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.     

内蒙古东部两大沙地土壤理化特性沙漠化演变规律的比较

为了了解不同地带沙地土壤理化特性沙漠化演变规律的差异及其机制,研究比较了科尔沁沙地和呼伦贝尔沙地土壤理化特性的沙漠化演变特征,得到以下结论:沙漠化过程中,2个沙地的土壤黏粉粒含量均大幅度下降,沙粒含量明显增加,但科尔沁沙地土壤机械组成的变化幅度要大于呼伦贝尔沙地,而且前者黏粉粒主要释放期早于后者;科尔沁沙地土壤温度趋于...     

末次冰期毛乌素沙地湖泊消涨过程:沉积证据

毛乌素沙地位于东亚季风边缘区,对于气候变化响应敏感.基于沙地的侵蚀-堆积关系,在侵蚀作用为主的沙地西北部和中部很难找到沉积相对连续且分辨率较高的地层剖面,因此已有的末次冰期古气候环境研究多集中于堆积作用为主的沙地东南缘的萨拉乌苏河河谷地区.本文选取位于沙地腹地,厚度为3.5 m的风成砂-河湖相沉积序列——神水台(SSTG)剖面为研究对象,基于AMS 14C和OSL年代数据,推测得出剖面中湖相层的上界和下界分别为约24.2 ka B.P .和42.7ka B.P.,依据沉积地层和环境代用指标分析结果,针对末次冰期毛乌素沙地湖泊消涨的一般过程进行了探讨.结果表明,自约5万年以来,由神水台(SSTG)剖面指示了两次明显的湖泊主要发育期,时间分别约为42.7~34.3 ka B.P.和31.1~24.2 ka B.P.,期间粘土含量、有机质、红度均表现为低值,为含淡水螺壳化石的典型湖泊相沉积,且与毛乌素沙地已有湖泊发育的年代结果基本一致.在两期湖相层之间的砂层,平均粒径、砂含量表现为峰值,指示了一次明显的湖泊消退的过程,其时间约为34.3~31.1 ka B.P.;在湖相层上下可能均为风力作用为主导的风沙沉积.通过区域对比并初步探讨其可能的驱动机制,结果表明SSTG剖面记录的湖泊消涨过程主要受控于东亚季风强度的变化.     

光释光年代学对腾格里沙漠化机制及风沙物源的指示

腾格里沙漠地处东亚夏季风现代影响区的西北边缘,长期以来被认为是东亚沙尘暴多发中心之一.近年来的研究较明确地支持腾格里沙漠晚更新世以来的沉积环境发生了巨大变化,但该区沙漠化的机制仍需进一步研究.文章基于石英矿物的光释光测年技术,研究了腾格里沙漠南部腹地系列剖面的沉积年代,结合已有研究结果,重建了该区风沙堆积历史,获得如下...     

基于光释光测年的中国黄土中氧同位素阶段2/1和3/2界限位置及年代的确定

文章简要总结了近几年来在确定黄土中氧同位素阶段2/1和3/2界线位置、年代以及与此相关的光释光测年方面的最新进展。在黄土与全球变化的研究中,更新世与全新世界线的位置及其年代的确定始终难于解决。常用的方法是用磁化率曲线来定性确定这一界线,而其年代则从别处引用。近几年来光释光测年的一些最新进展为黄土高分辨率的光释光年代序列提供了条件,基于高分辨率光释光测年的沉积速率模型较好地解决了这一难题。由于冰期时黄土沉积速率较高,而间冰期(或间冰阶)时沉积速率相对较低,沉积速率模型认为,沉积速率变化的拐点即是冰期和间冰期的界线。运用这一模型,测算得出甘肃省临夏盆地塬堡剖面氧同位素阶段2/1和3/2界线的年代分别为13.48±1.15ka和25.8±2.1ka。     

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...     

末次盛冰期和全新世大暖期新疆地区沙漠边界移动初探

位于新疆地区的塔克拉玛干沙漠、库姆塔格沙漠和古尔班通古特沙漠是我国沙漠的重要组成部分,它们在末次盛冰期以来的空间变化受气候影响[1-3].本文基于野外观察分析,结合实测数据和前人的研究资料,尝试重建这3个沙漠在末次盛冰期(LGM)和全新世大暖期(HO)的空间变化.沙漠边界内外有确定测年的晚第四纪沉积,尤其是含有风成沙、黄土的沉积序列,是指示沙漠扩张和收缩的重要标志[1-4].可以认为,在现代沙漠边界外围LGM时期的风成沙往往是沙漠扩张的证据;在现代边界内HO时期的黄土堆积往往揭示了沙漠收缩与沙丘固定.     

末次盛冰期和全新世大暖期浑善达克沙地边界的变化

本文在浑善达克沙地选取34个代表性沙丘-砂黄土剖面,利用光释光测年技术确定地层年龄,在野外考察、风沙动力学分析以及气候替代性指标测试的基础上,结合前人的研究,确定了浑善达克沙地在末次盛冰期和全新世大暖期的范围:在末次盛冰期时,流沙南界到达镶黄旗-正镶白旗-正蓝旗-多伦一线,较现代沙地南界偏南约40km,沙地面积扩张约1.39×104km2,扩张了37％;在9 ～ 5ka时段的全新世大暖期,沙地普遍发育灰黑色砂质古土壤,植被覆盖良好,沙丘固定,流沙南界向北退缩约200km.末次盛冰期和全新世大暖期浑善达克沙地空间格局的变迁受控于东亚季风强度和有效湿度共同影响.     

末次盛冰期以来科尔沁沙地古气候变化及其边界重建

利用光释光测年技术,获得了覆盖科尔沁沙地内部及外围的20个风成沙-砂质古土壤沉积序列的年代.在分析前人研究的基础上,结合地层和气候代用指标重建了末次盛冰期以来科尔沁沙地的演化过程.结果表明:科尔沁沙地的气候变化和沙丘的固定与活化主要经历了4个阶段,即:26 ～ 12ka,气候极端干冷,沙地大面积活化;12.0 ～9.5ka,气候趋于暖湿,但仍比较干冷,沙地由大规模沙化向固定成壤过渡;9.5～2.5ka,气候暖湿,沙地基本固定;2.5ka以来,气候呈干冷与暖湿交替状态,沙地亦存在多次固定与活化,其中,从1.5ka开始,沙丘活化明显.基于风沙沉积序列的空间分布和光释光测年结果,末次盛冰期科尔沁沙地同时向南和北扩展:南至翁牛特-库伦旗一线,至少扩张了26km;北至霍林河一带,至少扩张了30km;东界受东辽河限制,与现代边界几乎一致.沙地面积较现代扩张了至少2.05×104km2,扩大了37.7％.全新世大暖期,沙丘大面积固定.研究表明,科尔沁沙地气候与环境演变受东亚季风影响,也是全球气候变化的区域响应.     

毛乌素沙地晚第四纪地层特征与沙漠化研究综述

毛乌素沙地保存着晚第四纪以来的多种沉积序列,记录了过去数十万年以来的古气候变化信息。其在地层发育上过渡性明显,以神木、榆林、横山、靖边及定边一线的沙漠-黄土边界带最为典型,主要有风成沉积和河湖相沉积2种类型,其中古风成砂是这2类沉积剖面的典型地层特征。随着地层记录、精确测年技术等现代沉积学方法的进步以及与历史地理、环境考古、遥感技术相结合的综合研究,晚第四纪以来毛乌素沙地的沙漠演变研究精度不断提高,毛乌素沙地进退在不同的时空尺度下与冷暖期的多旋回变化相适应,经历了沙丘固定与活化的多次转变。毛乌素沙地沙漠化研究在指标运用上多直接沿用黄土区的环境代用指标,有必要建立适合沙漠-黄土过渡地区的环境代用指标,且将气候环境物理替代性指标与元素地球化学以及生物学指标相结合。毛乌素沙地内部沉积速率快、受人类活动干扰较小的湖泊沉积物,对于提高沉积物的分辨率、恢复短时间尺度的环境变化过程也具有显著优势。