末次间冰期以来沙漠－黄土边界带的环境演变

沙漠－黄土边界带地处东亚季风边缘，这一地区的风成沉积即古风成砂－黄土－古土壤序列很好地反映了东亚季风环流的演变历史。末次间冰期的沉积（Ｓ１）由三层古土壤和夹于其间的两层黄土组成，可与深海氧同位素阶段５的五个亚阶段（ａ－ｅ）则很好对比。末次冰期的沉积（Ｌ１）由三层古风成砂和夹于其间的两层黄土构成，由此反映了与上述三层古风成砂对应的阶段２、阶段４及阶段３的中期是沙漠－黄土边界带冬季风活动加剧、沙漠扩大的时期。全新世的沉积是由一层草原上（Ｓ０）和其上的流沙组成，但这层流沙是在最近两千年来不合理的人类活动和当地特定风场条件的共同作用下形成，已不具备明显的气候指示意义。     

末次间冰期以来沙漠-黄土边界带移动与气候变化

位于现代季风区边缘的沙漠－黄土边界带，具有高度不稳定性。末次间冰期以来历经多次北进南退移动和暖湿、冷干变化。依据古风成砂－黄土－古土壤叠覆更替的沉积序列和磁化率等气候代用指标分析，对末次间冰期以来，尤其是特征时期边界带的位置进行了讨论。其中，盛冰期时移动幅度最大，南界可能达３０°Ｎ左右；末次间冰期和全新世气候鼎盛期最靠西北，南界在古长城以北。全球冰期－间冰期波动导致的气候变化以及东亚冬夏季风强弱变化是控制边界带移动和气候变化的根本因素。     

五十万年来毛乌素沙漠的变迁

对沙漠-黄土边界带的古风成砂-黄土-古土壤序列的研究表明，毛乌素沙漠至少在0.5MaB.P.就已出现，但也并非从其出现之初就持续至今。沙漠-黄土边界带的风成沉积所记录的沙丘活化和固定的多次转变是第四纪时期毛乌素沙漠对气候振荡响应的结果。五十万年来，沙漠-黄土边界带的石峁剖面记录了13层古风成砂，代表了13次沙漠大规模的南侵。沙漠的南侵不仅可以发生在冰期鼎盛之时，同样也可以发生在间冰期中的寒冷气候幕出现之时。此外，鉴于沙漠-黄土边界带具有气候敏感性的特点，石峁剖面的地层记录还表明了第四纪时期不仅有冷期与暖期的多次旋回，而且冷期和暖期发生时还有次一级的气候波动。     

中国东部沙区的荒漠化过程与起因

历史时期中国东部沙区的荒漠化是在自然与人为因素共同作用下实现的,但是不合理的人类活动才是导致荒漠化发生、发展的决定因素。对毛乌素沙地而言,其腹地的荒漠化主要是全新世湖沼层在人类活动参与下被破坏而使未次冰期的古风成砂翻新的结果;而在毛乌素沙地与黄土高原交接带(即沙漠－黄土边界带),荒漠化过程要复杂得多,除了人为因素起决定性作用外,流水侵蚀、风力吹蚀及重力崩塌也共同参与在使古风成砂翻新的荒漠化过程之中。在沙漠－黄土边界带,历史时期荒漠化主要与末次盛冰期、末次冰期阶段3中期及阶段4时期的古风成砂被翻新有关,更老的古风成砂由于埋藏较深、受人类活动影响较小因而不是历史时期荒漠化的主要沙源。     

北京西山末次冰期旋回次生黄土初步研究

北京西山是中国末次冰期旋回风成黄土与古气候研究的经典地区除风成黄土外,该区各种次生黄土也十分发育,由于后者的堆积速率较大,其环境变化的分辨率更高。次生黄土中Ｓ１古土壤由３层古土壤夹两层黄土构成,Ｌ１中的古土壤由两层古土壤夹１层黄土组成。经年代测定和古气候分析,Ｓ１中的３层古土壤分别可与深海氧同位素５阶段中的３个暖期对比,Ｓ１中的两层黄土可与５阶段中的两个次阶段对比。     

北京西山末次冰期旋回次生黄土初步研究

北京西山是中国末次冰期旋回风成黄土与古气候研究的经典地区。除风成黄土外 ,该区各种次生黄土也十分发育 ,由于后者的堆积速率较大 ,其环境变化的分辨率更高。次生黄土中S1古土壤由 3层古土壤夹两层黄土构成 ,L1中的古土壤由两层古土壤夹 1层黄土组成。经年代测定和古气候分析 ,S1中的 3层古土壤分别可与深海氧同位素 5阶段中的 3个暖期对比 ,S1中的两层黄土可与5阶段中的两个次阶段对比。     

末次盛冰期和全新世大暖期毛乌素沙地的空间变化

沙漠/沙地边缘和内部的古风成沙层、砂质古土壤是重建晚第四纪以来地表变化的直接地质证据.位于我国北方半干旱区的毛乌素沙地,其地表过程对气候变化响应敏感.在对毛乌素沙地进行野外拉网式调查以及前人研究的基础上,我们在沙地南部和东部的沙漠-黄土过渡带发现了大量的埋藏古风成沙丘沉积,指示了干冷期沙漠扩张的最南、东界限;沙地内部广泛发育的砂质古土壤则表明在气候相对暖湿期地表植被生长,土壤发育,沙丘基本被固定.对14个典型风成沙/黄土/古土壤沉积剖面进行了光释光年代学样品的采集和测试,结合空间分析和他人研究结果,发现在末次盛冰期(约26 ～ 16ka),毛乌素沙地的流动沙丘向南、东扩张,扩张距离现代边界约30～ 50km,面积扩大至少约10000km2,占现代沙地面积的25％;在全新世大暖期(约9～5ka),毛乌素沙地大部分被固定,发育了较厚的砂质古土壤.研究结果揭示了毛乌素沙地的地表过程对末次盛冰期和全新世大暖期气候变化的直接响应.     

中国季风沙区晚更新世以来环境及其变化

本文以对毛乌素沙漠萨拉乌苏河流域米浪沟湾地层剖面晚更新世－全新世砂丘与河湖相、古土壤互为叠覆的高分辨率的气候地层记录的认识出发，同时基于对中国北方现代冬春季节风沙、尘霾活动发生的区域性气候－地质过程的理解，将今释古，反演了该时期中国季风区沙漠沙地曾经历的27个沙漠扩缩的周期性变化，并认为该剖面风砂沉积是过去地质时代季风沙区乃至整个中国沙区类似由现代这种冬春季西伯利亚－蒙古反气旋风系好冬季风向南伸展导致的若干风沙风尘动态过程的结果，而河湖相和古土壤的发育则主要与季风沙区受惠于东亚夏季风的影响有关。     

近13万年来黄土高原干湿气候的时空变迁

第四纪时期，黄土高原粉尘物质的搬运、沉积及其后的成土过程受控于干湿气候的变化。对黄土高原这一特定地区而言，风成沉积序列在地域上的差异主要与东亚地区的季风环流在时间和空间上的变化有关。本文的研究揭示出，近１３万年里，最为显著的成壤期有６期，与这６个成壤期对应的时段也应当是夏季风环流加强、气候温湿的时期；在空间上，全新世适宜期及末次间冰期中与深海氧同位素阶段５ａ，５ｃ，５ｅ对应的时期，夏季风足可以深入到毛乌素沙漠腹地，并具有占优势的环境效应。在阶段３的早、晚期及５ｂ时期夏季风虽然也能深入沙漠－黄土边界带，但其环境效应在黄土高原北部及毛乌素沙漠南缘已不再显著。在阶段２、阶段４及阶段３的中期夏季风已不能深入沙漠－黄土边界带。     

中国黄土环境磁学

中国陆相风成沉积序列蕴含了晚新生代以来丰富的古地磁场和古气候信息.第四纪黄土-古土壤序列的岩石磁学性质可以揭示第四纪亚洲内陆地区干旱化过程和东亚古季风演化历史以及末次冰期-间冰期旋回的气候不稳定性特征.文章主要评述近年来中国黄土环境磁学研究所取得的一系列重要进展,同时提出目前需要深入研究的几个重要问题,如成土作用对黄土沉积物沉积剩磁的影响、微生物对磁性矿物的改造、亚洲内陆地区气候过程和环境演变的磁气候学记录等.     

晚更新世末期北方陆架区沙漠-黄土堆积群的初步研究

晚更新世末期,强劲古季风活动的结果,在中国西部形成沙漠-黄土堆积群(黄土高原及其以西或西北的沙漠区),当它到达陆架区以后,风蚀作用继续存在,会产生同样的地质效果,因而在中国东部陆架区,形成两个新的沙漠-黄土堆积群。其一为渤海沙漠-黄土堆积群,包括渤海海底、渤海海岸一带的古沙漠活动区和辽东半岛西岸、庙岛群岛以及山东蓬莱以西的含有孔虫的黄土沉积。其二为黄海沙漠-黄土堆积群,包括苏北浅滩和长江三角洲地区全新世以前的沙漠活动区和南京一带的下蜀黄土。      

沙尘暴形成史初步研究——中国沙漠几个典型地质学记录的实证

以位于沙漠黄土边界带的榆林、阿羌和米浪沟湾地层剖面为典型例证 ,讨论了 110 0kaBP以来中国沙漠沙尘暴的形成、发展和演化过程。提出在过去的 110 0ka中该区总共记录了 4 2个沙尘暴时期 ,并与 4 1个间沙尘暴时期构成比较连续且交替进行的一系列沉积演化历史。其中 ,最强烈的沙暴期发生时间大致在 6 2 0kaBP和 6 80kaBP前后 ,最温暖的间沙尘暴期出现在 5 90～ 5 0 0kaBP和15 0～ 70kaBP。研究认为 ,110 0kaBP以来因沙尘暴期与间沙尘暴期交替出现而形成的沉积旋回 ,是自那时以来在冰期、间冰期气候波动影响下冬夏古代季风相互对峙、交替演化形成气候旋回的结果     

Luminescence dating of loessic sediments from the Loess plateau, China

Loess/palaeosol sequences from the Loess plateau in China were investigated by combined infrared optically stimulated luminescence (IRSL) and thermoluminescence (TL) dating techniques in order to study the luminescence properties of the loessic sediments and to provide a direct chronological link for correlation and position of the last interglacial soil in Central Asia and the Loess plateau in China. Sensitivity changes were found for all samples through artificial bleaching of the samples. The greatest sensitivity changes, of up to 50%, were found for very old loess samples designated to be older than the Matu-yama/Brunhes magnetic boundary and hence older than 788,000±1,800 years. The upper dating limit, as investigated by the very old loess samples, ranges from 250,000 to 300,000 years, if the TL additive dose method is applied. The chronological position of the last interglacial soil S1 at the section near Lanzhou indicates luminescence age estimates ranging from 82,000 to 75,000 years for the marine-isotope stage 5 to 4 transition. However, the loess from below S1 yielded luminescence age estimates between 153,200±14,200 and 110,100±20,100 years for TL and IRSL additive dose methods, respectively. Thus, a direct correlation between the S1 and the first intercalated pedocomplex PC1 in Central Asia is most likely. Received: 31 March 1998 / Accepted: 25 October 1998     

末次盛冰期北美风成环境变化及其在全球气候突变事件中的意义

本文用末次冰期北美大冰盖南缘的风尘堆积记录来重建末次盛冰期的亚极地环境变化.磁化率、有机碳含量和潜育化程度的资料表明,末次盛冰期的前期(约21000～15000aB P.)植被覆盖较差,而后期(15000～10000aB.P.)植被覆盖较好,15 000aB.P.环境发生了急剧的变化,磁化率曲线显示了大约1000a的氧化-还原周期.这种大约1000a的环境变化周期很可能由低纬地区的海洋和大气的扰动所驱动,这种扰动的能量通过北美大冰盖及时地传递到北大西洋.     

中国东部陆架黄土成因的新探索

晚更新世末期出露了的陆架平原成为北半球沙漠带的最东端,并在那里出现了面积不等的沙漠一黄土堆积系列。许多研究者已经发现陆架沙漠－黄土堆积群中普遍含有有孔虫、放射虫、海绿石和粒度组成较粗等特点,大多数黄土沉积都属于近源沉积,真正能随高空气流进行洲际输送的黄土物质,是一些非常细粒的尘埃。中更新世期间,苏北宿迁一带的第三纪紫红一红色粘土就已经出露地表,并经常受到风暴的侵蚀。当紫红－红色粘土被搬运到丘陵一带时,就形成了下蜀土沉积;当它落在湖相环境时,就形成了岩芯中所见到的杂色粘土。因此,下蜀土也属于近源沉积。     

Regional lithofacies and pedofacies variations along a north to south climatic gradient during the Last Glacial period in the central Loess Plateau,China

Five lateral sand–loess–palaeosol continua occur within the last glacial sediments of the central Loess Plateau of China along a 500 km north to south climatic gradient. The continua shift southward or northward in concert with desert expansion or contraction, respectively. Lateral lithofacies (desert sand to loess) variations are evident at the north end of the gradient and follow Walther's Law of the correlation of facies. Lateral pedofacies (loess to palaeosol) variations are present near the south end of the gradient, where the climate was warmer and wetter. The lateral stratigraphic changes from sand to loess or loess to soil are driven by variations in the rate of sedimentation along a climatic gradient.Vertical stratigraphic profiles at the north end of the gradient reveal alternating sand and loess beds. In contrast, alternating loess and palaeosols occur within the same stratigraphic interval in the southern Loess Plateau, where dust accretion rates were lower. However, in high resolution studies of climate change vertical profiles of alternating loess and palaeosols (especially weak palaeosols) may not reflect regional or global climate change. Alternating loess and weak palaeosols may reflect local variations in the balance between the rates of dust accretion and pedogenesis. Local fluctuations in either of these rates could result in the presence of time equivalent loess and palaeosols at high resolutions. Thus, some of the high resolution loess-palaeosol alternations may reflect local climatic variation rather than global or hemispherical climate change.     

郑州邙山桃花峪高分辨率晚更新世黄土地层

风成邙山黄土分布于河南郑州西北黄河南岸。黄土序列较完整,初步研究了桃花峪剖面S₂以上黄土地层,S₀、L₁、S₁、L₂和S₂分别厚0.6m、70.8m、9.9m、12.4m和1.0m。特别有意义的是晚更新世马兰黄土厚度巨大,分辨率高。以10cm间距对邙山桃花峪剖面进行了磁化率测量,并与海洋氧同位素时间序列进行对比,按Kukla等的磁化率年龄模式,获得相应的年代时间标尺。对末次冰期黄土以40cm间距进行了粒度分析,不同冰期或冰阶的平均沉积速率和分辨率有很大的差异。特别是末次冰期晚冰阶黄土粒度所反映的冬季风振荡的频率和幅度都超过了格陵兰冰芯记录。邙山晚更新世黄土地层是进行高分辨率黄土地层与短时间尺度过去全球变化研究的极好对象.