4.5~4.0kaB.P.气候变化、人口增长、条件限制与黄河中下游地区龙山酋邦社会产生

黄河中下游地区龙山时代中晚期(4.5~4.0kaB.P.)酋邦社会的产生是我国史前社会演进过程中一个重要事件,关于其形成机制,学者提出了各种假说或理论,然而到目前为止,还没有一种理论能够给出令人满意的解释。本文首先根据考古和历史文献证据,揭示出龙山时代中晚期战争盛行的社会现象,从而支持了国际学术界关于战争是史前社会演化主要驱动力理论;然后利用多种自然气候记录恢复了龙山时代气候变化历史,发现龙山时代中晚期,即大约4.5~4.0kaB.P.发生了显著气候变化,其发生时间与黄河中下游地区龙山酋邦社会产生的时间比较吻合,暗示二者之间存在某种联系。另外结合人口学和社会演进理论,尝试提出另一种可供检验的假说,即认为在主要由于人口增长形成的限制条件下,气候变化作用于一定人口规模之上,引起人口-资源失衡,并进而触发的冲突和战争是黄河中下游地区酋邦社会产生的主要动因。     

太湖西部地区8.2ka BP以来的高分辨率孢粉记录

通过AMS14 C测年技术建立年代标尺,对太湖西部地区LTD-12号钻孔301cm以上的岩芯进行高分辨率孢粉分析,重建太湖西部地区8.2ka BP以来的气候和植被,并探讨了太湖地区新石器文化对气候变化的响应。结果表明:1)太湖西部地区8.2ka BP以来的植被类型演替过程大体为:以松属—常绿栎—落叶栎—枫香为主的含针叶成分的常绿落叶阔叶林→以落叶栎-常绿栎-枫香树属为主的常绿落叶阔叶林→以松属-枫香为主的针阔叶混交林→以松属为主的次生性质的针叶林。2)太湖西部地区高分辨率孢粉记录的气候变化可划分为2个大的阶段:(a)8.2~4.4ka BP为中全新世温暖湿润期,最适宜期出现在6.9~5.5ka BP;(b)4.4ka BP~0ka BP为晚全新世降温期,气候从暖稍湿向暖干过渡。3)太湖地区的新石器文化总体上响应于气候的变化。环太湖平原地区至今未发现10~7ka BP的新石器遗址可能与当时过于潮湿和不稳定的气候环境有关;6.9~5.5ka BP温暖湿润的气候适合人类的生存,促使了马家浜文化的出现、繁荣和发展;5.0ka BP左右的干燥降温事件可能导致了崧泽文化的衰落;良渚文化的消亡可能与4.4ka BP前后该地区的气候突变事件有关。     

中晚全新世科尔沁沙地沉积物化学特征及其气候变化

科尔沁沙地位于我国沙漠-黄土边界带和北方农牧交错带,深受东亚季风的影响,对全球气候变化反应非常敏感,是研究全球气候变化的理想区域。TL剖面磁化率、粒度和地球化学元素氧化物及其比值变化分析表明:中晚全新世研究区气候极不稳定,可以大致划分为:① 6.0～4.2 ka BP,气候暖湿,夏季风逐渐增强,并占据主导,冬季风较弱,与全新世大暖期对应,但存在百年尺度的气候波动,其中:6.0～5.6 ka BP,5.5～5.4 ka BP,4.9～4.7 ka BP,4.5～4.2 ka BP气候暖湿;5.6～5.5 ka BP,5.4～4.9 ka BP,4.7～4.5 ka BP气候相对冷干。② 4.2～1.3 ka BP,气候相对暖湿,与上一阶段相比夏季风有所减弱,其间也存在次一级波动,4.2～3.63 ka BP,3.57～3.4 ka BP气候相对干冷;3.63～3.57 ka BP,3.4～1.3 ka BP,气候相对暖湿。③ 1.3～0.65 ka BP以来,气候波动频繁,后期有向暖湿发展的趋势。这些气候变化与区域和全球变化具有良好的对应关系,反映该区气候变化与全球气候变化具有高度一致性。     

西藏台错沉积记录与更新世晚期—全新世气候变化

西藏西部台错湖T1阶地的两个剖面沉积中,除下部10余厘米含碳化植物和50-70 cm处为暗色碳酸盐粘土及粘土外,中、上部全系粘土碳酸盐层,含丰富的介形类和轮藻类。据碳酸盐、介形类、轮藻类的碳、氧稳定同位素值与微体古生物群落生态特征等提供的环境气候变化指标,指示该区距今41.4~4.5 ka BP间气候变化为：在41.4~26.2 ka BP气候较湿润;26.2~25.5 ka BP偏暖稍干;25.5~22.5 ka BP气候暖湿;22.5~21.0 ka BP气候偏冷湿;20.5~17.5 ka BP气候骤冷、偏湿,反映本区处于末次冰期盛冰期;17.5~16.0 ka BP偏冷偏干;16.0~11.8 ka BP气候偏暖湿,为全球间歇性暖事件的响应;11.8~10.4 ka BP气候较冷干,大致相当于新仙女木期,10.4 ka BP气温开始回升;10.4~9.4 ka BP气候偏暖湿;9.4~8.5 ka BP气候呈现短暂暖湿颤动;8.5~7.9 ka BP气候偏干冷,为冰后期强烈降温偏干事件;7.8~6.3 ka BP气候偏暖湿;6.3~4.5 ka BP气候趋向冷干,4.5 ka BP记录到晚更新世晚期以来最大的干燥期。     

台湾头社盆地湖沼相沉积孢粉记录的6.2~1.3 cal ka BP以来气候研究

头社盆地位于中国台湾省中部,东亚季风区的最前沿,对东亚季风的响应十分敏感,研究其中晚全新世以来古植被、重建古气候序列,探讨其气候与东亚夏季风的关系具有重要的科学意义。文章对头社盆地泥炭—湖泊沉积的AMS14C测年、体积磁化率测试的基础上,基于孢粉记录,重建晚全新世来植被变化,恢复古气候。结果表明全新世中晚期以来分六个阶段：6.2~6.0 cal ka BP,气候凉干,植被类型是亚热带常绿阔叶林;6.0~4.0 cal ka BP,气候转暖湿,植被类型为含较多热带成分的亚热带常绿阔叶林;4.0~2.2 cal ka BP,气候相对凉干,植被类型转为亚热带常绿阔叶林;2.2~1.9 cal ka BP,气候又变暖湿;1.9~1.7 cal ka BP,气候快速冷干事件,森林退化;1.7~1.3 cal ka BP,气候重转温暖湿润,植被类型为接近现代的沼泽草原。整体上6.2~2.2 cal ka BP的气候变化是由温暖湿润向温凉干燥转变的趋势,这是全新世中晚期以来的太阳辐射量减少所导致的,太阳辐射量的减少导致热带辐合南移,进而导致东亚夏季风减弱,而2.2 cal ka BP之后气候波动较大,可能是在东亚夏季风减弱的背景下,ENSO活动加强与人类活动的干扰下耦合的结果。     

Sedimentary Records and the late Pleistocene-Holocene climatic changes in Tai Co,Tibet (Xizang)

西藏西部台错湖T1阶地的两个剖面沉积中,除下部10余厘米含炭化植物和50～70 cm处为暗色碳酸盐粘土及粘土外,中、上部全系粘土碳酸盐层,含丰富的介形类和轮藻类.据碳酸盐、介形类、轮藻类的碳、氧稳定同位素值与微体古生物群落生态特征等提供的环境气候变化指标,指示该区距今41.4～4.5 ka BP间气候变化为:在41.4～26.2 ka BP气候较湿润;26.2～25.5 ka BP偏暖稍干;25.5～22.5 ka BP气候暖湿;22.5～21.0 ka BP气候偏冷湿;20.5～17.5 ka BP气候骤冷、偏湿,反映本区处于末次冰期盛冰期;17.5～16.0 kaBP偏冷偏干;16.0～11.8 ka BP气候偏暖湿,为全球间歇性暖事件的响应;11.8～10.4 ka BP气候较冷干,大致相当于新仙女木期,10.4 ka BP气温开始回升;10.4～9.4 ka BP气候偏暖湿;9.4～8.5 ka BP气候呈现短暂暖湿颤动;8.5～7.9 ka BP气候偏干冷,为冰后期强烈降温偏干事件;7.8～6.3 ka BP气候偏暖湿;6.3～4.5 ka BP气候趋向冷干,4.5 ka BP记录了晚更新世晚期以来最大的干燥期.     

中国4.0 ka BP前后气候的空间分布特征及其对史前文明变迁的影响

本文收集整理了中国不同气候区84个地点110条4.0 ka BP前后的古气候、古环境记录,以讨论该时段前后气候的空间分布特征及其对史前文明变迁的影响.结果表明,4.0 ka BP前后中国绝大部分地区气候以降温为主.从湿度变化上看,北部、西北部的干旱区以及东部季风区的大部分地区气候为干或偏干状况,仅有少数记录,如长江下游、黄土高原中部偏南地区为“洪水”频发表征的湿度增加.总体上看,4.0 ka BP前后,中国气候似乎并未呈现“南湿润北干旱”的空间分布特征,部分地区出现的湿度增加或土壤侵蚀加剧情况,或与4.0 ka BP前后厄尔尼诺—南方涛动(ENSO)变化引起季风降水的季节性分布差异加大有关.同时,中国北部、中原以及长江中下游地区新石器文明在该时段的普遍衰退,则表明气候、环境变化是4.0 ka BP前后史前文明变迁的重要驱动力.     

青藏高原邛多江盆地湖相沉积物总有机碳含量及其碳同位素特征的古气候意义

选择青藏高原南部邛多江盆地湖相沉积物为研究对象,利用AMS~(14) C测年手段,建立邛多江盆地湖相沉积物40ka BP~30ka BP的时间序列。对采自5cm~250cm湖相沉积物中的50件样品进行总有机碳(TOC)含量、总氮(TN),TOC/TN比值和有机碳同位素(δ~(13) C)等环境代用指标的测试分析,将邛多江盆地40ka BP~30ka BP期间的古气候划分为如下几个阶段:气候暖湿期(40.2ka BP~38.5ka BP)、气候温干期(38.5ka BP~35.4ka BP)、气候过渡期(35.4ka BP~32.4ka BP)、气候动荡期(32.4ka BP~31.7ka BP)和气候转干期(31.7ka BP~30.3ka BP);经频谱分析表明,研究区存在1 552a,1 187a,961a,602a,538a和492a气候变化的准周期,千年尺度的气候变化可能与太阳活动、大气环流、大洋内部不稳定因素的影响及季风的活动周期有关,识别出的538a周期与太阳活动的530a周期相对应,可能表明太阳活动也是影响藏南邛多江盆地气候变化的原因之一。     

青藏高原东北部共和盆地风成沉积地球化学特征及其揭示的气候变化

通过对共和盆地东部风成沉积的地球化学分析,并结合14C和OSL年代,重建了区域末次盛冰期以来气候变化过程。21 ka BP之前气候寒冷偏湿,21～15.82 ka BP为末次盛冰期(LastGlacial Maximum,LGM),气候极为寒冷干燥;15.82～9.5 ka BP气候转暖且偏干,其中14.5～13.6ka BP和11.9～9.5 ka BP气候明显冷干,分别为老仙女木时期(Oldest Dryas,OD)和新仙女木时期(Younger Dryas,YD),而15.82～14.5 ka BP和13.6～11.9 ka BP(BФlling-AllerФd暖期,B/A)相对温暖;9.5～7.2 ka BP暖湿程度明显提高,7.2～5.1 ka BP气候波动频繁,相对冷干和相对暖湿多次更替。5.1～2.7 ka BP暖湿程度基本稳定,之后气候趋于寒冷但湿度明显较大。这些气候变化过程与青藏高原大量的古气候信息记录具有良好的一致性,表明共和盆地气候变化与青藏高原气候变化的高度一致性。     

8.2ka BP冷气候事件确实在中国发生过吗？

综合迄今中国境内湖泊沉积、冰心、泥炭、石笋、古土壤和洪积物获得的全新世数据及序列表明,早全新世气候变化是不稳定的,至少存在一次明显的降温事件,且表现为区域差异,其根本原因是受不同气候系统、复杂地形（特别是高原）的制约。但是,将不同地区、存在于9.0～7.6ka BP期间、500a至200a不等的气候突变或波动和记录与环北大西洋的8.2ka BP气候突变事件相对应,并归因于Laurentide冰盖的崩塌冰融水注入北大西洋造成的降温显然是草率的。中国主要地处季风气候区,加上目前我们所得序列的不同年代、样品精度、不同材料以及缺乏对气候事件前后精确的年代数据的控制,对于中国是否存在相同的或相似的气候降温事件是值得商榷的。如果真的存在,其时间跨度、降温幅度以及诱发机制又是什么,均需进一步认真研究。     

西藏昌都崩勒溶洞石笋7 ka BP以来高分辨δ18O、δ13C记录的气候变化

通过对青藏高原崩勒溶洞石笋进行高精度的230 Th测年和C、O同位素分析,建立了中全新世7ka BP以来西藏昌都地区高分辨率的古气候变化记录。石笋C、O同位素记录揭示出,西藏昌都地区中全新世(约7ka BP)以来的气候演化大致可分为3个气候阶段:7000~4500aBP为暖期阶段,气候总体处于高温暖湿,伴随缓慢降温;4500~2300aBP为降温期阶段,出现持续降温,气候变得干旱;2300aBP至今为升温期阶段,气温及降水均出现波动上升。石笋C、O同位素记录的研究结果表明,中全新世以来研究区存在高温暖湿、快速降温干旱以及后期气候强烈震荡升温的气候过程。通过与董歌洞石笋同位素记录对比表明,崩勒溶洞石笋δ18 O同位素曲线变化的斜率、震荡幅度都要明显高于董歌洞石笋记录,揭示出青藏高原东部季风区的气候波动与全球性冷暖变化具有一致性,但高原石笋同位素记录对气候变化更加敏感。昌都石笋同位素反映的气候变化趋势与低纬地区夏季太阳辐射强度变化正相关,表明太阳辐射强度变化是高原季风影响区气候变化的重要驱动因素。     

渤海湾4.2ka事件初步研究

相距3~20km的岭头、罾口河、俵口和空港物流中心4处埋藏牡蛎礁体的年代学研究证实,开始发育的时间不同,但同时在4.2~4.0ka cal BP时结束建礁,即其灭亡与"4.2ka事件"在时间上重合。岭头、罾口河剖面O稳定同位素和罾口河剖面孢粉数据进一步表明,4.5~4.3ka cal BP时研究区气候出现变冷变干的趋势,4.3~4.2ka cal BP逐渐好转,推测这一气候波动变化过程可能是对"4.2ka事件"的响应。     

苏北盆地湖沼沉积记录的30～17cal ka BP期间的气候变化

以苏北盆地里下河地区获取的SG钻孔沉积岩心为研究对象,进行了AMS14C年代、粒度、Rb和Sr含量分析。结果表明,苏北盆地湖沼沉积的粒度分布和Rb/Sr比值能够很好地指示东亚季风区的气候变化。根据粒度和Rb/Sr比值的变化,可将苏北盆地30~17cal ka BP期间的气候变化划分为3个阶段。在30.3~25.9cal ka BP期间,降雨量相对增多,气候相对湿润;25.9~18.3cal ka BP期间,降雨量减少,气候相对干旱;18.3~17.1cal ka BP期间,降雨量又明显增加,气候相对湿润,期间还可能存在变干突变。SG钻孔沉积岩心的环境代用指标与西峰黄土平均粒径、葫芦洞石笋氧同位素有着很好的可比性,并且SG钻孔沉积岩心的黏土含量趋势线与北半球30°N六月的太阳辐射强度曲线极为相似,这表明苏北盆地的气候受太阳辐射驱动下的东亚季风系统影响明显。     

MIS 5a/5b时期亚洲夏季风变化的高分辨率石笋记录

由于深海氧同位素阶段5时期 (Marine Isotope Stage 5, MIS 5)高分辨率的亚洲夏季风记录较少,限制了对该时期亚洲夏季风变化的认识。本文利用重庆金佛山羊口洞石笋的δ18O记录,重建了MIS 5a/5b时期平均分辨率为38年的亚洲夏季风演变历史。发现该时段亚洲夏季风在千年—百年尺度上与北大西洋地区气候变化存在紧密联系。得益于误差小于0.4%的230Th测年结果,本文标定了中国间冰阶(Chinese Interstadial, CIS)21的开始时间为84.6±0.3 ka BP,CIS 22的起止时间分别为91.2±0.3 ka BP和88.9±0.3 ka BP。此外,羊口洞石笋记录的CIS 21和CIS 22的变化模式与格陵兰记录不同,而与南极冰芯记录呈反相对应,可能表示在此阶段亚洲夏季风受到了南半球气候变化的影响。      

云南昆明盆地中更新世晚期以来的孢粉记录及古气候演化

通过“昆明市活断层探测与地震危险性评价”项目获得了昆明盆地的东西两侧各一个钻孔的孢粉资料和测年数据,对比分析了昆明盆地自中更新世晚期以来的植被演替和古气候演化。研究表明,沉积环境对孢粉记录有重要的影响作用。近200 ka BP以来,昆明盆地总体经历了温凉偏干（201~180 ka BP）—温和偏干（180~132 ka BP）—温暖偏干（132~89 ka BP）—温和偏湿（89~75 ka BP）—温暖湿润（75~38 ka BP）—温凉偏湿（38~22 ka BP）—温暖偏干（22~6 ka BP）的气候变化。从区域和全球对比上来看,昆明盆地与滇中和滇西地区的气候变化较为一致,同时又有自身的一些特点。     

内蒙古克什克腾旗浩来呼热古湖泊全新世以来的环境演变

利用位于中国北方季风尾闾区的浩来呼热古湖泊沉积物中的硅藻化石重建了全新世以来的环境演变历史。根据硅藻组合的变化,可将浩来呼热古湖泊全新世以来的环境演变过程划分为6个阶段:阶段Ⅰ(12.1～11.5cal ka BP),气候以寒冷为主;阶段Ⅱ(11.5～8.6cal ka BP),温度有所回升,但存在一定的冷暖波动;阶段Ⅲ(8.6～6.7cal ka BP),气候仍相对偏凉,且比较干燥;阶段Ⅳ(6.7～5.8cal ka BP),气候开始转温;阶段Ⅴ(5.8～2.9cal ka BP),气候温暖偏湿,为全新世气候最适宜期;阶段Ⅵ(2.9～0.2cal ka BP),气候趋于凉干,湖水也越来越浅,最终在0.2cal ka BP前后干涸消失。     

阴山西段河流阶地发育的年代序列及其对构造隆升的指示意义

阴山位于河套断陷带北部,晚新生代以来,构造运动非常活跃,阴山持续不断隆起,河套随之不断下陷,作为地貌响应之一,阴山河谷中发育了一系列河流阶地。本文通过详细的野外地质调查,结合地貌学、沉积学及年代学方面的研究,厘定了阴山西段河谷普遍发育的4~5级河流阶地;并利用光释光(OSL)测年方法,恢复了其堆积-下切历史,建立了河流阶地年代框架:T4、T3、T2、T1级阶地大致形成时间分别为58.00ka BP、46.25ka BP、32.19ka BP、15.79ka BP之后;分析了本区河流阶地的成因:阴山的构造隆升为本区河流下切提供动力基础,是形成河流阶地的主要驱动力,气候变化通过改变水流流量与沉积物通量的比率影响阶地的堆积-下切行为的转换,是河流阶地形成的重要影响因素;进而利用河流侵蚀速率差异性讨论了晚更新世以来阴山西段的构造隆升模式:51.61~41.28ka BP之间,阴山西段隆升以中部高于东西部的穹窿式差异性隆升为主,23.22ka BP之后,阴山西段的隆升区段差异性减小,趋向于整体隆升。     

中国热带雷州半岛北部地区末次冰期气候变化的特征与机制

本文通过对雷州半岛北部屋山和下录泥炭沉积剖面,以及泉水河湖相沉积剖面沉积物有机质δ13C分析,重建了我国热带北部地区48～10cal ka BP期间的气候变化历史。通过与3个剖面的烧失量(LOI)、有机质含量(OM)、腐殖化度(HD)、低频磁化率(χlf)、干密度(DD)等气候代用指标的对比分析:δ13 Corg低值指示气候较为暖湿,东亚夏季风较强;δ13 Corg高值则指示气候较为冷干,东亚夏季风较弱。研究表明我国热带北部地区在48～28cal ka BP之间气候较为暖湿。在22cal ka BP(或20cal ka BP)左右,研究区域气候发生急剧变化,其中最干冷的阶段出现在18～16cal ka BP,反映了东亚夏季风的衰弱,可能与末次盛冰期(LGM)的到来有一定关系。12cal ka BP之后该区域气候又逐渐转为暖湿。在48～10cal ka BP之间,3个剖面δ13 Corg值的若干正偏方向的扰动则表明C4植被或者偏正的C3植被的扩张,这些千年尺度的正偏扰动可能与Heinrich事件以及格陵兰冰芯和葫芦洞石笋所检测出来的千年尺度的冷干事件有关。研究还发现,3个研究剖面的δ13 Corg记录反映的我国热带北部气候变化与南半球巴西石笋记录的南美季风变化呈反位相关系,这表明我国热带地区末次冰期的气候变化主要与太阳辐射的变化,以及受太阳辐射驱动的热带辐合带(ITCZ)的迁移有关。ITCZ的迁移可能会引起哈德莱环流经向上分布的不对称,进而改变经向上的水汽传输,使得南北半球低纬度地区气候变化相反。南半球高纬度地区也可能通过"推拉"机制影响到雷州半岛北部地区的气候变化。     

青藏高原东北部泥炭沉积粒度与元素记录的全新世千年尺度的气候变化

通过对青藏高原东北部共和盆地泥炭沉积的粒度与地球化学元素分析, 重建了区域全新世千年尺度的气候变化过程. 结果显示: 10.0~8.6 cal ka BP区域暖湿程度逐渐增加, 但在8.6~7.1 cal ka BP气候相对寒冷干燥, 7.1~3.8 cal ka BP 暖湿程度总体上为全新世最佳, 但也出现明显的气候波动, 3.8~0.5 cal ka BP气候向冷干方向发展, 0.5 cal ka BP以来气候又逐渐转向暖湿. 这一特征与中国东部季风区的气候变化有很好的一致性. 此外, 区域全新世气候变化过程中存在10次千年尺度的寒冷事件, 并与高原冰芯、 湖泊、 泥炭和风成沉积记录的古气候变化, 甚至与北半球高低纬度的气候变化都具有良好的可比性. 因此, 认为区域全新世气候变化具有"季风模式"与"千年尺度震荡"的双重特点.     

青藏高原全新世1月和7月气温序列重建

青藏高原自然环境受人类干扰相对较小,为利用古孢粉记录重建气候因子提供了可能,高原过去气候因子的重建对于预测未来气候变化趋势有重要意义.通过选取的29条高原化石孢粉记录,利用现代类比法和化石孢粉点与高原气温的函数关系,把化石孢粉点古气温转化为青藏高原古气温,重建了高原全新世1月和7月古气温序列.结果表明：对于1月和7月气温而言,全新世早期（11.5～8.5 ka BP）为气温波动上升期;全新世中期（8.5～4.6 ka BP）为全新世大暖期,气温整体高于现代;全新世晚期（4.6 ka BP～至今）又可分为两个阶段,一个是4.6～2.4 ka BP,在此阶段1月和7月气温都有减小的趋势,另一个阶段则是2.4 ka BP至今,气温出现反常的趋势.