沙漠/黄土过渡带6 ka B.P.以来气候环境变化及其对人类活动的影响

文章选择沙漠/黄土过渡带的榆林市白河庙村钻孔（38°35'9.89″N,109°24'0.71″E）泥炭沉积,通过建立良好的年代序列和高分辨率花粉记录分析,重建研究区内植被演替和气候环境变化过程。在此基础上,结合考古学资料,探讨适宜的气候环境阶段和极端气候事件对人类活动的影响。结果表明,6 ka B.P.以来研究区植被类型经历典型草原、荒漠草原、干草原、荒漠草原4个阶段,指示6.0~4.2 ka B.P.气候较为暖湿,为全新世适宜期;4.2 ka B.P.时发生极端干旱事件,之后（4.2~1.1 ka B.P.）气候向干旱化发展;1.1~0.5 ka B.P.,气候经历短暂的湿润期;0.5 ka B.P.之后,气候再次转干。另外,通过统计沙漠/黄土过渡带6~3 ka B.P.考古遗址数量及其空间分布变化信息,发现史前人类活动与气候、生态系统变化紧密相关。东亚夏季风带来的降水量控制干旱/半干旱地区水资源变化,从而影响依赖水资源的旱作农业发展、人类活动强弱和考古学文化兴衰。6.0~4.2 ka B.P.降水较多,植被盖度高,毛乌素沙地固定,沙漠/黄土过渡带发育古土壤,并向西北移动。适宜的气候环境和良好的生态条件有利于旱作农业生产,导致人口增加,遗址点数量增多,人类活动范围扩大,仰韶时期和龙山时期的考古学文化繁荣发展。而4.2~3.0 ka B.P.遗址点大幅减少,人类活动规模减小,考古学文化衰退。4.2 ka B.P.极端干旱事件及之后持续的干旱,导致植被退化,毛乌素沙地沙丘活化,沙漠/黄土过渡带向东南方向摆动。水资源短缺和生态环境破坏,对以粟为主的旱作农业生产和人类生存造成严重影响,可能是导致该地区史前考古学文化大范围衰退的重要原因。

     

汉江上游黄土记录的MIS 3晚期气候变化特征 *

MIS 3时期是末次冰期中气候相对温湿的特殊时段,在汉江流域黄土研究中鲜有对这一时期气候变化记录的报道。对汉江上游郧西段庹家湾（TJW）剖面（厚约8m）的野外特征、磁化率、粒度和色度进行了分析,用OSL方法进行了断代。结果表明：1）马兰黄土L₁中深度228~260cm和294~370cm呈暗红棕色、粘土-粉砂质地、比较紧实坚硬的特征,其磁化率、 < 5μm粘粒含量和红度a^*值明显偏高,而>50μm粗颗粒含量、亮度L^*和黄度b^*值偏低,属于有明显成壤特征的弱古土壤（L_1-2-S1和L_1-2-S2）。2）OSL测年显示L_1-2-S1和L_1-2-S2这两层弱古土壤形成时间介于28.5~21.0ka B.P.,暗示汉江地区这一时期发生两次气候较温湿事件,且有明显冷暖波动;其中弱古土壤L_1-2-S2的形成时间（27.26±1.44ka）与MIS 3晚期阶段大致相当,说明MIS 3晚期气候较温湿变化在汉江流域亦有表现;且成壤强度变化特征指示其气候温湿程度弱于中全新世大暖期。3）TJW剖面弱古土壤L_1-2-S2记录的MIS 3晚期气候较温湿事件是该区域对全球气候变化的具体响应。对比研究发现,不同地区黄土剖面均记录了MIS 3时期气候发生增温增湿变化特征,其温湿程度均弱于全新世时期,但不同剖面记录的气候变化幅度及冷暖变化阶段存在明显差异。TJW剖面记录的MIS 3时期气候较温湿事件主要发生在其晚期阶段。

     

全新世以来岱海盆地植被演替和气候变化的孢粉学证据

岱海盆地99A孔11.01 m以上地层较高分辨率的孢粉分析揭示了该区12 000 cal a BP以来的植被演替和气候变化. 早全新世时期, 岱海盆地受冬季风影响强烈, 气候波动以冷湿、暖干为主, 12 000～11 000 cal a BP为以白桦林为主的森林草原植被, 气候寒凉湿润; 11 000～7 900 cal a BP白桦林退缩, 气候温干; 中全新世时, 主要受控于夏季风影响下, 气候波动以冷干、暖湿为主, 7 900～4 450 cal a BP是岱海盆地森林植被发育最好的时期, 气候温暖湿润, 4 450～2 900 cal a BP森林开始退缩, 气候温干; 2 900～0 cal a BP在气候变凉干和人类活动的影响下, 森林植被几近消失.     

陕西定边地区2400cal.aB.P.以来高分辨率的花粉记录及环境变化

通过对位于黄土/沙漠过渡带定边地区苟池剖面的高分辨率的花粉分析,基于9个 14C年代数据重建了2400cal.aB.P.以来定边的植被与气候变化,结果表明 2400～1740cal.aB.P.地带性植被为以栎为主的森林草原,气候较温暖湿润; 1740～1610cal.aB.P.森林退化,草原发育,气候变干; 1610～1240cal.aB.P.乔木成分增加,植被类型为疏林草原,气候较温和湿润; 1240～1010cal.aB.P.森林退缩,草原发育,气候变干; 1010～690cal.aB.P.草原进一步发育,气候干旱; 690～500cal.aB.P.阔叶树成分增加,气候略温湿; 500～190cal.aB.P.草原发育,气候干旱; 190～0cal.aB.P.乔木成分增加,气候变湿。本区花粉记录的植被和气候变化可与区域的世纪初前后(秦汉)暖期、隋唐暖期、中世纪暖期和小冰期等事件对比。     

MIS 3阶段以来河北黄骅北部地区海侵与气候期对比

依据渤海湾顶南侧、河北省黄骅北部地区4个钻孔岩芯样品微体古生物学、孢粉地层学研究以及沉积构造与地球化学背景分析,讨论了该地区MIS3阶段以来海侵期与气候期对比、海侵层中潮坪与浅海沉积单元的判别、沉积作用对孢粉和海侵记录的影响。依据海相世系微体生物出现确定的海侵层,可分为滨岸浅海～河口湾、潮坪、泻湖、分支河道、边滩、滨海低地、河间地～洪泛盆地等不同环境;含有孔虫或广盐海相介形类的地层,除了局部河流进积～退积作用,尚不能排除风、水、鸟的搬运,包括风暴潮的影响,并非是与海水体积变化有关的海平面变化;海侵层中的潮坪～浅海沉积单元才与海水深度有关,其他海水之上形成的地层所见海相微体生物,是地壳沉降背景下风暴潮和其他动力搬运的埋葬群,与海面变化无关,甚至仅是在东部沿海大平原构造沉降背景下河口位置向陆地移动的结果;海侵的发生与海域的扩大以及夏季风强度增大,物源区植被状况好转,造成海侵层出现乔木花粉,但是为异地埋藏。一般说来,还原背景下的沉积地层孢粉记录丰富;弱氧化～弱还原背景下的沉积地层孢粉相对较少,但也可能出现孢粉丰富的特例,氧化背景下沉积地层孢粉更稀少,全新世大暖期结束于约5kaB.P.。沉积学研究,包括对同期异相和突发事件沉积作用的理解,对晚第四纪研究是十分重要的。     

利用“3S”技术检测我国北方气候变化的植被响应

本文利用“3S”技术,结合气象观测资料,发现反映区域植被覆盖特征的遥感植被指数变化基本上与器测温度和降水变化相一致,显示出我国北方植被对气候短尺度变化响应敏感。荒漠化总体加剧深受气候变化的影响,人类活动起着相对加强或削弱的作用。     

郑州织机洞遗址MIS 3阶段古人类活动的环境背景

MIS3阶段,即深海氧同位素第3阶段,是末次冰期中气候比较温暖湿润的时期。大量的考古调查资料表明,这个阶段也是末次冰期中人类活动最活跃的时期,当时不仅人类遗址的数量明显增多,而且石制品也较前也有较大的进步和发展。人类活动与气候环境之间的耦合关系似乎暗示着两者之间存在着某种内在的联系,适宜的气候环境可能是导致人类活动活跃的重要原因。河南郑州织机洞遗址是我国北方重要的旧石器文化中-晚期洞穴遗址,包括上、中、下3个文化层,其中,下文化层距今5.0～3.5万年,属MIS3阶段。本文试以织机洞遗址下文化层为主要研究对象,结合洞外黄土-古土壤剖面的研究,就我国中原地区MIS3阶段人类活动的环境背景做一初步的分析。分析结果表明,在这一阶段,中原地区属于暖温带草原-森林草原环境,气候比较温暖湿润,适宜于人类生活。其中,距今5.0万年前后的MIS3阶段早期,是MIS3阶段中气候最为适宜的时期,也是人类活动最为活跃的时期,当时生长有落叶阔叶树的暖温带森林草原环境,为MIS3阶段旧石器文化的繁荣和发展提供了重要的环境背景。     

黄土高原马兰黄土记录的MIS 3温湿气候

对位于关中盆地的大荔地区甜水沟和垣雷两个剖面末次冰期盐和有机质碳同位素组成、磁化率和频率磁化率进行了系统研究,初步讨论了MIS3后期(即MIS3a)的"高温大降水事件"对黄土高原南部气候和植被的影响.在40～30kaB.P.的MIS3a时期,大荔地区气候总体表现为湿润、温暖,植被覆盖程度高,植被中C4植物的相对含量增加,土壤发育较好.中国大陆黄土-古土壤序列在MIS3的磁化率较之末次冰期的其他时段均有所增加,但不同地区的增幅各不相同.     

苏北平原MIS 3阶段海侵事件的沉积记录

MIS 3阶段的气候与环境是古气候与古环境研究的热点,该阶段中国沿海地区的海侵过程是沿海平原环境演化的重要事件。根据苏北平原宝应By1钻孔的 14 C年代结果和沉积特征、微体生物组合特点,确认苏北平原MIS 3阶段存在明显的海侵事件,潮滩与泻湖相沉积层的厚度约7m,深度在By1孔19~26m,海相层位于长江三角洲地区的典型末次冰盛期的硬粘土层之下,14 C年代在距今26~39ka之间,属于MIS 3阶段的沉积,岩芯沉积物的沉积构造以水平的薄层砂质粉砂沉积为主。沉积物中大量的海相有孔虫壳体在研究的岩芯段中是最丰富的; 此外,还发现咸水环境下的Sinocytheridea impressa (Brady),Spinileberis pulchra与Spinileberis furuyaensis,Neomonoceratina chenae Zhao,Keijella bisanensis (Okubo)等形类壳体; 该段岩芯中的植物残体、碳屑也很丰富,有机质含量丰富,显示比较封闭的弱动力环境,指示了潮滩、泻湖沉积环境。     

邯郸地区晚更新世以来植被波动特征及其对气候变化的响应

对河北邯郸HZ S孔沉积物进行孢粉分析,结果表明该地区晚更新世以来的气候演变形式既有与全球同步的特点,也有本区域独自的特征。古气候与古植被演变过程如下:（1）晚更新世末次间冰期气候温暖湿润(130～75 kaBP),植被为森林草原;末次冰期气候演化经历了寒冷干燥(75～55 kaBP)→温暖湿润(40～30 kaBP)→寒冷干燥(30～10 kaBP)的过程,植被演替过程相应为草原→森林草原→草原。（2）全新世气候演化经历了温凉略干(10～8 kaBP)→温暖湿润(8～3 kaBP)→温凉偏干(3～0 kaBP)的过程,植被演替过程相应为疏林草原→森林草原→疏林草原。（3）发生在25 kaBP左右,16 kaBP左右和11～10 kaBP的冷事件可能是Heinrich事件3、1和Younger Dryas事件在中国东部季风区的响应。     

高分辨率泥炭孢粉记录的天山北坡2400 cal yr B.P.以来植被演替及其对气候变化的响应

天山北坡受西风环流影响,是对气候变化反应最敏感的地区之一。但由于缺乏高分辨率的古气候记录,对该区域2000 cal yr B.P.以来气候演变过程的认识仍存在分歧,尤其是气候演化模式和水热组合方式等问题。为厘清上述问题,以伊犁盆地2400calyrB.P.以来的泥炭沉积剖面为研究材料,通过对其进行精确定年和高分辨率孢粉研究,重建了天山北坡2400 cal yr B.P.以来的植被和气候演化历史。结果表明:1) 2400 cal yr B.P.以来天山北坡气候经历了暖干―暖湿―冷湿3个阶段,并可与其他地区研究结果进行良好对比。2429―949 cal yr B.P.期间,喜光、喜暖植物含量丰富, PCA axis 1得分指示有效湿度偏低,气候以暖干为主要特征; 949―475 cal yr B.P.期间,区域有效湿度明显增加,气温较高,为中世纪暖期;475―301calyrB.P.期间的小冰期打断了天山北坡气候向暖湿化发展的趋势,此时段内以冷湿为主。2)天山北坡气候变化过程并不稳定,包含短期的气候突变事件,泥炭沉积物记录了以冷湿为主要特征的小冰期,可能是西风环流加强、西风带南移或北大西洋...     

末次盛冰期以来陕北黄土高原的植被和气候变化

本文对黄土高原靖边和富县末次盛冰期以来的黄土沉积做了系统的孢粉分析.结果显示,末次盛冰期以来两地一直发育以蒿为主的草原植被,但植被组成在时间和空间上都有明显的差异.全新世早-中期植物种类比末次盛冰期丰富,沙漠植被减少,落叶阔叶树增加,表明气候变得温暖湿润.末次盛冰期靖边地区是以蒿、藜和其他菊科(非蒿属)为主的荒漠植被,...     

青藏高原上新世以来植被与气候研究进展

由于青藏高原的特殊大气环流形势，夏半年受印度洋热带海洋季风──西南季风控制，向高原内部、尤其西北部，水份逐渐减弱；冬半年高原面受干冷西风环流影响，致使气候寒冷干燥。从而使高原植被由东南向西北发生递交。上新世早、中期在冈底斯山和念青唐古拉山以南地区发育常绿硬叶林，而北部则生长山地常绿针叶林，到更新世早期藏南以亚热带针阀混交林为主，北部出现灌丛和草原植被。自更新世晚期以来，青藏高原除东南部及喜马拉雅山以南的一部分地区保留部分亚热带针阔混交林外，大部分地区为高山草甸、灌丛草原或荒漠草原。      

中新世山旺盆地植被演替与环境变迁

山东省临朐县山旺盆地中新世植物群及其研究成果闻名遐迩 ,但是在植物群的研究上依然有以下问题 :(1)在植物分类鉴定方面 ,缺乏解剖学特征研究 ;(2 )在植被演替的研究上 ,缺乏高分辨率的时间尺度 ;(3)在古环境和古气候的分析上 ,缺乏定量化标准 ;(4 )在时间和空间范围上 ,需要拓展性研究。针对上述问题 ,我们首先将山旺组富含化石的硅藻土沉积划分为 19层 ,然后以厘米级间距逐层采集标本和孢粉样品 ,目的是进行高分辨率研究和保证多种材料、多种方法研究结果的可比性。在植物类群研究方面 ,我们已经报道了中国可靠的、国际公认的化石杜仲新记录 ,建立了一个新属(Chaneya) ,而且开展了山旺古果实学的研究。在古植被演替的研究上 ,孢粉学研究表明山旺中新世植被经历了 5个发展阶段。应用特有种气候分析法、共存分析法、叶相分析对山旺中新世的古气候进行定量重建 ,获得诸如年均温、降水量、相对湿度等气象数值。根据国际学术界的最新动向 ,今后有必要在全球变化和亚洲古环境的宏观背景下加强和拓展山旺植物群的研究 ,如 :深入研究植物演化过程和植被演替的规律 ,从地层沉积物和植物化石上提取全球气候变化的信息 ,搜寻东亚季风形成和兴盛的新证据 ,探讨植物对洋流改变和新生代第 3次重大撞击事件的响应     

罗布泊地区自然环境演变及其对全球变化的响应

罗布泊于1962年全部干涸,干涸前湖面积约5400km2,目前湖底被厚20～40cm的盐壳覆盖,海拔约780m。盐湖北岸和东岸普遍发育三级湖积台地,其高度分别为783～785m,789m和810～820m,相应的湖面积分别为9250km2,20000km2和55000km2左右,根据释光和14C年代,它们分别形成于7.0～7.5kaB.P.,约30kaB.P.和90～130kaB.P.,与深海氧同位素第5和3阶段及全新世大暖期在时间上具有很好的对应关系。可见,位于亚洲腹地、气候极端干旱的罗布泊,在地质历史时期其湖面的扩张与收缩受全球气候变化因素驱动,其变化幅度的强弱则与区域环境因素有关。     

中更新世气候转型期南海北部和南部的气候变化差异

选取大洋钻探ODP184航次在南海北部采集的1144站为研究材料,通过分析中更新世0.4～1.4Ma期间506个样品中浮游有孔虫氧、碳稳定同位素的变化特征,并与南海南部ODP 1143站和西太平洋暖池ODP 807站的同位素资料进行比较,发现南海北部的氧、碳稳定同位素及其差值的变化响应中更新世气候转型事件,在中更新世距今约0.9Ma之后100ka的偏心率周期明显增强。在中更新世气候转型之前,南海北部、南海南部和赤道西太平洋都呈现出典型的热带气候特征,具有岁差和半岁差的气候周期;转型之后,随着北半球冰盖的进一步扩张,南海北部受东亚冬季风增强的影响而导致温度下降、温跃层变深,但南海南部与赤道西太平洋的温度变化较小且温跃层变浅,说明同属季风区的南海北部和南部对气候变化的响应有所不同。     

中国北方过去2000年沙尘事件与气候变化*

文章依据冰芯、树木年轮等自然记录和历史文献记录,分析了中国北方不同地区近2000年的沙尘事件及其与气候变化的关系。结果表明,在干旱区西部,历史时期的沙尘变化主要受温度变化的制约,无论在10年尺度,还是百年尺度上,沙尘事件与温度变化均表现为显著的反相关,即气候寒冷期与沙尘频发事件相对应,气候温暖期与沙尘发生变弱期一致;在半干旱区,在10年尺度上温度和降水序列与沙尘发生频率均显著负相关,但在百年尺度上沙尘与降水变化的关系更为密切;在干旱区东部,沙尘与气候变化的关系具有明显的过渡性特征,气候变化对沙尘事件的作用主要在百年尺度上体现出来,沙尘与温度记录的负相关比降水更好,在10年尺度上气候与沙尘序列尽管也是负相关,但不显著。通过对现代气象记录的气温、降水变化和沙尘事件频数分析,其结果与历史时期情况基本一致。     

中国西部末次冰期以来冰川、环境及其变化

晚更新世以来,由于青藏高原及其周围山地的上升,中国西部的气候愈来愈干冷,冰川发育受到抑制。末次冰期最盛时,雪线比今日低300—1500m,古冰缘下限比今日低300—1400m,高山带的气温比今日低3—7℃,高原外围地区低8—10℃。青藏高原从13000aB.P.开始气候变暖,6000aB.P.高温期时冰川强烈退缩或消失,4000—3000aB.P.气候又再次变冷进入全新世新冰期和现代小冰期。目前气候又开始变暖,大部冰川又转入后退时期。     

末次冰期以来南海北部沉积有机碳记录及其古植被环境信息

末次冰期以来南海北部深海沉积物中陆源植被碎屑来源及其指示的植被类型变化等一直存在争议。正构烷烃比值、正构烷烃碳同位素(δ13Calk)及总有机碳同位素(δ13CTOC)等有机碳指标的应用可能为之提供新的证据。南海北部MD05-2905岩芯中正构烷烃比值C31/C27,C31/(C31+C27+C29)和ACL(长链烷烃平均链长)等呈现末次冰期高,全新世低的变化,指示末次冰期草本植物相对增多,全新世木本植物较多。δ13CTOC及δ13Calk均呈现末次冰期相对偏正,全新世偏负的变化,指示C4植物在冰期增多,间接印证草本植物的增多。末次冰期,由于相对冷干的气候、大气CO2浓度的降低,以及低海平面导致陆架的广阔出露,均有利于更多草本植物的生长。末次冰消期及全新世随着温度的升高及降水的增多,森林植被发育,C3植物相对较多。该岩芯碳同位素结果与南海北部孢粉结果的对比表明,南海北部深海沉积中正构烷烃指标指示南海北部周边较大区域范围的植被变化信息。