中国北方近二万年来环境变化的若干地质证据

中国北方晚冰期以来的连续堆积主要是湖泊沼泽相粘土、淤泥和风积黄土,这两套堆积地层保存有丰富的环境变化历史的信息。沉积相的分析和年代学、孢粉学的研究结果表明,近一万年来曾出现过三度凉暖和干湿更替,从而可划分出早、中、晚三个不同的自然环境历史阶段,年龄界线大约是7,500aB.P.和2,500aB.P.。全新世早期湿润温凉,全新世中期湿润温暖,5,000aB.P.是植被最繁盛时期。北部地区的植被在全新世早、中期没有明显的变化界线。约5,000aB.P.后,气候有变干变凉趋势。约2,300aB.P.为全新世以来气候最干凉时期。此后,温度和湿度都有逐渐回升的趋势。在中国北方地层中尚未找到小冰期气候的充分的地质证据。     

新疆地区13000年来的气候序列初探

本文根据新疆地区全新世地层的年代标尺,黄土、湖泊和河流沉积物记录的环境变迁信息,以及古土壤和炭化层等所反映的古气候变化做了综合分析,对新疆地区13000年来的气候序列初步概括为:13000—10000aB.P.冷湿转凉干;10000—8000aB.P.,温干;8000—7000aB.P.,温湿;7000—6000aB.P.,暖干;6000—4000aB.P.,温湿;4000—3000aB.P.,温干;3000—2000a.B P.,凉湿;2000aB.P.至今,温干(1500aB.P.左右有凉湿的波动),与现代气候类似。     

陇东黄土高原北部全新世野火历史的木炭屑记录

全新世黄土-古土壤剖面保存的木炭屑记录了野火和自然景观演变的过程,本研究通过野外考察采样和磁化率、TOC、木炭屑的实验分析探索陇东黄土高原北部地区全新世野火的历史。研究结果表明:11500aB.P.之前末次冰期,气候干旱,在半荒漠草原植被条件下,自然野火频繁发生;全新世早期（11500～8500aB.P.）野火发生频率大大降低;8500～3100aB.P.为全新世气候适宜期,气候相对比较湿润,生物风化成壤作用强烈,呈现森林草原景观,野火发生几率明显下降,但在古土壤形成早期,木炭屑峰值反映有野火频繁发生,这可能是新石器时代早期老官台文化（8000～7000aB.P.）时期人类用火及其放火烧荒开垦农田等活动的结果;全新世晚期气候向干旱化发展,具有游牧性质的寺洼文化（3250～2650aB.P.）出现在陇东北部黄土高原地区,有一定野火活动。1500aB.P.以后,木炭屑浓度大幅度减少,反映野火很少发生,可能由于本地区半农半牧土地利用方式已经确立,人工-自然复合生态景观形成。     

近3000cal.aB.P.以来东海东北部环境异常及其与全新世ElNio活动的可能联系

利用取自东海东北部、冲绳海槽西侧陆坡的重力柱状岩芯DOC082(29°13.93′N,128°08.53′E;水深1128m),通过对碳酸钙、有机碳和蛋白石等生源组分含量的分析,结合浮游有孔虫、底栖有孔虫、放射虫和硅鞭藻等微体古生物化石丰度的变化以及底栖有孔虫属种组成特征,揭示了全新世东海东北部生物生产力的演变。研究结果显示,近10500cal.aB.P.以来生源组分含量和微体古生物化石丰度的演变趋势十分相似,明显分为3个阶段:约4000cal.aB.P.之前的早、中全新世明显偏低,大约在4000cal.aB.P.左右开始突然大幅度上升,而约3000cal.aB.P.以来的晚全新世以持续的高值为显著特征。生源组分含量、微体古生物化石丰度以及底栖有孔虫内生属种Uvigerina和Bulimina百分含量等指标的变化一致指示,东海东北部近10500cal.aB.P.以来古生产力演变的显著特征是早、中全新世明显偏低,约4000cal.aB.P.左右突然且大幅度上升,大约3000cal.aB.P.之后的晚全新世为生物生产力异常的高值期;同时有研究表明该区域的表层海水年平均温度(SST)也呈现了明显的三段式演变:早全新世10500~8400cal.aB.P.期间为持续的高值期、中全新世SST相对稳定、3100~500cal.aB.P.期间的晚全新世为显著的低SST时期[1]。近3000cal.aB.P.以来古生产力的异常高值和表层海水古温度的大幅度下降说明晚全新世区域海洋环境发生了明显的改变。据东海东北部现代生物生产力和表层海水温度的分布特征和控制机制、结合现代ElNio发生期间中国大陆气候和降水异常以及黑潮暖流变异的分析表明,近3000cal.aB.P.来东海东北部的环境异常可能是对晚全新世ElNio活动显著增强的反应。     

张夏黄土组成特征及其成因分析

大沙河沿岸阶地、山麓地带广泛发育厚度不一的黄土层堆积，笔者对张夏黄土剖面研究后认为，张夏黄土物质来源复杂，既有西风漂流、西北气流、莱州湾气流搬运来的物质，又有近地生成的颗粒，堆积期间又经过明显的水流作用。张夏黄土、古土壤的堆积、发育与晚更新世气候变化相吻合，同时又受到当地微地貌的影响，缺失黑垆土和全新世堆积。张夏、淄博均在山东省中部，其黄土成分较细，使山东黄土在宏观上没有规律可循，更加显示出黄土的复杂多样。     

全新世呼伦湖区植被和气候变化的孢粉记录

文章详细分析了内蒙古呼伦湖HL06岩芯沉积的孢粉组合,基于AMS 14C年代标尺,恢复了全新世湖区植被演变过程;并根据我国北方和蒙古表土孢粉数据和气象资料,建立了孢粉-气候参数转换函数,定量重建了呼伦湖区降水和气温的变化历史.结果表明,11000～8000aB.P.,湖区植被以蒿、藜占优,为干草原景观,气候暖干;8000～6400aB.P.,湖区禾本植物扩张,山地桦林发育,降水显著增加,气温逐渐降低;6400～4400aB.P.,湖区早生草本植物增加,降水减少,气温继续下降;4400～3350aB.P.,耐旱藜科植物大量生长,湖区荒漠化,气候极端干旱;3350～2050aB.P.,湖区草原植被有所恢复,降水略有增加,气温有所回升;2050～1000aB.P.,湖区蒿属植物减少,山地松林发育,气温降至全新世最低;最近1000年,藜科、禾本科等伴人植物大量出现,反映出人类活动对湖区自然环境的影响.全新世呼伦湖区气温变化在轨道尺度上受控于北半球太阳辐射量的变化,而在亚轨道尺度上可能与东亚夏季风强度有关.距今8000年前湖区降水较弱可能因为早全新世北半球高纬残存冰盖抑制了东亚季风雨带的北上,季风降水的千年-百年尺度波动与热带西太平洋海气相互作用密切相关.     

末次冰期以来松嫩盆地东部榆树黄土堆积及其环境意义

通过对松嫩盆地东部末次冰期以来榆树黄土剖面的粒度、磁化率等指标分析研究后认为:(1)该地区的黄土至少于4万年前的末次冰期开始沉积,沉积物类型为黄土与河流沙混合沉积,粒度可有4个组分,其中46kaB.P.以前主要是以第④组分为主导的水成河流沙,46kaB.P.以后主要以第③组分为主的黄土粉尘。(2)松嫩盆地东部的黄土粉尘主要来源于科尔沁、松嫩等西北广大沙地,末次冰期是科尔沁等沙地大规模发育的时期。(3)东北地区全新世气候演化可分成5个阶段:10000aB.P.左右,9000aB.P.左右,6000aB.P.前后,4500aB.P.左右,2500aB.P.以后。     

近3000cal.aB.P.以来东海东北部环境异常及其与全新世ElNiño活动的可能联系

利用取自东海东北部、冲绳海槽西侧陆坡的重力柱状岩芯DOC082（29°13.93′N,128°08.53′E;水深1128m）,通过对碳酸钙、有机碳和蛋白石等生源组分含量的分析,结合浮游有孔虫、底栖有孔虫、放射虫和硅鞭藻等微体古生物化石丰度的变化以及底栖有孔虫属种组成特征,揭示了全新世东海东北部生物生产力的演变。研究结果显示,近10500cal.aB.P.以来生源组分含量和微体古生物化石丰度的演变趋势十分相似,明显分为3个阶段:约4000cal.aB.P.之前的早、中全新世明显偏低,大约在4000cal.aB.P.左右开始突然大幅度上升,而约3000cal.aB.P.以来的晚全新世以持续的高值为显著特征。生源组分含量、微体古生物化石丰度以及底栖有孔虫内生属种Uvigerina和Bulimina百分含量等指标的变化一致指示,东海东北部近10500cal.aB.P.以来古生产力演变的显著特征是早、中全新世明显偏低,约4000cal.aB.P.左右突然且大幅度上升,大约3000cal.aB.P.之后的晚全新世为生物生产力异常的高值期;同时有研究表明该区域的表层海水年平均温度（SST）也呈现了明显的三段式演变:早全新世10500～8400cal.aB.P.期间为持续的高值期、中全新世SST相对稳定、3100～500cal.aB.P.期间的晚全新世为显著的低SST时期[1]。近3000cal.aB.P.以来古生产力的异常高值和表层海水古温度的大幅度下降说明晚全新世区域海洋环境发生了明显的改变。据东海东北部现代生物生产力和表层海水温度的分布特征和控制机制、结合现代ElNio发生期间中国大陆气候和降水异常以及黑潮暖流变异的分析表明,近3000cal.aB.P.来东海东北部的环境异常可能是对晚全新世ElNio活动显著增强的反应。     

柴达木盆地尕海湖区冰消期晚期以来的气候环境演变

通过对柴达木盆地东部尕海湖沉积物碳酸盐含量、自生碳酸盐碳氧同位素等指标的综合分析,建立了尕海湖地区自冰消期晚期以来的气候环境演变特征。结果表明,冰消期(12710～11360aB.P.)气候环境变化较大;进入全新世(自11360aB.P.开始)后,早全新世(11360～8370aB.P.)气候波动明显,整体较为干旱,温度有所回升;中全新世(8370～3200aB.P.),早期为湿润气候环境,是全新世气候环境最稳定的阶段,晚期气候环境仍较湿润,但环境条件变差;在晚全新世(3200aB.P.以来),早期湖泊水体仍然较淡,但气候环境明显趋向干旱,后期气候变得干旱,气候环境存在波动变化。约1500aB.P.存在一次湿润事件。     

鄂尔多斯东部4000余年来的环境与人地关系的初步探讨

本文依据地处39°28′08″N,110°09′92″E,海拔1219m的伊金霍洛旗杨家湾古土壤剖面取得的高时间分辨率孢粉分析和炭屑含量统计资料揭示:4500aB.P.之前,鄂尔多斯东部的毛乌素沙地地区曾出现明显的流沙扩展,此后,气候变得比较湿润,流动沙丘逐渐被固定下来;4200～3500aB.P.是本区的气候适宜期,这里曾有针阔叶混交林生长;3500aB.P.以后,气候变得干燥起来,森林从本区消失;2700～2400aB.P.,草原植被中藜科植物增加,气候进一步向干的方面发展,但降水量仍比现在高;2400aB.P.以后,在全新世晚期气候变干和人类活动的共同作用下,全新世中期本区发育的黑垆土遭到严重破坏,流动沙丘再次活跃起来。鄂尔多斯杨家湾古土壤剖面的炭屑浓度变化、考古遗址的发现较好地反映了人类活动强度的变化。     

洛川黄土剖面土壤地层学的初步研究

我国西北黄土高原的黄土地层中,含有多层古土壤。梭颇(Thorp. J.)早就注意到中国黄土中的古土壤。刘东生、朱显谟曾多次阐明了黄土中古土壤的成因及其地质意义,并认为中更新世离石黄土中的古土壤多属褐色土类型。近年来,唐克丽对黄土中古土壤的类型也进行了研究。     

中国西北地区晚更新世以来环境变迁模式

中国西北地区晚更新世以来环境变迁有两种模式,新疆地区服从西风带的一般规律,冰期与雨期同步,即冰川前进与气候冷湿、湖面上升的时期相当。甘肃、青海等地主要受季风影响,冰期干冷、黄土堆积盛行,内陆湖面大幅度降低。另外,在末次冰期的间冰段中气候冷湿,内陆湖面普遍升高;而在全新世的高温期则夏季风十分强大,包括新疆和藏北高原气候均以暖湿为特色。     

晋东南黄土

本文论述了晋东南榆社一带的各期黄土。这里是黄土自西而东分布的过渡地带,黄土的性状有共性也有各自的特性。晋东南的黄土分为早更新世老Ｒ红土、早至中更新世新Ｒ红土、中更新世上离石黄土、晚更新世马兰黄土和全新世黄土。古地磁年代学测试和剖面观察获得的各期黄土年龄为：老Ｒ红土形成于２．５－１．５ＭａＢ．Ｐ,新Ｒ红士形成于０．９—０．６ＭａＢ．Ｐ,离石黄土形成于０．６—０．１ＭａＢ．Ｐ。它们彼此之间都有不整合面相隔。自Ｒ红土开始出现,就意味着榆社古湖开始消失,气候环境向半干旱－半湿润方向发展。但比黄土高原略为湿润,夏季风的影响更强些。     

南极冰盖与中国风尘堆积

通过南极冰盖消长和风尘堆积物的气候事件对比,说明在4.3—2.5 Ma B.P,间南极冰盖增长和北极冰盖发展,中国第三纪风尘红壤土沉积可能是中国东部季风气候雏形形成的反映。2.6Ma以来,随着北极冰盖的迅速扩展,中国内陆进一步干旱化并促成黄土堆积。南极极锋带北移与黄土区极寒等事件的发生具有同步性,据此建立极寒事件的序列,可能反映大气环流强度变化情况。南极东方站冰岩芯气候曲线说明,黄土高原晚更新世以来的干冷期可能形成于0.115Ma B.P.。我国东部地区转暖大致发生在13000aB.P.,此后不久可能出现欧洲新仙女木寒冷事件。此外,大约在40000aB.P.可能有一寒冷事件。     

周原黄土及其与文化层的关系

笔者等于１９９１年将黄土高原东南缘厚１—３ｍ、基色调为红色的全新世黄土名为周原黄土，并划分为五层，分属全新世早、中、晚三期，与新石器以来的文化层有叠压和可比关系。其中，褐红色顶层埋藏土(约８０００—２８００ａＢ．Ｐ．)含新石器时代中、晚期和夏、商、周的文化层；褐色顶层埋藏土(约２８００—２０００ａＢ．Ｐ．)含春秋、战国和秦汉文化层。地质沉积地层与文化堆积地层联合研究，为地质学和考古学中的地层研究开拓了新途径。     

靖远黄土剖面磁性地层的初步研究

曹岘黄土剖面位于甘肃省靖远县,系黄河中游六级阶地黄土堆积,厚约505m,含33层古土壤,系黄土-古土壤系列,是目前已知世界上最厚的黄土剖面。作者对该剖面进行了古地磁学研究,结果表明:曹岘黄土剖面含布容正极性时和松山反极性时,B/M 界线位于L₈中部,加拉米洛正极性亚时位于L₁₀—L₁₃,位置。曹岘黄土堆积始于1.40MaB.P.,该黄土剖面可以与兰州、洛川和蓝田等黄土剖面对比。     

黄土频率磁化率与古气候冷暖变换

本文详细研究和对比了几个区域的黄土剖面,证明中国黄土地层发育的一致性;根据第5阶段以来黄土磁化率和深海氧同位素曲线特征的比较,证明中国黄土地层的连续性和全球气候变化的一致性。黄土地层的古气候信息强度与分辨率成反比,是全球信号和区域信号的叠加。黄土高原各地厚度或沉积速率的差别主要是1.7 Ma以来形成的。黄土地层频率磁化率数值随黄土和古土壤层的出现,分别呈波谷和波峰对应,说明在温湿条件下有许多细小(<0.03 μm)的铁磁性矿物形成,它可能是导致古土壤磁化率增高的最主要原因。这些磁颗粒的含量反映古气候温湿程度的强弱和持续时间的长短。黄土频率磁化率对古气候的突变或渐变研究可能具有十分重要的意义。     

黄土高原南部晚更新世黄土地层划分、显微结构及力学性质特征

黄土高原南部晚更新世黄土地层包括三层黄土（L₁¹、L₁²、L₁³）和三层古土壤(S₀₁、S₀₂、S₁),共六个层次。Q₄/Q₃界线划在S₀/L₁¹界面上,年龄约为10000aB.P.;Q₃/Q₂界线划在S₁/L₂界面上,年龄约为120000aB.P.。在区域上自北向南,晚更新世黄土的显微结构由微胶结结构组合逐渐过渡为半胶结结构组合,直到胶结结构组合,黄土的力学性质相应地由差变好。在剖面中自上而下,黄土的显微结构类型与其力学性质指标之间亦存在着上述变化规律。研究结果表明,黄土的显微结构类型作为评价黄土工程性质的一种简便方法大有在工程实践中推广使用的前景。     

黄土高原的地理信息系统(GIS)试研究

黄土高原水土流失举世瞩目,现在的侵蚀继承和发展了古代的侵蚀,受自然和社会双重因素制约.随着人类社会进步和历史演进,自然与社会因子影响侵蚀的比例不断发生改变.本文从数字黄土高原的角度研究黄土的分布特征和堆积、侵蚀过程,建立了地貌、地质、黄土剖面、水文等空间数据库,研制数字黄土分布图件,展示黄土分布特点,构建黄土的三维分布模型,模拟主要地质时期黄土分布,探讨了侵蚀过程和人类活动对侵蚀的影响.     

中国第四纪地层

本文综述了中国第四纪沉积类型及第四系的划分,并与国际第四系划分进行了对比。指出中国第四纪沉积物分布广泛,种类繁多,以陆相沉积为主。按其成因主要有风成黄土堆积、河一湖相沉积、冲一洪积堆积、冰川沉积、洞穴堆积、风化壳残积（红土）、火山堆积和海相沉积等。各种沉积物都有很好的剖面,尤其是黄土和河一湖相沉积更为连续完整。按中国第四纪地层发育的实际情况,第四系的底界应置于松山一高斯极性转换界线（Ｍ／Ｇ,２．６ＭａＢ,Ｐ,）;第四系内部划分为更新统（Ｑ_ｐ）和１４新统（Ｑ_ｈ）,界线在１１０００ａＢ,Ｐ,。更新统进一步划分为下、中和上３个阶(Ｑ_ｐ１, Ｑ_ｐ２, Ｑ_ｐ３), Ｑ_ｐ２／Ｑ_ｐ１的界线为布容一松山极性转换界线（Ｂ／Ｍ; ０．７８ＭａＢ,Ｐ,）;Ｑ₍ｐ３_／Ｑ_ｐ２的界线为本次间冰期的起始时间（０．１２８ＭａＢ,Ｐ,）。