新疆地理环境特征以及农牧格局的形成

基于环境变化记录和考古发现,以及稳定同位素资料,我们对新疆地理环境的特征及其对新疆农牧业格局形成的影响和时间过程进行了探讨.结果表明,新疆的自然环境特征和气候变化过程导致新疆人口的主体分布在山麓绿洲地带.天山地带晚全新世的湿润程度增加,草原和绿洲面积扩展,为文化的发展奠定了环境基础.距今3000年左右,新疆的农牧业格局基本形成,在南疆是以粟黍-小麦/大麦-畜牧为特征的混合经济,在北疆以游牧经济为主.新疆人口分布的空间聚集现象肇始于距今4000年,距今3000年已经非常明显,小麦/大麦-粟黍-畜牧为特征的混合经济是形成这一特征的直接动力.地理环境的差异,在历史上形成了新疆南重北轻的局面,主要的经济政治中心大都在南疆.到清末以来,随着近代技术和交通的发展,这一局面才得到改变.     

赛里木湖孢粉记录的亚洲内陆西风区全新世植被与气候变化

通过对西风区新疆赛里木湖沉积岩芯的精确定年和孢粉、炭屑分析,重建了该地区全新世以来的植被和气候环境演化历史.结果表明,~9.6cal.kaBP前的早全新世,研究区以荒漠植被为主,A/C比值和第一主成分样品得分所指示的有效湿度明显偏低,第二主成分样品得分所指示的气温回升,气候干旱.9.6~5.5cal.kaBP的中全新世湖区为典型的荒漠草原/草原植被,区域有效湿度明显增加,气温较高,为温暖时期.其中6.5~5.5cal.kaBP期间,研究区植被由荒漠草原/草原迅速转变为荒漠,有效湿度明显降低,同时温度升至最高,可能是一次千年尺度的高温干旱事件.5.5cal.kaBP以来的中-晚全新世,研究区呈现出典型的草原/草甸景观,有效湿度相对较高,温度大幅降低,气候温凉湿润,相对较为适宜.赛里木湖孢粉、炭屑记录的温度和湿度变化与区域其他湖泊记录对比的一致性表明,太阳辐射是造成区域温度变化的主要驱动因素,同时温度变化影响了区域的有效湿度变化.该地区早全新世气候干旱,中-晚全新世气候相对湿润的气候环境演化特征与季风影响区有着明显的差异.早全新世干旱是中纬度西风减弱和上风向蒸发减少的环流背景下局地温度高蒸发强烈的结果.     

尼罗河三角洲早—中全新世气候—环境变化对早期农业发展的影响

对尼罗河三角洲平原东北部一个古埃及文化遗址(Kom El-Khilgan)1.5 m长的沉积物剖面KH1开展14C测年、沉积物粒度和孢粉分析.根据岩性、粒度和测年等结果综合判定:剖面150~100 cm地层为早全新世河流相沉积;100~27 cm地层为早、中全新世(8000—4000 cal a BP)三角洲冲积平原沉积,其中涵盖了古埃及前王朝至古王国时期(6500—4131cal a BP)的人类活动信息;27~0 cm为现代表土层.孢粉分析结果反映了在距今8000~4000 a期间:1)研究区气候由湿润过渡为温和,最后趋于干旱;2)随着气候变干,尼罗河上游水文变化对三角洲环境影响减小,研究区由沼泽湿地逐渐过渡为干草甸环境,更多的土地可以被人类利用;3)常被用来指示农业活动的35μm禾本科、陶器碎片和炭屑的出现并逐渐增加,表明该遗址附近的人类农业活动始于距今6500 a左右,并持续至距今4000 a前后.上述证据表明尼罗河三角洲全新世早—中期湿润向干旱过渡的气候驱动了人类农业活动的开展.本研究为进一步探讨尼罗河三角洲古文明对环境适应性研究提供了科学依据.     

全新世气候渐变导致中亚地区植被突变

理解过去生态系统对气候变化的响应是评估未来气候变化影响的关键.在全新世气候逐渐变化背景下,萨赫勒-撒哈拉生态系统经历了由萨瓦拉到荒漠的突变.这样的非线性响应现象是否具有普遍意义仍需深入研究.本研究基于38个高质量的化石孢粉记录,系统分析了全新世中亚地区植被与气候的关系.结果显示全新世中亚地区的植被发生了两次大的突变,一次在早全新世(突变Ⅰ,"建立式"突变),另一次在晚全新世(突变Ⅱ,"崩溃式"突变),全新世中期则较稳定.然而这些植被突变无法与任何已知的气候突变事件相关联,并且不同区域发生植被转型的时间表现出异步性,显示出与当地降水量变化密切相关.这些植被突变可归因于植被响应轨道驱动的气候渐变的阈值效应.早全新世在轨道驱动下降水量增加,较湿润的区域首先达到植被"建立"的阈值,而在较干旱的区域明显较晚才达到该阈值.与之相反,晚全新世时在轨道驱动下降水量降低,首先在较干旱的区域达到阈值,导致植被"崩溃",而在较湿润地区延后达到阈值.另外,4.2kyr BP左右的干旱事件以及人类活动干扰对植被的崩溃退化也起到了一定的作用.上述认识得到了现代孢粉-气候关系分析以及生态系统模拟结果的支持.这些结果暗示未来气候变化一旦达到阈值将导致干旱生态系统产生突变.     

史前人类向青藏高原扩散的历史过程和可能驱动机制

青藏高原史前人类的活动历史历来是国际学术界广泛关注的热点科学问题.近年来相关研究取得明显进展,提供了梳理史前人类向青藏高原扩散和定居的过程与驱动机制的可能.本文通过整理和总结在青藏高原已开展的考古工作,提出史前人类主要通过河湟谷地扩散到青藏高原东北部再进一步扩散到整个青藏高原,其扩散过程可概括为四个阶段,分别为末次冰消期的旧石器时代晚期(距今1.5~1.16万年)、全新世早中期的中石器时代(距今11600~6000年)、全新世中晚期的新石器时代(距今6000~4000年)和全新世晚期的青铜时代(距今4000~2300年),而曾报道的青藏高原末次盛冰期及其以前的旧石器遗址的年代需要重新厘定.末次冰消期的人类扩散主要与盛冰期之后的气候转暖转湿事件和细石器文化的盛行有关,全新世早中期的扩散则受到温暖湿润的气候条件的驱动和黄土高原粟作农业发展的压迫,这两个时段高原上的史前人类均以季节性的狩猎采集为主;黄土高原粟作农业的传播推动史前人类于距今6000~4000年进入青藏高原东北和东南部的低海拔河谷地带并定居,从事以粟作农业为主的经济活动,而麦作农业的传入推动史前人类距今3600年前开始常年定居到青藏高原高海拔地区.     

中东亚干旱区全新世气候变化的西风模式—以湖泊研究为例

综述了亚洲中部干旱区湖泊研究的古气候记录.发现湖泊记录的全新世有效湿度在大框架上具有一致性变化.据此,选择了其中年代可靠、代用指标湿度意义明确、时间分辨率较高的8个地点的记录,半定量地集成了中东亚干旱区全新世期间湿度的变化.结果表明,亚洲内陆干旱区全新世气候变化具有较清晰的阶段性变化,大约8cal kaBP以前的早全新世气候干旱,8-4cal kaBP的中全新世气候湿润,从距今5-6cal kaBP以来湿润程度逐步降低到晚全新世,但晚全新世比早全新世湿润.内陆干旱区的全新世湿度变化框架与最新获得的亚洲季风变化模式存在较大差异,因此推论出,北大西洋海洋表面的温度变化可能是中东亚干旱区湿度的主要影响因素.     

吉兰泰盐湖沉积物孢粉记录的季风边缘区全新世气候演化

全新世气候具有不稳定性,且存在着区域差异,在季风边缘区尤为显著.因此,本研究选取季风边缘区吉兰泰盐湖沉积物的孢粉记录并结合AMS14C测年结果,对该地区全新世的古植被演化及古气候变化历史进行了重建.结果表明,在全新世阶段,该地区植被类型未发生变化,以干旱的荒漠植被为主.早全新世(10.5 8.5 cal ka BP),以蒿属孢粉为主,伴随出现少量藜科、禾本科及麻黄属孢粉,蒿藜比(A/C比值)相对稳定(4.11左右),指示全新世早期气候逐步转湿的过程,在8.5 cal ka BP,蒿属孢粉数量下降且被藜科孢粉取代,指示一次明显气候干旱事件;中全新世(8.5 3.5 cal ka BP),蒿属孢粉含量增加及藜科孢粉含量降低,A/C比值在7.1 cal ka BP左右达到峰值,指示该地区中全新世气候最为湿润;晚全新世(3.5 cal ka BP至今),藜科孢粉含量增加且超过早全新世,A/C比值低至3.66,区域呈现明显的干旱化趋势.此外,结合吉兰泰盐湖沉积物矿物组成结果,发现中全新世湖泊沉积物中,钙芒硝大量出现,一定程度上指示降水量增多所带来的淡水注入,与孢粉指标指示该阶段湿润的结果一致.通过区域对比,发现吉兰泰地区在全新世时期的气候演化模式与东亚季风区具有较好的一致性,表明该地区受到东亚夏季风的影响较大,尤其是在中全新世,东亚夏季风增强,带来较多的降水,气候湿润.     

大理地区全新世地层的划分及~(14)C年龄测定

本文就云南大理地区全新世地层剖面的~(14)C年代测定和孢粉分析资料说明,点苍山东麓的砂、砾石层的堆积时代是距今8980±90年—6050±90年。洱海沿岸的湖相沉积物的沉积时代是距今8465±115—25604±75年。洱源地区距地表埋深15米的泥炭层的~(14)C年代为距今11650±135年。该泥炭层可做为全新世底界的标志层。大理地区全新世气候演化是;早全新世温和稍湿;中全新世温暖湿润;晚全新世温和稍干     

中国末次冰盛期以来湖泊水量变化及古气候变化机制解释

中国古湖泊数据库收录的42个湖泊,提供的湖泊水量每千年变化的空间信息,可以用来系统分析中国区域末次冰盛期以来大气环流变化的状况.研究结果表明:我国西部从末次冰盛期以来直至全新世中期均为较湿润的气候状况,推测冰期内的湿润条件主要与西风带的降水以及低温低蒸发密切相关,而全新世主要为夏季风降水增加所致;全新世晚期气候趋干明显.我国东部的大部分区域在冰盛期和晚冰期较为干旱;只是在全新世有效降水状况才有大幅度的改善,全新世中期夏季风降水的效应仍然相当显著,控制的范围可达整个中国西部,同时位于现代季风气候区的中国东部,有效降水的峰值区的变化似乎存在从北往南的穿时性,南方有效降水峰值出现在晚全新世.而西南季风区湿润状况的明显改善发生在晚冰期,比东南季风区发生的早,显然这与两个季风系统的相互消长有一定的关系.我国东北区的湿润状况改善的也较早,显示了独特的季风气候机制.     

渤海湾沿岸晚第四纪地层 C14年代学研究

根据47个C14年代数据,对渤海湾沿岸晚第四纪地层进行了年代划分。以全新世海相地层下伏的泥炭层或淤泥层为标志层,其下为晚更新世地层,其上为全新世地层,年代界限为距今10300年。全新世地层进一步划分为早全新世地层、中全新世地层和晚全新世地层,其年代依次为距今10300—8000年、8000—2500年、2500—现代     

湖北江汉平原JZ-2010剖面沉积物粒度特征与环境演变

通过对江汉平原JZ-2010湖相沉积剖面AMS14C年代的精确测定与校正,以及代用指标粒度、磁化率的分析和研究,重建了研究区12.76 cal ka BP以来的环境演变过程:1)12.76-6.70 cal ka BP,区域环境处于偏干的晚冰期向湿润的早全新世发展阶段.2)6.70-4.47 cal ka BP,区域环境湿润,为湿度配置最佳的全新世适宜期,这是大溪文化向屈家岭文化转变时期自然背景.3)4.47-3.67 cal ka BP,区域气候环境偏干,其中经历了明显的4.2 cal ka BP干旱事件.4)3.67-1.22 cal ka BP时期,环境向湿润发展;在2.5 cal ka BP左右水动力条件明显变强,此时正对应于古云梦泽扩张时期.5)1.22 cal ka BP后,研究区处于湖泊面积减小的干旱时期;人类活动带来的影响达到高峰,围湖造田等农业活动也是江汉平原湖群趋于衰退的重要原因之一.     

中亚东部晚全新世水文气候变化及可能成因

中亚东部水文气候变化对中纬大气环流非常敏感.为了查明该地区水文气候的长期变化及其与大气环流的关系,文章利用位于中天山深水湖泊——赛里木湖钻孔岩芯,在137Cs、210Pb和AMS14C定年基础上,对湖泊岩芯有机碳、有机氮、碳/氮比、碳酸盐含量和粒度等多指标进行了分析,重建了晚全新世以来该地区水文气候变化历史.结果显示,晚全新世以来共发生了4次降水显著增加时期(4000~3780、3590~3210、2800~2160和890~280cal a BP)和1次降水微弱增加时期(1700~1370cal a BP),这与中亚东部地区已有的降水/湿度记录相吻合,表明晚全新世以来该地区具有相似的水文气候变化模式.太阳活动减弱以及整个环北大西洋地区大气环流南移,特别是中纬西风主要路径的南移,可能是中亚东部地区晚全新世水文气候变化的最主要原因.此外,赛里木湖研究结果还揭示了该地区最近100年降水显著增加,但中亚地区未来水文气候如何变化仍需更多不同载体的深入研究.     

青藏高原东部若尔盖盆地全新世泥炭地发育和植被变化

泥炭沉积物和泥炭地演化过程可以提供植被和气候变化历史的丰富信息.为了重建青藏高原东部全新世泥炭地发育、植被和气候变化,我们对若尔盖盆地一支泥炭岩芯进行了高分辨率的孢粉、烧失量和碳沉积速率分析.研究结果显示,当地泥炭发育起始于距今10.3ka,在早、中全新世繁盛,之后开始退化.若尔盖盆地全新世植被以高山草甸为主,周边山地针叶林在10.5~4.6ka曾数次扩张,之后迅速退缩.泥炭性质、孢粉组合主成分分析等揭示了研究区10~5.5ka气候温暖湿润,晚全新世气候相对冷干.其中,10.2~10、9.7~9.5、8.7~8.5、7.7~7.4、6.4~6、5.5~5.2、4.8~4.5、4~3.6、3.1~2.7、1.4~1.2和0.8~0.6ka时段,若尔盖地区发生了多次快速的泥炭地退化、针叶林扩张和气候变冷等事件.青藏高原东部地区全新世植被与气候的长期变化受控于太阳辐射及其主导的温度与亚洲夏季风强度的变化,而百年尺度的快速变化事件可能受到了季风减弱事件和北半球高纬度地区温度异常的调制作用.     

末次盛冰期以来全球湿润状况的地质证据——全球古湖泊数据库及其湖水位变化的大尺度时空分析

介绍了正在建设中的全球湖泊数据库的情况,以及该数据库的水位资料所反映的晚更新世末期以来全球湿润状况的变化。通过大尺度湖水位变化的时空分析,结果显示当今湖泊水位状态较历史时期而言,位于低纬干旱或半干旱地区的湖泊水位较低,而中纬及高纬湿润地区的湖泊水位较高。自末次冰盛期以来,北美大陆中南部地区湖泊水位自高至低,反映出该地区气候条件由湿变干,至早、中全新世达最干旱。而在非洲及南亚季风地区,冷期偏干,暖期偏湿。特别是在早、中全新世的温暖时期,为历史上最湿润时期。北半球中纬度地带的气候干湿变化与北半球冰盖的存在及其消融导致的西风带的南北摆动有关;而北半球季风区在早、中全新世出现的高潮面与北半球夏季辐射的增加有密切联系。     

浑善达克沙地的光释光年代序列与全新世气候变化

浑善达克沙地具有对气候变化响应敏感和生态环境脆弱的特点,是研究环境变化的理想地区．相对于黄土而言,沙质沉积是近源、在沉积期堆积速率快,有可能记录了某些时间段千年时间尺度的干旱事件．应用光释光测年技术,对浑善达克沙地东北．西南断面上具代表性的10个沙丘和沙／黄土剖面进行了年代测试,获得了35个样品的光释光年龄;结合野外地层观察分析和粒度、磁化率等测试,得到了浑善达克沙地全新世干旱事件和相对湿润期的气候变化记录：在距今9．9～8．2ka期问,沙地发育厚层粗砂层,沙丘处于活动状态,气候干燥,植被覆盖度低;在距今8．0～2．7ka期间,沙地发育有多层浅灰一灰黑色砂质土壤,沙丘总体上处于固定．半固定状态（也含有短时段的沙丘活化的干旱事件）,指示气候较之前明显湿润,植被相对茂密;2．3ka以来,沙地沉积物以粗砂堆积为主,沙丘又重新活化,气候总体上为干旱．通过对沙丘沉积记录和沉积产状的分析,发现浑善达克沙地在全新世早期、8．2ka前后以及小冰期时期,气候较为干旱,植被盖度小,沙丘活化;在“隋唐暖期”和“中世纪温暖期”,气候较湿润,植被发育良好,沙丘固定．具有绝对释光年龄控制的沙丘沉积记录表明,全新世浑善达克沙地多次千年时间尺度的气候事件可能是全球气候变化的区域响应．     

新疆巴里坤湖全新世气候环境变化与高低纬间气候变化的关联

选择位于新疆东北部的封闭湖泊-巴里坤湖作为研究对象,采用常规14C测年建立了该湖一剖面约9400 cal a BP以来的时间序列,对该剖面沉积自生碳酸盐碳（δ13Ccar）、氧同位素（δ18Ocar）、有机碳（TOC）等多代用指标进行了连续小波变换、奇异谱分析.结果表明,全新世以来巴里坤湖地区的气候变化模式具有明显的阶段性变化：9400～8000 cal a BP期间气温偏低且较干旱;8000～6000 cal a BP期间气候环境温凉湿润;6000～2700 cal a BP期间,气候环境在总体上较为暖干,在向全新世晚期演变过程中呈现出降温、增湿的趋势;2700～800 cal a BP期间气温降低,湿润状况有所改善;800 cal a BP以来气候环境偏干.巴里坤湖全新世气候变化过程与周边区域古气候记录具有较好地一致性.研究发现,全新世以来研究区的气候环境不仅可能受到了北大西洋地区气候变化的影响,同样可能与来自热带低纬过程的海-气相互作用有关,特别是自全新世中期以来,逐渐增强的El Nio/La Nia-South Oscillation（ENSO）活动对研究区的气候环境变化可能具有一定的影响.研究还发现,在全新世期间,新疆东北部地区的气候演变可能并非简单地遵循某种单一的气候变化模式,不同气候系统（如西风、季风）在该地区的强弱对比状况可能对此地区气候环境变化模式有重要影响.     

末次盛冰期以来全球湿润状况的地质证据──全球古湖泊数据库及其湖水位变化的大尺度时空分析

介绍了正在建设中的全球湖泊数据库的情况，以及该数据库的水位资料所反映的晚更新世末期以来全球湿润状况的变化。通过大尺度湖水位变化的时空分析，结果显示当今湖泊水位状态较历史时期而言，位于低纬干旱或半干旱地区的湖泊水位较低，而中纬及高纬湿润地区的湖泊水位较高。自末次冰盛期以来，北美大陆中南部地区湖泊水位自高至低，反映出该地区气候条件由湿变干，至早、中全新世达最干旱。而在非洲及南亚季风地区，冷期偏干，暖期偏湿。特别是在早、中全新世的温暖时期，为历史上最湿润时期。北半球中纬度地带的气候干湿变化与北半球冰盖的存在及其消融导致的西风带的南北摆动有关；而北半球季风区在早、中全新世出现的高潮面与北半球夏季辐射的增加有密切联系。     

青海官亭盆地喇家遗址全新世地层序列与史前灾难研究

黄河上游官亭盆地喇家遗址的考古发掘,揭示出史前多重灾难毁灭齐家文化聚落和人群的骇人事件,成为史前环境变化与文明演变研究领域的热点之一,也引起了学术界和各类媒体的关注.但是,围绕喇家遗址史前灾难问题产生了激烈的学术争议.究其原因,关键是对于遗址区域地表过程、沉积物性质和来源、地层序列和层位关系认知不够.文章对喇家遗址所在的黄河第二级阶地和整个官亭盆地,进行地貌学、土壤学、沉积学和地层学观察分析的基础上,系统采样,进行沉积学测试分析和年代测定,建立了晚更新世晚期-全新世地层序列和年代框架.发现其基本层序与黄土高原中东部地区相同,从下向上仍然是晚更新世马兰黄土(L_(1-1))-全新世早期黄土质过渡层(Lt)-全新世中期黑垆土(S_0)-全新世晚期黄土(L_0)-现代土壤(MS).其中,在喇家遗址齐家文化聚落废墟东部,全新世中期黑垆土层(S_0)被两组红色黏土质泥流沉积层(RC_1/RC_2)穿插,分裂成为3个亚层,即古土壤层上段(S_(0上))、中段(S_(0中))和下段(S_(0下)).通过地层对比与OSL测年和~(14)C测年数据的综合分析,表明在中全新世晚期,即3850～3600a BP,受到青藏高原边缘地带强对流天气影响,官亭盆地北部晚第三系红层丘陵沟壑地区,频繁发生高强度暴雨山洪和泥流灾害.它们沿着沟道流经古洪积扇前沿和黄河第二级阶地进入黄河河道.其中有两期多次大规模的山洪泥流过程,溢出沟槽扩散到黄河第二级阶地表面喇家遗址区域.其间还有两场多次大地震及其相关地质灾害与之相伴生,形成群发性巨大灾难事件,共同摧毁了喇家遗址的齐家文化聚落,造成居室内人群的死亡.文章建立了喇家遗址区域晚更新世晚期-全新世沉积物与土壤地层序列,分析论证了史前灾难的成因,对于深入探索黄河上游官亭盆地史前环境变化与灾害,以及人类活动影响问题具有科学意义.     

我国北方泥河湾盆地新-旧石器文化过渡的环境背景

我国北方泥河湾盆地于家沟文化遗址古人类生存环境的分析表明，该地区属于旧石器最晚期文化的细石器出现在末次冰消期早期，并在末次冰销期后期－冰后期早期的持续温干气候环境下得到迅速的发展，而新石器文化出现在冰后期早期，并在全新世大暖期的温暖湿润的气候环境下得到迅速的发展。气候环境的变化是导致人类社会从旧石器文化向新石器文化过渡的重要原因。这一研究将有助于进一步地深入探讨史前人类文化过渡和环境演变之间的相互关系。     

新疆纸房断裂活动性及其与沿线小型绿洲的关系

纸房断裂位于新疆东北部, 是北天山地区一条NW向活动断裂, 全长约140 km, 其北接阿尔泰山, 南临东天山, 东接戈壁阿尔泰山, 其周围多次发生过大地震。 纸房断裂缺乏历史地震记录, 为典型的地震空区, 且位于Ⅰ、 Ⅱ级活动块体边界带, 断裂活动和地震危险性值得关注。 通过野外地质调查、 无人机航测、 开挖探槽和年代测定, 认为该断裂为全新世活动断裂, 以右旋走滑性质为主, 兼具有逆冲性质, 最新一次事件发生时间为1730~5170 aB.P., 单次事件垂直位移约为0.5 m, 最近地震离逝时间应大于1730 aB.P.。 通过对断裂附近发育的两个小型绿洲分布特点和水文地质条件进行研究, 结果表明断裂活动对绿洲的形成起决定性作用。