面对前所未有的全球变暖威胁，20世纪80年代末提出的全球变化和地球系统科学思想将第四纪古气候学置于全新的范式框架。本书（第三版）在此背景下，对第四纪气候变化记录进行了全方位综括，内容系统完备，阐释详实，行文逻辑严整，起转畅达，同类著作中难觅其俦。全书在系统论述古气候记录重建、气候系统与驱动机制和定年技术的基础上，详尽阐述了用于重建古气候的各类记录和指标。针对每一类记录，作者都阐明了如何通过各种代用指标提取古气候信息，如何构建时间标尺、使用哪些校正技术等，并着力揭示重建的指标序列与全球变化的深刻关联。

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中国科学院青年科学家奖，2001年 中国地质学会第六届青年地质科技奖，1998年 中国第四纪科学研究会第一届第四纪研究青年科学家奖，1997

目录
致谢
序
第三版前言
第1章 古气候重建 1
1.1 引言 1
1.2 古气候信息来源 3
1.3 古气候分析层级 7
1.4 古气候的模拟研究 8
第2章 气候与气候变化 10
2.1 气候与气候变化的性质 10
2.2 气候系统 13
2.3 反馈机制 19
2.4 地球及其大气圈的能量平衡 21
2.5 气候变化时间尺度 26
2.6 地球轨道参数变化 29
2.7 太阳驱动 37
2.8 火山驱动 41
第3章 定年方法一 45
3.1 引言与概述 45
3.2 放射性同位素方法 46
3.2.1 放射性碳定年 48
3.2.2 钾-氩定年（40K/40Ar） 67
3.2.3 铀系定年 69
3.2.4 释光定年：原理与应用 73
3.2.5 表面暴露定年 79
3.2.6 裂变径迹定年 80
第4章 定年方法二 82
4.1 古地磁 82
4.1.1 地磁场 82
4.1.2 岩石与沉积物的磁化 83
4.1.3 古地磁时间标尺 84
4.1.4 地磁漂移 85
4.1.5 相对古强度变化 86
4.1.6 地磁场长期变化 88
4.2 化学变化相关的定年方法 89
4.2.1 氨基酸定年 89
4.2.2 黑曜石水合定年 99
4.3 火山灰年代学 100
4.4 生物定年方法 103
4.4.1 地衣测年法 104
4.4.2 树轮年代学 108
第5章 冰心110
5.1 引言 110
5.2 稳定同位素分析 113
5.2.1 水的稳定同位素：测量与标准化 113
5.2.2 大气降水氧-18 含量 115
5.2.3 冰心稳定同位素记录的影响因素 115
5.2.4 氘过剩 121
5.3 冰心定年 123
5.3.1 放射性同位素方法 123
5.3.2 季节变化与期次事件 124
5.3.3 理论模型 132
5.3.4 年代地层学对比 133
5.4 冰心古气候重建 134
5.4.1 格陵兰冰心记录 134
5.4.2 南极洲冰心记录 140
5.4.3 极地冰心记录的过去大气成分 146
5.4.4 冰心的温室气体记录 148
5.4.5 低纬冰心记录 153
第6章 海洋沉积 158
6.1 引言 158
6.2 海洋岩心生物物质的古气候信息 159
6.3 钙质海洋动物氧同位素研究 162
6.3.1 海洋同位素组成 162
6.3.2 氧同位素地层学 171
6.3.3 轨道调谐 173
6.3.4 轨道驱动：海洋记录证据 178
6.3.5 海平面变化与δ18O 179
6.4 相对丰度研究重建古温度 182
6.5 沉积物地球化学古温度重建 184
6.5.1 烯酮重建古温度 184
6.5.2 TEX86和长链二醇重建古温度 187
6.5.3 IP25和相关海冰指标 190
6.5.4 Mg/Ca比重建古温度 193
6.6 末次冰盛期（LGM）海洋状况 194
6.7 海洋沉积无机物的古气候信息 198
6.8 海洋温盐环流 202
6.8.1 海洋示踪指标 205
6.9 大气二氧化碳变化：海洋的作用 210
6.10 气候突变 214
6.10.1 海因里希事件 218
第7章 黄土 227
7.1 黄土-古土壤序列年代学 231
7.2 黄土-古土壤序列古气候意义 233
第8章 石笋 237
8.1 石笋同位素变化 239
8.2 石笋记录的热带和亚热带古气候变率 241
8.3 石笋与冰期终止 243
8.4 千年至百年尺度变化 246
8.5 晚冰期和全新世记录 247
8.6 最近2000 年石笋记录 252
8.7 石笋生长期的古气候信息 255
8.8 石笋对海平面变化的指示 257
第9章 湖泊沉积 260
9.1 沉积学与无机地球化学 261
9.2 纹层 262
9.3 花粉、大化石和植硅体 265
9.4 介形类 265
9.5 硅藻类 266
9.6 稳定同位素 269
9.7 有机生标 274
第10章 其他陆相地质证据 279
10.1 引言 279
10.2 冰缘特征 279
10.3 雪线与冰川活动阈值 283
10.3.1 雪线和平衡线高度（ELAs）的气候与古气候解释 285
10.3.2 过去雪线的年龄 287
10.4 山地冰川波动 289
10.4.1 冰川波动证据 290
10.4.2 冰川前缘位置记录 291
10.5 湖面波动 294
10.5.1 水文平衡模型 296
10.5.2 水文-能量平衡模型 299
10.5.3 湖面波动的区域模式 299
第11章 昆虫及大陆地区的其他生物证据 304
11.1 引言 304
11.2 昆虫 304
11.2.1 鞘翅目化石古气候重建 306
11.2.2 水生昆虫古气候重建 309
11.3 植物大化石重建的过去植被分布 313
11.3.1 北极树线波动 313
11.3.2 高山树线波动 317
11.3.3 低树线波动与啮齿类粪堆 319
11.4 泥炭 323
第12章 花粉 327
12.1 引言 327
12.2 花粉分析基础 329
12.2.1 花粉粒特征 329
12.2.2 花粉产率与传输：花粉雨 330
12.2.3 化石花粉来源 331
12.2.4 样品制备 332
12.2.5 花粉分析：花粉图谱 332
12.2.6 花粉图谱分带 334
12.3 花粉雨对植被组成和气候的表征 334
12.3.1 现代花粉数据图 335
12.3.2 植被变化制图：等值线与等时线 338
12.3.3 植被对气候变化响应有多快？ 342
12.4 基于花粉分析的古气候定量重建 344
12.5 第四纪花粉长记录的古气候重建 350
12.5.1 欧洲 351
12.5.2 哥伦比亚萨瓦纳-德波哥大 354
12.5.3 中美洲低地 356
12.5.4 亚马孙地区 358
12.5.5 赤道非洲和撒哈拉以南非洲 360
12.5.6 西伯利亚东北部 363
第13章 树轮 366
13.1 引言 366
13.2 树轮气候学基础 366
13.2.1 样本选取 368
13.2.2 交叉定年 370
13.2.3 轮宽数据标准化 373
13.2.4 分异 379
13.2.5 树轮数据校正 380
13.2.6 气候重建验证 386
13.3 树轮气候重建 387
13.3.1 北半球温度重建 388
13.3.2 干旱重建 389
13.3.3 大气环流模态重建 394
13.3.4 野火与树轮气候学 396
13.4 同位素树轮气候学 398
13.4.1 δ18O和δ2H 398
13.4.2 δ 13C 400
第14章 珊瑚 402
14.1 过去气候的珊瑚记录 402
14.2 珊瑚生长速率重建的古气候 407
14.3 珊瑚释光 407
14.4 珊瑚δ18O 408
14.5 珊瑚δ13C 410
14.6 珊瑚Δ14C 411
14.7 珊瑚微量元素 411
14.8 珊瑚化石记录 413
第15章 历史文献 416
15.1 引言 416
15.2 历史记录及其解释 417
15.2.1 历史时期天气观测 421
15.2.2 天气相关自然现象的历史记录 424
15.2.3 物候与生物记录 428
15.3 历史记录的区域研究 433
15.3.1 东亚 434
15.3.2 欧洲 437
15.4 气候驱动因素的记录 439
15.5 最近1000年气候范式 442
附录A 放射性碳定年进阶 446
A.1 放射性碳年龄计算与标准化程序 446
A.2 分馏效应 447
附录B 古气候学互联网资源 450
参考文献 451
索引 556