黄土高原现代土壤和古土壤有机碳同位素对植被的响应

黄土高原古土壤碳同位素与古植被的关系是一直未能很好解决的问题. 其中一个主要原因是由于对该地区现代C₄/C₃植被分布特征与现代土壤碳同位素组成之间的关系缺乏足够的了解. 初步研究了黄土高原主要植物及现代土壤碳同位素组成, 对比了现代土壤和黄土-古土壤序列的有机碳同位素组成变化特征. 结果表明: 黄土高原现代植被以C3植物为主, C₄植物主要来自适宜在暖湿条件下生长的禾本科植物(如白羊草Bothriochloa ischaemum和狗尾草Setaria viridis等). 森林土壤的碳同位素组成δ ¹³C值明显低于黄土塬面的碳同位素组成, 现代土壤的碳同位素组成与现代植被的分布是一致的. 根据此关系推断: 在相对暖湿的古土壤阶段(间冰期)C₄草本植物比例增加, 在相对干旱的黄土阶段(冰期)灌木和C₃草本植物比例增加.     

晚新生代洛川典型风尘堆积序列的延伸

对中国黄土标准剖面———洛川黄土剖面之下的上新世红黏土进行了沉积特征和磁性地层学的研究,结果表明洛川红黏土堆积于约2.6~3.2 MaBP期间,从而确定世界惟一的黄土类地质公园的风尘开始堆积的年代约为3.2 MaBP。古气候替代性指标磁化率和粒度的分析表明,洛川风尘堆积序列记录了上新世到第四纪古气候的重大转型。     

轨道调谐建立洛川黄土地层的时间标尺

对黄土高原中部洛川厚140m黄土剖面进行了黄土层间隔5cm、古土壤层间隔3cm的采样,在室内测量了全部样品的磁化率．以磁化率变化作为东亚夏季风气候变化的替代性指标,利用轨道调谐方法建立了黄土－古土壤序列的时间标尺．结果表明,B／M界线处的年龄是772KaB．P,午城黄土与离石黄土分界线的年龄为1348KaB．P,黄土堆积底界的年龄为2471KaB．P．．通过和古地磁场倒转点绝对年龄对比以及与太阳辐射量变化时间序列进行交叉谱分析,证明了新时间标尺的可信性．     

The Paleo－Environmental Significance of Sr and Ca Contained in Acid－Soluble Fraction of Plateau Loess Deposits in Xining Basin

The Xining Basin,located on northeastern Qinghai-Xizang Plateau,is adjacent to the Qaidam Bsim and Gobi-desert.Therefore,thick,integrated deposits of loess or paleo-sol sequence were well developed.As is well known,there is much paleo-environmental information recorded in loess and plaeo-sol.So if we deal with paleo-environmental index from different an gles ,especially from loess geochemistry,some important and detailed paleo-environmental evolutional information will be acquired.Based on this,the authors determined the contents of Sr and Ca contained in acid-soluble fraction from the bottom to the top of the Panzishan section.This section was obtained through making a well about 17 m in depth,including S1 paleo-sol that was developed during the last interglacial period.According to the results,it is found that variations in contents of Sr and Ca are well correlated with conversion of loess and paleo-sol.In loess deposits,the contents of Sr and Ca are higher than those in paleo-sol deposits.It is known that loess was deposited under cold-dry climate conditions and paleo-sol was developed during warm-humid climate episodes.It is concluded that due to their mobile behaviors,under cold-dry climate conditions,Sr and Ca are stagnant during weak weathering,but under warm-humid climate conditions,Sr and Ca are easily leached and transported in aqueous solution.Therefore,they can be utilized as indicatiors of climate changes.Moreover,variations in contents of Sr and Ca are more sensitive than susceptibility.The mobile behaviors of Sr and Ca contained in acid-soluble fraction can serve as a new quantitative index to evaluate paleo-environmental changes on the plateau.     

中国中部南洛河流域地貌、黄土堆积与更新世古人类生存环境

本文结合最近获得的新资料,对南洛河流域的地貌、黄土沉积和更新世环境进行综合分析。结果表明,南洛河上、中游地貌表现为河流峡谷和山间盆地相间分布的特征,盆地中河流阶地发育; 下游为平缓的山前平原和低山丘陵。黄土在全流域的山顶、河流阶地和盆地等各种地貌部位均有分布。黄土沉积受地形影响较大,上游黄土堆积速率低、颗粒细; 在下游有风道直通的地方,黄土堆积速率高、颗粒粗。在不同地貌部位,黄土开始堆积的年代不同,黄土底界的年代从早更新世到晚更新世均有所见。对埋藏旧石器的年代研究表明,南洛河流域的古人类活动从早更新世晚期(约800ka)开始,到晚更新世后期(约30ka)结束,期间有多期遗存。初步的孢粉和有机碳同位素分析表明,这里曾是森林草原景观,冰期时,乔木植被以松属为主,C4类型草本减少; 而间冰期时,乔木植被以松属-榆科占主导地位,C4类植物增多。古人类在黄土堆积期和古土壤发育期都可能在这个地方活动,但这一认识需要更多的证据支持。丰富的石制品分布和较为连续的黄土沉积,使南洛河流域成为理解更新世人类行为与环境的重要区域。     

亚洲季风气候边缘区毛乌素沙地南部晚第四纪降水定量重建初探(英文)

We present the first quantitative estimation of monsoon precipitation during the late glacial–Holocene in the sandy land of northern China, based on organic carbon isotopic composition data from a loess-sand sequence at margin of the Mu Us sandy land. We use the relationship between monsoon precipitation and the carbon isotopic composition of modern soils as an analogue, with a minor modification, to reconstruct precipitation back to c. 47 ka ago. The preliminary results indicate that annual monsoon precipitation was high after 8 ka, with an average of 435 mm; and it decreased during 18 and 8 ka with a mean value of 194 mm. The precipitation value of 47-18 ka varied between the two. We compare the reconstructed precipitation with other records and paleoclimatic modeling results, showing that our record agrees with reconstructions of the monsoon precipitation from other sources, even capturing short climatic events such as the Younger Dryas. We suggest that solar irradiance, high-latitude temperature/ice volume and local evaporation have together modified moistures in the sandy land.     

晚第四纪科尔沁黄土堆积的Rb-Sr地球化学特征及古气候变化

在科尔沁沙地南缘选取了两个典型的风成黄土-古土壤序列,对其记录的Rb-Sr地球化学特征进行了分析。结果表明,Rb-Sr含量变化与黄土高原黄土-古土壤序列相似,但Rb含量小于黄土高原,Sr含量则相反,可能是因为研究区距源区较近,粒径较粗,加之气候干冷,化学风化强度较弱造成的。总体而言,我国东北地区黄土Rb/Sr值作为反映东亚夏季风强弱变化的替代性指标是可行的。综合分析认为,晚第四纪科尔沁地区古气候存在多次明显的干湿变化,特别是在108~144、233±21和86±7 ka前后,气候较为暖湿;在261±32 ka前后,极为干冷,甚至出现沙漠化过程。晚第四纪科尔沁沙地的古气候变化,是东亚季风强弱变化的反映,也可能是全球气候变化在我国东北地区的体现。     

渭河盆地新生代孢粉组合与植被演化特征

在新生代全球变冷的背景下,亚洲环境变化的主要特征之一是季风气候的形成和演化。渭河盆地具有连续的新生代沉积序列,为研究新生代植被演化历史,探究季风的阶段性变化特征提供了良好材料。文章通过分析和综合集成渭河盆地新生代的孢粉记录,初步重建了新生代以来的古植被和古气候变化序列。始新世植被以含热带亚热带乔木成分的落叶阔叶林为主,气候暖湿;渐新世植被类型为含常绿树种的落叶阔叶林,气候相对暖热湿润;早中新世植被以落叶阔叶树为主,气候温暖湿润,晚中新世植被以森林草原为主,气温和降水比早中新世略有降低;上新世植被为落叶阔叶林和针叶林交替出现,后期变为森林草原,气候向干凉方向发展;第四纪以来,植被向森林草原—稀疏的森林草原—草原发展,气候变化趋于凉干。新生代以来降水阶段性减少,与全球变冷趋势基本一致,可能揭示了全球变冷对构造时间尺度亚洲季风降水和植被演替的影响。

     

雷州半岛玛珥湖区玄武岩的年代、地球化学特征及其意义

我国南部雷州半岛是亚洲季风影响的核心区,区域内田洋、青桐洋和九斗洋这3个干玛珥湖沉积序列可为揭示低纬地区亚洲季风的轨道尺度变化提供关键证据。查明这些玛珥湖的形成年代、基底玄武岩的地球化学组成及其风化产物特征,为进一步获得沉积序列的年代控制、揭示沉积物替代指标的古气候意义提供了基础。本研究对3个干玛珥湖基底的玄武岩进行了K-Ar测年、地球化学成分和玛珥湖周围风化剖面粘土矿物的测试分析,得出了以下结论：1）田洋玛珥湖湖盆的形成年代为0.73~0.87 Ma,首次报道的青桐洋和九斗洋湖盆的形成时代分别为0.82 Ma和0.81~1.08 Ma,它们均属于早更新世晚期到中更新世早期的石峁岭期火山射气喷发形成的。2）田洋、青桐洋和九斗洋玛珥湖基底玄武岩均属于石英拉斑玄武岩。同一时期喷发的石英拉斑玄武岩广泛分布在玛珥湖的周围,这些玄武岩风化的产物以高岭石、三水铝石以及赤铁矿为主,在降水较为充沛的时期,物理或化学风化的产物随地表径流汇入湖盆,是玛珥湖沉积的主要来源。本研究为正在进行的低纬地区更新世轨道尺度季风降水重建提供了基础。

     

光释光测年揭示浑善达克沙地中世纪暖期和小冰期环境变迁与人类活动的关系

为了深入了解中世纪暖期和小冰期浑善达克沙地环境变迁与人类活动的关系,对沙地5个具有代表性的风成砂——砂质土剖面序列进行了光释光测年研究。结合粒度、磁化率、烧失量等气候替代性指标及地层中的文化遗存分析,得到了浑善达克沙地近2ka来的环境变迁记录: 距今1.45~1.10ka和0.83~0.58ka,浑善达克沙地发育砂质土层,气候温暖湿润,与中国唐朝暖期和元朝暖期相对应,欧洲此时经历了中世纪暖期,该地自然环境条件比较优越,旱作农业文化发展。距今1.10~0.83ka和0.58~0.20ka,浑善达克沙地发育浅黄色砂层,气候干旱寒冷,沙丘活化,分别与我国宋辽和清朝冷期相对应,其中宋辽冷期是中世纪暖期的气候波动,清朝冷期则对应于欧洲小冰期,游牧文化发展。浑善达克沙地地层序列、气候替代性指标及其所保存的人类文化遗存揭示了自然环境与人类活动的相互关系。2ka以来,气候经历了暖湿与冷干的交替变化,自然环境变化影响了人类生产生活方式。沙地气候事件可能对我国相应时期朝代的兴亡产生过重大影响。