中国古环境研究成果在国际上产生重大影响

　　2003年度国家最高科学技术奖于2004年2月20日揭晓，中国科学院地质与地球物理研究所研究员刘东生院士以第四纪环境科学与全球变化研究领域的杰出贡献而获此殊荣。

　　刘东生院士是国家自然科学基金积极倡导者和杰出的项目组织者，长期支持自然科学基金事业，是以自然科学基金项目为主并获得国际上有重要影响成果的第四纪地质与环境科学的著名科学家。他连续领导了两个国家自然科学基金重大基金项目“我国干旱半干旱区十五万年来环境演变的动态过程及发展趋势”和“中国季风区古环境演变机制及其与全球变化的动力学联系”的研究，均获得国际上重大影响的成果。

　　“我国干旱半干旱区十五万年来环境演变的动态过程及发展趋势”项目利用了我国黄土记录的天然资源优势和黄土研究过程中形成的学科与人才优势，以“过去全球变化（PAGES）”为主攻方向，根据我国的黄土-古土壤序列的环境记录，突破了第四纪四次大冰期的经典理论，建立第四纪古气候演化的多旋回学说，并使得黄土记录与深海记录、冰芯记录一起成为过去全球变化研究的三大支柱。

　　“中国季风区古环境演变机制及其与全球变化的动力学联系”项目从地球系统科学的角度，探讨各圈层的相互作用与过程，深入研究东亚季风的形成和演化。该项目取得了大量的原始数据资料和一系列富有创新性的研究成果，已于2003年12月结题验收，共计发表研究论文约200篇，其中SCI论文92篇（国际SCI刊物论文57篇）。主要创新性成果如下：

　　1）探讨并建立了古气候环境多种替代指标与气候环境参数间的转换函数关系，包括利用现代土壤和第四纪沉积物植硅体组合与古温度和古降水量、土壤有机质碳同位素组成与古降水量和古海拔高度、石笋微层厚度与古温度、湖泊沉积物氧同位素与古湖水盐度等等，并探讨了珊瑚14C浓度与El Nino的关系, 为定量半定量重建古气候环境提供了有效的工具。

　　2）通过黄土和玛珥湖沉积序列的深入研究，分别建立了25万年和7.5万年、1.3万年以来的高分辨率气候变化序列。通过石笋、树轮、湖泊年层和历史文献研究建立了最近2000年和500年分辨率达1-10年的古温度和古降水序列。同时分析了千年、百年和十年级气候波动与地球轨道要素、太阳活动特征的关系，以及相应的水热组合的特点与区域差异。

　　3）探讨了我国季风区末次冰盛期和全新世气候最佳期古沙漠分布界限和古植被类型的空间分布，为西部生态建设决策提供了重要的科学依据。对南方红土进行了较系统的研究，初步确定了南方红土的形成年代，揭示了红土形成的特征环境及其与高原隆升、古季风特征的关系。

　　4）通过黄土高原南北向剖面的粒度分析和数据处理，尝试区分冬季风和西风的粉尘搬运分量，探讨了冰期间冰期古风场特征和西风环流强度及其空间的迁移过程。根据湖光岩玛珥湖沉积物中>0.185mm石英颗粒含量，反演了最近600年雷州半岛台风活动性，与历史文献中台风事件记载显著相关。

　　5）应用IAP全球气候模型，根据地质记录提供的边界条件，耦合区域古植被，对全新世气候最佳期的古气候进行了模拟。结果说明，温度降水的季节差异主要在北半球的夏季，高纬区的增温幅度远远大于全球其它地区，北半球的增温幅度远大于南半球，为认识古季风气候变化机制及其与全球变化的动力学联系做出了贡献。

	刘东生院士在实地考察现场。

　　刘东生院士的基金项目研究成果也为众多应用领域提供了基础。从大量孢粉、植物硅酸体和古土壤类型诊断等分析，认为黄土高原塬面在过去15万年以草原植被为主；通过东部沙地沉积学、年代学、古气候学、古生态学综合研究，寒冷期沙漠扩张，温暖期沙漠收缩，在全球增温条件下，东部沙地具备治理的有利条件，这对黄土高原水土保持、植被重建和东部沙地治理等实践，具有重要的理论指导作用。

　　刘东生院士领导的干旱区环境演化与全球变化研究组得到多项自然科学基金的资助，其中5人先后获国家杰出青年科学基金资助，也是首批获得资助的国家自然科学基金创新研究群体之一，形成了一支以中青年为骨干的、活跃在国际学术舞台的研究队伍。

　　由于刘东生院士在中国古环境研究，特别是黄土研究方面作出的重要贡献，2002年荣获国际著名的世界环境科学最高奖“泰勒（Tayler）环境科学成就奖”，成为第一位获得该奖项的中国科学家。