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。     

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。     

中国北方东部沙质荒漠化的地学观

中国北方东部的土地荒漠化主要受新构造运动以来的权造－沉积特征、青藏高原隆升所引起的全球气候变化、尤其是亚洲季风等地质背景控制。北方东部沙质荒漠化区域地质分类，按其成因可分为就地起沙型、风沙型和土地粗粒化型等3种类型。其中，就地起沙型沙质荒漠化主要分布在东部毛乌素、科尔沁、浑善达克、呼伦贝尔等沙地内，流经这些沙地的古河道，广泛发育河湖相砂质沉积物以及以砂质沉积物为母质的土壤分布区。风沙型沙质荒漠化主要分布在上述沙地的边缘地带，如毛乌素沙地以南的覆沙黄土区等。土地粗化主要分布在内蒙古锡林郭勒草原－河北坝上草原－河北坝上草原，其土壤类型多为含砾沙土，其土壤母质为基岩风化壳、残坡积或冲洪积物。荒漠化发展趋势上，尽管就地起沙型沙质荒漠化在毛乌素、科尔沁和浑善达达沙地的局部地区均有所逆转，但总体上，在北方广大地区，主要以地表土壤粗化为主的荒漠化和风沙型荒漠化等均有不同程度的扩大。上述不同类型的沙质荒漠化，总体上受地背景控制。其中，第四纪以来的构造－沉积特征控制着不同类型荒漠化的区域分布，气候变化控制着荒漠化的进程，人类活动则是在上述背景的基础上进行。     

末次冰期以来中国季风区西北边缘沙漠演化研究

我国季风区西北边缘的沙漠是全球中纬度敏感带的重要组成部分.本文选取区内的毛乌素沙地、共和沙地和腾格里沙漠,通过对末次冰期以来地层年代学、沉积相和地层空间分布的研究,重点探讨了末次冰期和全新世时期两个特征时段的沙漠演化.其中末次冰期是沙漠的持续发展、扩张期,奠定了沙漠的空间格局;全新世早期沙漠总体趋于固定、缩小,中期沙漠大部处于固定、缩小状态,晚期沙漠有所扩大,但未达到末次冰期的最大规模.     

石英光释光测年揭示的晚第四纪毛乌素沙地演化

本研究利用石英光释光测年的单片再生法(Single­aliquot Regenerative­dose Protocol,简称SAR)对毛乌素沙地内部西北－东南方向5个风成砂－砂质古土壤剖面进行了年代测定,结合年代框架和剖面沉积相、磁化率及粒度特征探讨了晚第四纪以来毛乌素沙地演化和气候变化。研究表明毛乌素沙地在晚第四纪以来经历了多次沙地固定与活化的交替演化： 距今91.0ka,71.0ka,48.0ka,22.0ka,11.6ka,5.0ka,1.1ka,1.0ka和0.4ka前后风成砂沉积,沙地活化,指示气候干旱,植被覆盖度低; 在距今65ka和全新世适宜期(8.5～5.0ka),沙地固定成壤,砂质古土壤发育,指示气候湿润。另外,剖面中风成砂层数变多、厚度增加、粒径变粗指示了晚第四纪以来毛乌素沙地干旱化趋势加强。     

五十年代以来毛乌素沙地荒漠化扩展及其原因

本文在毛乌素沙地景观分类、制图及景观动态研究的基础上,分析了50年代以来毛乌素沙地荒漠化发展状况及其时空特征,并对其扩展原因进行了分析和探讨。结果表明,50年代以来,该地区荒漠化整体上处于迅速扩展之中,只是某些局部地方植被得到一定程度的恢复;荒漠化扩展存在明显的空间和时间差异：西北部纯牧区扩展速度远远高于东部和南部半农半牧地区,70年代末至90年代初扩展速度远远低于50年代末至70年代末;荒漠化的迅速扩展主要是由于不合理的人类活动造成的,气候波动也有一定影响。     

萨拉乌苏河流域MGS1层段微量元素记录的全新世千年尺度的气候变化

本文以毛乌素沙漠东南缘萨拉乌苏河流域米浪沟湾剖面MGS1层段为代表,试图通过对其的微量元素分析结果探讨该地全新世千年尺度的气候变化.在分析的14种微量元素中,除Cr和Zn以外的12种元素P、Pb、Rb、Nb、Zr、V、Sr、Cu、Ni、As、Ba、Co含量在MGS1剖面的垂直方向上具有这样的分布规律:元素含量值在沙丘砂...     

毛乌素沙地东南部边缘不同成因类型土地沙漠化的特征

以毛乌素沙地南部边缘沙漠黄土地带的土地沙漠化为例,将研究区的土地沙漠化分为沙地内部就地起沙型沙漠化、河流谷地就地起沙型沙漠化、风化残积就地起沙型沙漠化和风沙侵入型沙漠化4种类型.深入分析了不同成因类型的沙漠化土地的粒度特征及其所代表的地质意义.同时,以遥感解译和野外路线地质调查为手段,分析了不同类型土地沙漠化的区域分布.最后,探讨了不同地质成因类型土地沙漠化划分的理论意义、环境地质学意义和对土地沙漠化防治的重要意义,提出了不同类型土地沙漠化防治的对策和建议.     

毛乌素沙地沉积物粒度特征与土地沙漠化

为了研究毛乌素沙地沉积物的粒度特征与土地沙漠化的地质成因类型,通过系统研究沙地及相邻地区晚更新世以来在沙地内部、覆沙黄土区、黄土高原和河流谷地与湖泊等不同地质构造地貌条件下所形成的沉积物粒度特征,指出不同地质成因类型的沉积物是这些地区土地沙漠化的物质基础,区分不同类型的沉积物也是构成不同地质成因类型土地沙漠化分类的理论基础,探讨了不同地质作用对土地沙漠化的贡献及其对土地沙漠化防治方面的意义。研究表明,研究区的土地沙漠化是以各种类型的就地起沙为主要特征,地表径流的水力搬运是沙漠化物质搬运的重要途径。现代毛乌素沙地及其邻区的土地沙漠化是对地质历史时期形成的各种沉积物的进一步搬运、分选和再沉积过程,具有相对复杂的粒度特征。     

末次盛冰期以来青藏高原东北部共和盆地气候与环境变化研究进展

青藏高原东北部共和盆地气候与环境变化文献分析认为:末次盛冰期(14 C年龄14ka BP或16cal ka BP之前)地层沉积主要为风成砂和黄土,冰缘地貌发育,气候寒冷干燥,植被可能为干旱荒漠或荒漠草原;末次冰消期(14 C年龄14ka BP或16 cal ka BP-Younger Dryas,缩写YD事件)地层发育古土壤,湖泊水位明显上升,并显著的捕捉到冷暖事件(Blling-Allerd,缩写B/A、YD)的信息,气候趋于温暖湿润,对应植被为荒漠草原;全新世8.5ka BP(14 C年龄)之前区域温度和湿度不同程度增加,湖泊水位较高,地层发育古土壤,植被为荒漠草原或干草原;8.5～7.0ka BP(14 C年龄)风成砂出现,古土壤发育中断,气候寒冷干燥,为全新世新冰期第一期;7.0～3.0ka BP(14 C年龄)古土壤显著发育,高水位湖面出现,水热组合达到全新世最佳,植被向干草原方向演化,但期间也存在千–百年尺度的冷事件(全新世新冰期第二期);3.0ka BP(14 C年龄)以来气候向温凉(寒冷)干燥方向发展.太阳辐射等外部因素变化并触发地球系统内部各个圈层之间相互作用是区域气候、环境变化的主要驱动力.同时,对研究现状进一步剖析,阐明其存在的问题,并提出气候、环境变化研究的发展方向.     

Geochemical and isotopic studies of aeolian sediments in China

The Sr and Nd isotopic, rare earth element (REE) and major element compositions, together with mineral and grain‐size proportions, are reported for aeolian loess deposits and desert sands from several Chinese localities. The study was carried out in order to examine regional variations in the isotopic and geochemical features of these aeolian sediments, and to constrain the provenance of Chinese loess. Samples include loesses from the Tarim and Junggar basins and desert sands from the Taklimakan desert in north‐west China, loess from the Ordos area and desert sands from the Tengger and Mu‐us deserts in north‐central China, as well as loess and desert sands from the Naiman area, north‐east China. REE distributions show minimal variation among the Chinese loess deposits, whereas those for the desert sands show regional variations. New isotopic data document a latitudinal variation in Sr and Nd isotopic features for the loesses and desert sands. The Naiman and Junggar loesses have distinctly lower ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios and higher ε_Nd(0) values than the loesses from the Tarim Basin, the Ordos area and the Loess Plateau. Among the desert sands, the Naiman samples have higher ε_Nd(0) values than the Taklimakan, Tengger and Mu‐us samples. Isotopic data suggest that loesses of the Loess Plateau were supplied from the Tarim Basin loesses and Taklimakan Desert sand, and that the Naiman loesses were supplied from the Junggar Basin loesses. The latitudinal variation in the loesses and desert sands may be partly explained by isotopic variations reported previously for moraines from the Tianshan and west Kunlun Mountains, which are possible sources for the loesses and desert sands. These inferences on the provenance of the loesses and desert sands are consistent with the dust transport pattern over East Asia.     

毛乌素沙地全新世地层粒度组成特征及古气候意义

分析结果显示,毛乌素沙地粒度自西北至东南逐渐变细、磁化率值逐渐变大。这一规律不仅表现在地表,而且在不同地点同一层位也有明显反映。说明了毛乌素沙地的形成过程与东亚季风联系密切。就所选剖面分析来看,本区在更新世晚期及全新世早期气候比较寒冷干燥,东亚冬季风影响较明显,此时为堆积成沙期,自北至南堆积的砂粒渐细,砂层渐薄;全新世中期气候温暖湿润,东亚夏季风影响显著,此时为较明显的成壤期,表现在自北至南普遍可见发育较好的黑垆土层,且南部的成壤作用比北部好,土壤的厚度也大;全新世晚期至今,气候向干冷的方向转化,但变化幅度远小于末次冰期     

毛乌素沙地东南部边缘不同地质成因类型土地沙漠化粒度特征及其地质意义

首次对毛乌素沙地东南部边缘沙漠—黄土地带的土地沙漠化进行系统的地质学分类,提出了沙地内部就地起沙型沙漠化、河流谷地就地起沙型沙漠化、风化残积就地起沙型沙漠化和风沙侵入型沙漠化等四种土地沙漠化类型。通过深入分析不同地质成因类型土地沙漠化的粒度特征,探讨了不同地质作用对土地沙漠化的贡献及其对土地沙漠化防治方面的重要意义。研究表明,研究区的土地沙漠化以就地起沙型为主,河流的水力搬运是沙漠化物质搬运的主要途径,风力作用则是对河流湖泊沉积物的进一步分选和再沉积。最后,提出了不同类型的土地沙漠化防治对策建议。     

黄河源风沙沉积及意义

考察发现黄河源发育有广泛的现代、古代风沙沉积和沙漠化草地。地貌、沉积和年代学的分析表明,这些沙丘都是就地形成的半成熟沙丘,粒度粗,分选中等,形成于四个主要时期,即倒数第二次冰期末、末次冰期最盛期,全新世寒冷时期和现代,为青藏高原及邻区黄土提供了丰富的粉尘。     

毛乌素沙漠砂土地基处理效果分析

在对毛乌素沙漠南缘风积砂进行水坠砂（静水沉积和浸水饱和分层碾压）、振冲密实法（振冲砂桩）及强夯等现场试验的基础上,对不同地基处理方式后风积砂的物理特性和地基承载力进行了对比分析,提出了风积砂不同地基处理方式的优缺点,并对不同地基处理方式的机理进行了探讨。     

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。     

毛乌素沙漠东南缘全新世剖面光释光年代及古气候意义

在毛乌素沙漠东南缘锦界地区发现的具有3层深棕色至黑色古土壤的全新世剖面,记录了至少3次大型沙地固定与活化的交替演化.在锦界剖面厚约5m的全新世地层中采集了10个光释光样品,利用石英光释光测年单片再生法(SAR),建立了锦界剖面全新世(>7.5-0.2ka)年代格架.结合粒度、磁化率气候变化代用指标和光释光年龄序列,得到...     

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。     

Aeolian Facies Belts in the Taklimakan Desert1

At least at the beginning of the last glacial epoch, the facies belts of dune sand, sandy loam and loess formed by winds had existed in the Taklimakan desert and areas south of it. There were no appreciable changes in the NE and NW wind systems and their wind forces that deposited dune sand, sandy loam and loess in the global cold stage since the last glacial epoch; accordingly no marked shifts of the boundaries of these aeolian facies belts took place. In the global warm stage since then, the climate in the Taklimakan desert and areas south of it became warm and dry, resulting in ablation of substantial volumes of ice and snow in their surrounding mountains and thus forming alluvial and diluvial deposits in the region. The alluvial-diluvial actions, however, failed to change the general framework of aeolian facies belts.