郧县前坊村剖面黄土-古土壤序列风化成壤及古气候研究

秦岭作为我国南方和北方地理、气候、自然环境的天然分界线,并当作是黄土高原的南屏障。汉江上游谷地地区位于秦岭南侧,属于北亚热带气候区域,受季风气候活动影响强烈。为了探讨该地区在亚热带气候背景下,风成黄土成壤改造对气候变化的响应机制,通过对汉江上游谷地前坊村（QFC）剖面磁化率、烧失量、粒度、Rb/Sr等理化性质进行研究。结果表明:①末次冰期以来沙尘暴很有可能越过秦岭在其南侧堆积,黄土-古土壤剖面地层序列从上到下依次为:MS-L₀-S₀-Lt-L₁-AD;这些沉积物完整记录了一级阶地上晚更新世气候变化信息,地层单元受到各个时期不同程度成壤强度的改造。②前坊村剖面中,理化性质在不同地层单元有显著差异。例如磁化率、烧失量、Rb/Sr指标平均含量的高值出现在古土壤层中,低值出现在黄土层;而Zr/Rb含量变化正好相反;这些理化性质表明,在古土壤发育期,水热条件进入最适宜期,沉积物的风化成壤作用显著;在黄土堆积期,气候寒冷干燥,主要以粉尘堆积为主,沉积物的风化成壤作用较弱。③秦岭南侧北亚热带汉江上游前坊村一级阶地剖面化学风化强度变化揭示了黄土-古土壤环境气候变化的规律:末次冰期以来（大约18.0～11.5 ka B.P.）,气候干冷,沙尘暴频繁出现,沉积物以黄土堆积为主,成壤作用微弱,形成马兰黄土（L₁）;全新世早期（约11.5～8.5 ka B.P.）,气候由干冷向暖湿方向转变,但主要以干冷为主,形成过渡层（Lt）;在全新世大暖期（8.5～3.1 ka B.P.）,气候条件达到最优阶段,水热配合较好,生物活动活跃,成壤作用十分显著,发育了古土壤S₀;到了全新世晚期以来（3.1 ka B.P.）气候又由暖湿向干冷方向转变,成壤作用明显减弱,沙尘暴出现较为频繁,形成了以黄土堆积为主的全新世黄土（L₀）。现代表土层（MS）是在（1.5 ka B.P.）以来气候转暖,加之人类长期农业耕作扰动,在全新世黄土L₀顶部叠加而形成的。     

关中平原全新世土壤与环境研究

根据蓝田田家村、长安四府村、西安吴家坟和岐山雍川村剖面样品的粒度分析、CaCO3含量测定和微结构的鉴定资料得知,关中平原全新世中期形成的土壤S0具有明显的淀积粘化特征和现代沉积间断条件下发育的土壤剖面特点,该层土壤的构成物质至少有一部分是由先前形成的黄土经成壤作用改造而成的。关中平原S0的粘化类型不仅可以指示当地温湿的气候环境和很少有沙尘暴活动,而且它与西北荒漠区全新世千年尺度上的环境变化存在遥相关关系。全新世晚期发育的黄土L0是在相对冷干条件下形成的狭义土壤,它具有明显的残积粘化和残积—淀积粘化特征,它发育在沙尘暴连续堆积的条件下,形成了厚度大发育弱的粘化层和厚度大而均匀分布的CaCO3淀积层。全新世黄土剖面特征显示,在风尘连续堆积条件下发育的土壤可以不具有明显的剖面分层,厚度可以大于2 m。关中平原全新世L0发育时的气候与西北荒漠区的气候也存在遥相关关系。     

泸沽湖记录的西南季风区15000a B.P.以来植被与气候变化

泸沽湖是云贵高原第二大深水湖.取自水深44.5m处长度880cm的连续岩芯显示,泸沽湖沉积岩芯物理特征变化不明显,色调单一、物质构成均匀、植物残体(古树叶)丰富.本文对该岩芯上部474cm进行了孢粉分析和TOC(总有机碳)、CaCO3(碳酸钙)百分含量的测定.在16个树叶残体AMS14C测年基础上建立了岩芯的年代序列.岩芯孢粉组合表明,在泸沽湖流域,15000～12300a B.P.植被以松林为主,伴有山地针叶阔叶混交林,指示温凉偏湿的气候条件;12300～10300a B.P.的植被以松林减少而落叶阔叶林扩张为特点,表明当时气候相对偏暖偏干;在早全新世(10300～7500a B.P.)和中全新世(7500～3800a B.P.),植被以松林占优势,伴有铁杉林和云冷杉林,植被盖度大,反映温暖湿润的气候条件;在中全新世常绿栎类偏多,表明有效湿度不如早全新世;在3800～3300a B.P.,松林明显减少而硬叶常绿栎林急剧扩张,指示了一次持续的冷干事件;在晚全新世(3300a B.P.至今),松林有所恢复但未达到早中全新世的水平,常绿青冈林增加并出现较多的铁杉林和云杉林,但植被盖度明显降低,表明晚全新世的气温和湿度比早中全新世均偏低.TOC和CaCO3含量反映的湖泊环境和湖面变化与孢粉分析结果有较好的对应,虽然彼此在年代上存在一定的差异.碳酸盐含量变化显示在13600～3400a B.P.期间湖水整体较高并形成间断性外流湖.泸沽湖沉积记录不仅揭示了末次冰消期以来升温-高温-降温的变化趋势,还记录了与Younger Dryas(YD)和约4000a B.P.的冷事件等相关的气候异常事件.因此,本研究对于认识我国西南地区现代气候环境变化过程、气候突变事件及植被演化具有重要意义.     

中国北方近二万年来环境变化的若干地质证据

中国北方晚冰期以来的连续堆积主要是湖泊沼泽相粘土、淤泥和风积黄土,这两套堆积地层保存有丰富的环境变化历史的信息。沉积相的分析和年代学、孢粉学的研究结果表明,近一万年来曾出现过三度凉暖和干湿更替,从而可划分出早、中、晚三个不同的自然环境历史阶段,年龄界线大约是7,500aB.P.和2,500aB.P.。全新世早期湿润温凉,全新世中期湿润温暖,5,000aB.P.是植被最繁盛时期。北部地区的植被在全新世早、中期没有明显的变化界线。约5,000aB.P.后,气候有变干变凉趋势。约2,300aB.P.为全新世以来气候最干凉时期。此后,温度和湿度都有逐渐回升的趋势。在中国北方地层中尚未找到小冰期气候的充分的地质证据。     

沙漠/黄土过渡带杨桥畔全新世地层微量元素特征及其所揭示的古气候变化

通过对沙漠-黄土过渡带杨桥畔全新世地层中20种微量元素的地球化学特征分析,结合年代学资料,探讨了该地区13.0ka B.P.以来的气候环境变化过程。研究表明,微量元素地层分布规律明显,化学成分具有很高地一致性,Cr、Cs、Co、Cu、Mn与I可作为衡量东亚夏季风强度的古气候替代性指标。根据主要微量元素演替所揭示的古气候变化特征,将该地区气候变化可划分为5个阶段:13.0~11.7ka B.P.气候干燥寒冷;11.7~10.0ka B.P.气候略温偏干;10.0~6.4ka B.P.气候温暖湿润;6.4~1.60ka B.P.偏冷干气候恶化期;1.6ka B.P.以来气候继续朝冷干方向发展,并且冷暖干湿交替频繁。通过与黄土、石笋等记录变化对比,发现杨桥畔地区全新世气候演化过程与全球气候环境的变化基本一致。     

天水樊家城黄土剖面记录的全新世环境及人地关系变化研究

对天水樊家城剖面的地层、磁化率、粒度、CaCO₃等进行分析，探讨了该地区全新世环境演变与人类活动的关系。结果表明:黄土层中磁化率、 < 5 μm黏粒含量和黏粉比值明显偏低， > 50 μm砂粒含量、CaCO₃值明显偏高，而古土壤层中磁化率、黏粒含量则达到峰值， > 50 μm砂粒含量、CaCO₃值明显偏低，其风化成壤强度呈现出马兰黄土L₁→过渡性黄土L_t→古土壤S₀逐渐升高、全新世黄土L₀降低的特征。它反映末次冰期结束后（?~8 500 a B.P.），气候逐渐转暖转湿，但仍较干冷，动植物资源不足，难以满足人类的生存和发展的需求，研究区内人类活动的强度很弱。全新世中期（8 500~3 100 a B.P.），气候温暖湿润，人类活动强度增大，原始定居农业得到极大发展，普遍出现以大地湾文化、仰韶文化、马家窑文化、齐家文化为代表的人类文化；其中，6 000~5 000 a B.P.气候出现干凉化趋势，但该时期人类文化依然获得了发展。全新世晚期（3 100 a B.P.以来），东亚季风格局发生转变，气候转为较干冷，致使区域自然环境发生变化，区内逐渐兴盛游牧文化。近代以来随着人口、生产力水平等因素的影响，人类活动对环境的影响持续增强，土地利用方式以农耕为主。     

中国西南地区中－晚全新世降温事件的石笋记录

通过对桂林响水洞、荔波董歌洞和云南宁蒗泸沽湖拉家仙人洞3根石笋进行高精度的TIM S-U系测年和氧同位素分析,建立了西南地区6000a B. P.以来的古气候变化时间序列。研究结果表明,西南地区6000a B. P.以来石笋记录的冷暖事件所反映出的古季风变化,大致可分为3个阶段: ( 1) 6000～ 4000a B. P. 间的中全新世气候适宜期,显示东亚夏季风由强盛逐渐变为减弱,气候温暖湿润;( 2) 4000～ 2100a B. P.间的中全新世晚期,是气候冷事件的突变或转换期,显示东亚冬季风增强,太阳辐射强度减弱,气温降低,气候变化幅度增大,特别是在4000～ 3500a B. P.发生的降温事件可能是新仙女木事件( Y. D)以来最为寒冷的一次降温过程,也是历史时期以来最具影响力的一次小冰期,是全新世气候演化过程中的一次重要转变, 标志着气候最适宜期的结束和晚全新世(新冰期-Neog lacial)的开始。( 3) 2100～ 130aB. P.间的晚全新世,是气候相对波动的降温期,在其内包括若干个由干冷到暖湿或由暖湿到干冷的气候变化亚期。      

山东庙岛群岛全新世黄土

庙岛群岛横跨渤海海峡,在这些岛屿上发育了第四纪各个阶段的黄土地层。在该区的马兰黄土之上普遍发育了全新世黄土。两者间有一清楚的侵蚀面相隔。全新世早期以浅棕黄色的黄土为特征,粒度较粗,其堆积时间约在10000—8000aB.P.之间。黄土层底部有零星散布的海相砾石和海螺化石。全新世中期为黑垆土发育期,其时间从8000aB.P.持续到2500aB.P。黑垆土厚约1.5m。全新世晚期又以砂质黄土堆积为特征,厚约30cm。     

陕西岐山黄土剖面 Rb、Sr组成与高分辩率气候变化

陕西岐山五里铺全新世黄土剖面层次结构清晰完整。通过对该剖面Rb、Sr含量和磁化率系统测定表明 ,黄土中Rb、Sr含量和Rb/Sr值明显不同于古土壤。它们作为气候替代指标比磁化率更灵敏 ,分辩率更高。Rb、Sr高含量及低Rb/Sr值指示冬季风占优势的干旱期 ,相对低的Rb、Sr含量及高的Rb/Sr值指示夏季风占优势的湿润时期。揭示在大约 6 0 0 0～ 5 0 0 0aBP曾出现一次以干旱为特征的明显气候恶化期 ,使全新世“大暖期”分裂形成两个主要的成壤期。黄土高原南部自全新世以来 ,经历了黄土沉积→土壤发育→黄土覆盖→土壤再度发育→黄土堆积及现代表土的发展演化阶段。     

中国西部全新世历史气侯的变化

本文在收集冰川、地质、沙漠、湖泊、树木年轮及历史文献记载等历史气候研究成果的基础上,给出了我国西部全新世以来气候变化序列。主要结果如下:1.全新世气候变化的总趋势按其演变可分为三个阶段。由中全新世向晚全新世的转变可能出现在3500年以前,比我国东部大约早500年,同时发现这种转变具有某种程度的突变性。2.全新世以来,千年尺度的气候振荡经历了6个寒冷期和5个温暖期。寒冷期分别在8700～7500a.B.P,5900～5400a.B.P,4200～3800a.B.P,3000～2700a.B.P,2000～1400a.B.P,1000a.B.P至今;温暖期分别为7500～5900a.B.P,5400～4200a.B.P,3800～3000a.B.P,2700～2000a.B.P,1400～1000a.B.P。千年尺度气候振荡的周期变化在1000～3000年之间。3.近千年来,百年尺度气候振荡的温度变化出现了6个低温期和5个高温期。低温谷值分别在公元1100's(1100～1109年),1310's,1480's,1680's,1830's,1950's;高温峰值分别在公元1220's,1390's,1570's,1780's,1900's,变化周期在120～210年之间。近千年中最冷的时期出现在17世纪中到18世纪初。近500年来,公元1480～1650年是我国西部降水最少、干旱频率最高的时期,出现了三次特大旱灾。18世纪前期是降水量较多的时期。近百年来,我国西北地区东部及华北地区出现了变干的趋势。     

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。     

周原黄土及其与文化层的关系

笔者等于１９９１年将黄土高原东南缘厚１—３ｍ、基色调为红色的全新世黄土名为周原黄土，并划分为五层，分属全新世早、中、晚三期，与新石器以来的文化层有叠压和可比关系。其中，褐红色顶层埋藏土(约８０００—２８００ａＢ．Ｐ．)含新石器时代中、晚期和夏、商、周的文化层；褐色顶层埋藏土(约２８００—２０００ａＢ．Ｐ．)含春秋、战国和秦汉文化层。地质沉积地层与文化堆积地层联合研究，为地质学和考古学中的地层研究开拓了新途径。     

耀县黄土记录的全新世东亚冬夏季风非同步演化

通过多指标分析了黄土高原中部地区耀县黄土剖面,重建了全新世以来该地区季风变化过程。结果显示研究区全新世冬、夏季风并非同步演化,夏季风： 10.0～9.4kaB.P.快速转强; 9.4～3.4kaB.P.为全新世强盛期,但夏季风在强盛期并不稳定,其中在 6.8～5.9kaB.P.存在一个衰退事件; 3.4kaB.P.以来夏季风快速衰退。在8.4kaB.P.之前,冬季风强盛,并逐渐减弱; 8.4～6.6kaB.P.冬季风较弱; 6.6～5.7kaB.P.存在一个冬季风突然增强; 5.7～1.7kaB.P.冬季风为全新世最弱的阶段; 1.7kaB.P.以来,冬季风强度迅速增大,具有不稳定性。耀县地区全新世冬、夏季风的演化过程不同步可能揭示了全新世冬、夏季风演化的主控因子不同。     

美国中西部第四纪冰川与黄土研究的进展和问题

本文对美国中西部和中国黄土高原０．５Ｍａ以来的气候序列进行了对比。０．５—０．１ＭａＢ．Ｐ．，美国中西部间冰期以干暖为特征，１０００００—３５０００ａＢ．Ｐ．，气候从干暖向温湿转化。本次冰进阶段，冰盖达到最大后，风尘堆积占优势，气候湿凉为主。全新世先从温凉转为温湿，继而干暖，后又转向湿凉。总之，０．５Ｍａ以来除末次冰期外，美国中西部与中国黄土高原温度变化的总趋势是一致的，但两地的湿度变化是相反的。     

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.     

渭南黄土剖面的年龄测定及十五万年来高分辨时间序列的建立

作者对渭南黄土剖面连续采取的样品进行了系统的_１４Ｃ和ＴＬ年龄测定，测得的_１４Ｃ年龄做了δ_１３Ｃ校正和日历年龄校正，并与ＳＰＥＣＭＡＰ比较，取得了很好的结果。根据测得的年龄，Ｓ０底部１４３ｃｍ处的_１４Ｃ年龄为１０３００ａＢ．Ｐ，即全新世起始于１０３００ａＢ．Ｐ．；Ｌ１可划分五层，其中Ｌ(１－２)和Ｌ(１－４)为古土壤层，Ｌ(１－２)顶部_１４Ｃ年龄为２２０００ａＢ．Ｐ．，深度为３６１ｃｍ，Ｌ(１－４)．底部有一层明显的碳酸盐结核，其ＴＬ年龄为５１９１０ａＢ．Ｐ．，深度为６４０Ｃｍ；Ｌ１底部的ＴＬ年龄为７３０００ａＢ．Ｐ．，深度为８５５ｃｍ，这便是马兰黄土的起始年龄；Ｓ１底部为１３４５００ａＢ．Ｐ．，深度为１２１６ｃｍ。与深海沉积物氧同位素阶段对比，马兰黄土相当于１—４阶段，Ｓ１相当于５阶段。     

兰州九洲台黄土沉积年代的综合研究

据上、下粉砂层在剖面上出现的位置、黄土-古土壤地层层序、14C、热释光（TL）和裂变径迹年龄以及古地磁测量结果,兰州九洲台黄土仅仅是距今140-150万年以来才沉积而成的,因而距今220-240万年以来形成的结论不能成立.     

中原邙山黄土地层划分的讨论

地层时代和地层划分研究一直是基础性、先导性工作,随着科学研究的深入和材料的丰富,地层划分不断被重新认识。黄土地层时代和划分主要依靠OSL、14C、古地磁和磁化率的对比。中原邙山因发育巨厚的马兰黄土而闻名中外,但地层划分却出现了不同的认识。早期对赵下峪剖面的研究认为L₁层厚98 m,并发育L₁SS₁弱古土壤层;剖面底部出露最老地层为S₁₀层。后来的观点把早期的L₁层划分为L₁、S₁、L₂层,剖面底部出露最老地层为S₁₁层。通过对B/M界线进行详细的古地磁研究,剖面上部补充年代测试样品,结合已有测年结果,分析认为早期对L₁的划分和对剖面最老地层的确认是正确的,但B/M界线位置划分有误;而后期的研究对B/M界线位置的划分是正确的,但把底部最老地层划分为S₁₁是不当的,同时把马兰黄土中弱古土壤层L₁SS₁划分为S₁也是不合适的。地层对比表明,邙山黄土发育了S₀—S₁₀黄土—古土壤序列,B/M界线位于L₈下部。      

高分辨10Be记录与黄土地层定年

利用Ｂ／Ｍ地磁极性倒转层位０．７３ＭａＢ．Ｐ．时间参考点，通过黄土剖面_１０Ｂｅ变化曲线与深海ＳＰＥＣＭＡＰδ_１８Ｏ变化曲线匹配拟合，求得洛川黄土剖面０．７５Ｍａ以来的相对连续时标。时标精度约５０００—１００００ａ。由于０．１５Ｍａ以来洛川剖面加密取样以及_１０Ｂｅ、δ_１８Ｏ两曲线之间更好的相关性，_１０Ｂｅ相对时标精度与ＳＰＥＣＭＡＰδ_１０Ｏ时标精度大体相同，即３０００—５０００ａ。各时期_１０Ｂｅ通量与黄土堆积速率之间存在十分好的线性相关关系，展示了一条崭新的地层定年途径。黄土_１０Ｂｅ记录３５０００ａＢ．Ｐ．处的Ｒａｉｓｂｅｃｋ峰可被用作地层时间参考点。黄土_１０Ｂｅ／(２６)Ａｌ值、黄土石英中“就地”成因_１０Ｂｅ／(２６)Ａｌ值以及“就地”成因_１０Ｂｅ浓度等均可望应用于黄土地层精确定年。