发育机制之研究现状评述[J].中国沙漠, 2011,31(2):357366.

[10] 董玉祥.海岸现代风成砂粒度参数特征的研究—以中国温带海岸为例[J].沉积学报, 2002,20(4):656662.

[11] 祁兴芬,庄振业,韩德亮,等.秦皇岛市海岸风成沙丘的研究[J].中国海洋大学学报, 2004,34(4):617624.

[12] 董玉祥.中国的海岸风沙研究:进展与展望[J].地球科学进展, 2006,25(2):2635.

[13] 成都地质学院陕北队.沉积岩(物)粒度分析及其应用[M].北京:地质出版社, 1978.

[14] 福建省地方志编撰委员会.福建历史地图集[M]. 福州:福建地图出版社, 2004.

[15] STEINHILBER F, ABREU J A, BEER J, et al. 9 400 years of cosmic radiation and solar activity from ice cores and tree rings[J]. Proc Nat Acad Sci, 2012,109(16):59675971.

[16] YANG B, BRAEUNING A, JOHNSON K R, et al. General characteristics of temperature variation in China during the last two millennia[J].Geophys Res Lett, 2002,29(9):381384.

[17] 董玉祥.国内外海岸风成砂粒度参数特征的比较与分析[J].中山大学学报:自然科学版, 2003,42(4):110113.

[18] 曹惠美,蔡 锋,苏贤泽.华南沿海若干砂质海滩沉积物粒度特征的分析[J].海洋通报, 2005,24(4):3645.

[19] HU C Y, HENDERSON G, HUANG J H, et al. Quantification of Holocene Asian monsoon rainfall from spatially separated cave records[J].Earth Planet Sci Lett, 2008,226(34):221232.

[20] 葛全胜,刘浩龙,郑景云,等.隋唐时期东中部地区温度变化的重建(601~920年)[J].科学通报, 2010,55(31):30483052.

[21] 葛全胜.中国历朝气候变化[M].北京:科学出版社, 2011.

[7] 满志敏.关于唐代气候冷暖问题的讨论[J].第四纪研究, 1998,18(1):2030.

[8] 葛全胜,郑景云,郝志新,等.过去2000年中国气候变化的若干重要特征[J].中国科学:地球科学, 2012,42(6):934942.

[9] 李志文,李保生,王丰年.海岸沙丘发育机制之研究现状评述[J].中国沙漠, 2011,31(2):357366.

[10] 董玉祥.海岸现代风成砂粒度参数特征的研究—以中国温带海岸为例[J].沉积学报, 2002,20(4):656662.

[11] 祁兴芬,庄振业,韩德亮,等.秦皇岛市海岸风成沙丘的研究[J].中国海洋大学学报, 2004,34(4):617624.

[12] 董玉祥.中国的海岸风沙研究:进展与展望[J].地球科学进展, 2006,25(2):2635.

[13] 成都地质学院陕北队.沉积岩(物)粒度分析及其应用[M].北京:地质出版社, 1978.

[14] 福建省地方志编撰委员会.福建历史地图集[M]. 福州:福建地图出版社, 2004.

[15] STEINHILBER F, ABREU J A, BEER J, et al. 9 400 years of cosmic radiation and solar activity from ice cores and tree rings[J]. Proc Nat Acad Sci, 2012,109(16):59675971.

[16] YANG B, BRAEUNING A, JOHNSON K R, et al. General characteristics of temperature variation in China during the last two millennia[J].Geophys Res Lett, 2002,29(9):381384.

[17] 董玉祥.国内外海岸风成砂粒度参数特征的比较与分析[J].中山大学学报:自然科学版, 2003,42(4):110113.

[18] 曹惠美,蔡 锋,苏贤泽.华南沿海若干砂质海滩沉积物粒度特征的分析[J].海洋通报, 2005,24(4):3645.

[19] HU C Y, HENDERSON G, HUANG J H, et al. Quantification of Holocene Asian monsoon rainfall from spatially separated cave records[J].Earth Planet Sci Lett, 2008,226(34):221232.

[20] 葛全胜,刘浩龙,郑景云,等.隋唐时期东中部地区温度变化的重建(601~920年)[J].科学通报, 2010,55(31):30483052.

[21] 葛全胜.中国历朝气候变化[M].北京:科学出版社, 2011.