杨利荣[1]2004年在《末次冰期以来陕北沙漠/黄土过渡带气候记录与环境变迁》文中研究说明沙漠黄土过渡带地处东亚季风边缘，是沙漠—季风系统的产物。这一地区发育的古风成砂—砂质黄土—砂质古土壤型风积物序列在记录古气候、古环境变迁方面具有特殊的优越性。由于靠近物源区，风积物沉积速率大且夏季风对其改造作用弱，是开展高分辨率古气候研究的理想区域。 目前对黄土—古土壤序列的研究已比较成熟，并建立了黄土区特有的各种气候环境指标。黄土区的研究成果为起步不久的过渡带气候环境研究提供了广阔的思维空间和类比对象。黄土区环境指标的研究极大的促进了黄土的研究进程，推动黄土成为与深海沉积物、极地冰芯具有同等环境意义的重要陆相“地质环境信息库”，充实和完善了全球气候变化研究。对过渡带古环境气候的初期研究直接沿用黄土区指标，但在解释中出现了一些问题，尤其是粒度指标的运用。受沙漠—季风系统影响的风积物粒度组成不同于黄土区，具以粗砂为主，大小混杂的宽粒级范围的明显特征，因此造成在黄土区运用效果非常好的中值粒径、平均粒径等指标在过渡带的灵敏性并不高，尤其当反映气候转暖细颗粒增多时更加不明显。建立适合过渡带指标对研究该区高分辨率气候记录尤为重要，是开展深入研究的基础。 论文作者基于以上思路，在野外考察了准噶尔盆地、吐哈盆地、河西走廊、阿拉善高原、鄂尔多斯高原、黄土高原、内蒙古坝上高原、锡林格勒高原之后，确定了陕北沙漠／黄土过渡带带为论文研究区。并在研究区观测了数十个地点后，确定了5个地层连续、清晰的剖面为主要研究点。为便于与黄土区环境指标进行对比，计划选取对于黄土区研究较为成熟的粒度、磁化率、碳酸钙、全铁指标进行研究。在完成样品采集、测试、分析后，重新诠释了以上指标在过渡带的变化特征和环境意义，初步建立了该区的粒度、磁化率、碳酸钙以及全铁气候环境指标体系。 通过对过渡带粒度组成的系统研究，发现黄土区特征粒级的冬季风指标在该区不适用。过渡带风积物粘粒、粉砂以及细砂含量都与冬季风反相关，提出＞63μm和2—10μm粒级分别作为过渡带冬季风正相关与反相关替代性指标。通过对＜2μm和2—10μm颗粒含量相关性研究发现＜2μm粘粒成因发生了冰期原生为主和间冰期次生为主的分异，表明冰期时夏季风对过渡带影响极弱，还未达到生成次生粘粒的程度，相比之下，黄土区黄土中含相当数量的次生粘粒可反映出两个地区不同的区域环境。总的看来，＜2μm粘粒记录了冰期—间冰期夏季风强度变迁历史，可作为夏季风替代性指标。过渡带磁化率指标研究表明虽然冷暖期影响风积物磁化率的主要因素不同，但都是夏季风效应的产物。过渡带风积物磁化率数值小于黄土—古土壤序列是夏季风对该区影响强度弱于黄土区造成的。磁化率数值小并不影响对夏季风变迁历史的记录，其强弱变化在磁化率中仍能被记录到，无论是冰期—间冰期的大尺度波动或是次一级冰阶—间冰阶波动。所以磁化率指标能够完整记录夏季风变迁历史。过渡带和黄七区的CaCO_3指标都记录了气候的温湿变化，但响应结果恰恰相反。过渡带干冷冰期碳酸钙含量低，而温湿间冰期高。变化过程不一致并不是因为两地区在caC03迁移机制方面存在差异，而是由于两个地区区域环境差异所造成迁移富集程度不同造成的，并且正是因为与黄土区的不一致性揭示出了过渡带不同于黄土区的自身干早一半干早区域环境演化。全铁指标可指示区域环境景观，含量高反映区域植被发育良好，筱盖度较高，含量低反映环境恶化。但间冰期部分地层内部全铁含量降低的现象与上层淋失的CaCO3富集造成全铁相对含量降低有密切关系，反映当时气候更为温湿的特点。由于碳酸钙的迁移能力远大于含铁矿物，它的淋失或富集对全铁含量影响很大，在分析过渡带全铁指标环境意义时应结合caCO，的变化进行全面考虑。 在建立环境指标的基础上，根据指标变化对过渡带季风气候环境记录进行了相应研究，发现在记录大尺度米兰科维奇旋回的基础上，还反映了可与北大西洋Heirich温度突变事件和期间的DIO旋回进行对比的高频多旋回气候振荡事件，对!.3一1.0万年间末次冰消期气候波动也又明显记录，充分显示了过渡带记录高分辨率气候信息的潜力。 在认识并理解了过渡带末次冰期以来区域气候环境演化规律的基础上，对末次冰期以来该区及沙漠腹地发育的古风成砂进行研究，发现该时段以来在干冷冬季风影响下发生沙质草原消亡、沙地活化和风成砂的扩张，通过对末次冰期与冰后期风积物粒度的分析，发现末次冰期期间形成的沙层对目前区域荒漠化存在不可忽视的潜在威胁，保护全新世形成的土壤层是防L卜区域沙漠化的最重要措施。
李智佩[2]2006年在《中国北方荒漠化形成发展的地质环境研究》文中研究指明我国北方地区不仅荒漠化土地面积大、发展变化大，与之有关的各种地质灾害频繁发生。今年4月底前北方地区已经发生了9次强沙尘暴，首都北京在4月16日一夜之间降尘量达30万吨!据估计，我国荒漠化危害的直接经济损失约642亿元/年。2004年北方地区风蚀荒漠化占全国风蚀荒漠化土地总面积183.94万km~2的97％以上，形势非常严峻。由于历史上的原因，荒漠化的地质环境背景研究重视不够，片面强调人为因素，造成许多地方治理成本高而收效甚微。开展土地荒漠化的地质环境研究，对于丰富我国荒漠化调查研究的理论、提出科学合理的荒漠化防治对策措施等均具有重要意义。基于对北方地区地质环境和各种地质营力对荒漠化形成发展的控制特征的研究，参照当前主要的荒漠化分类体系，首次提出了荒漠化土地类型的地质成因分类，包括风力作用下的荒漠化土地(风蚀荒漠化)、流水作用下的荒漠化土地(水蚀荒漠化)和物理化学作用下的荒漠化土地(土地盐渍化)。据风蚀荒漠化的形成特点将其划分为沙漠化(风力堆积型)和戈壁化(风力侵蚀型)等两个基本类型。风力堆积型沙漠化根据风沙的移动特征可分为就地起沙型和风沙侵入型和侵蚀残积型。根据水蚀荒漠化地区岩性特征，将其分为石灰岩地区以内的石漠化和以外的岩漠化以及黄土区的土漠化。根据化学成分的不同，将土地盐渍化划分为盐渍化、碱化等两种类型；根据成因还可分为灌溉型(次生盐渍化)、非灌溉型和残余积盐型等。荒漠化土地所处的地质构造和地貌部位，也是荒漠化土地分类的重要依据，例如冲积平原型、高原洼地型、平原洼地型、河流滩地型、山地残坡积型、高原残坡积型、梁峁型、塬面型、河流谷地型等。荒漠化土地的地质成因分类丰富了土地荒漠化的理论研究，为从地质学角度探讨土地荒漠化的形成和发展提供了理论基础。根据地质构造、地貌、气候、水文和水文地质条件特征，将北方地区划分为7个一级荒漠化地质环境区和23个二级荒漠化地质环境区。7个一级荒漠化地质环境区是：①内陆干旱盆地荒漠化地质环境区、②中西部高原荒漠化地质环境区、③中东部高原荒漠化环境地质区、④黄土高原荒漠化地质环境区，⑤东部平原荒漠化地质环境区，⑥青藏高原(东北部)荒漠化地质环境区和⑦山地荒漠化地质环境区等。荒漠化地质环境分区是环境地质调查与研究和荒漠化土地治理分区的基础。全新世以来的气候环境变化是北方地区土地荒漠化形成发展的主要因素。西部内陆盆地以干旱气候为主要特征，中部高原是受季风系统中夏季风和冬季风的消长变化影响最为显着的地区，东部地区则以暖湿气候为主，受夏季风控制。气候格局的形成造就了荒漠化土地的分布，气候的波动则是沙漠化发展或逆转的控制因素。末次间冰期以来一直持续的大约以1500a为周期的气候振荡对中国北方地区的沙漠化有重要的影响或控制作用。北方地区约在10000aBP、8000aBP、5500aBP、4000aBP、3000aBP、1500aBP的沙漠化过程分别与北大西洋第7、5、4、3、2和1次的浮冰事件相应，沙漠化扩大过程与全球气候变化的主要事件相一致。同时，北方不同地区10世纪或百年以来的人类活动，对荒漠化的影响起到了重要的决定性作用。新生代的构造隆升对全球气候变化有重大的影响。在我国，青藏高原隆升是造成北方地区气候环境变化的根本。青藏高原使西风环流发生变化，一方面使水汽多以固态形式降在高原及山体西侧，到达北方高原及东部平原地区的降水明显减少；另一方面使西风急流发生分支绕流，造成高原北侧的西风环流终年呈反气旋性质，加强西北的干旱气候。青藏高原隆升加强了西伯利亚一蒙古高压，造成北方冬季风强盛，导致西北地区冬半年气候异常干燥、大风频繁。水环境是控制荒漠化形成发展的决定性因素。内陆干旱盆地荒漠化的发展，一是取决于周围山地降雨和融雪所形成的地表和地下水径流的多少；在较短时间尺度上，人类活动导致水资源的重新分配是造成内陆河中上游人工绿洲区荒漠化程度减轻、下游天然绿洲区荒漠化迅速加剧的主要因素。河流的改道是促使冲积平原生态环境变迁、荒漠化发展的重要原因。内陆干旱盆地的植物生长所需的水分主要依靠地下水供给，地下水对荒漠化发生发展起到决定性作用。当潜水埋深＞6.0m时，植被开始衰败，沙漠化程度增加。中部高原处于季风边缘的半干旱地带，生态环境相当脆弱，土地荒漠化程度与降雨量存在明显的关系，地下水对荒漠化的影响减弱。在人类活动强烈影响下，植被破坏严重，冬春季节短暂的干旱就会造成土壤的极其干燥，为沙漠化扩大造成有利因素。黄土高原的水蚀荒漠化主要与气候和地表水环境有关，夏季的集中降雨和黄土区水的入渗速度低形成较强的地表径流是水蚀荒漠化主要土壤侵蚀形式。地下水的埋藏深度是决定土地盐渍化的重要因素，在内陆干旱区则更加明显。当地下水埋深小于2m时，地表蒸发强烈，土壤积盐迅速。一般当潜水埋深＞3.5m时就不会产生盐渍化。目前，严重缺水地区利用较高矿化度的地下水灌溉也是造成北方地区土地盐渍化迅速发展的原因之一。不同类型沉积物是决定荒漠化类型的主要因素。残积物、坡积物和洪积物分布区的低洼地带常形成沙漠化，地势较高的剥蚀地区形成砾漠化。现代和古河流阶地上的沙质堆积物是冲积物分布区沙漠化的物质基础。北方(古)湖盆地区是沙漠、沙漠化土地及沙尘暴的主要分布区或发源地，也是盐渍化土地的集中分布区。现代或古湖泊的化学沉积物也是构成盐尘暴的重要来源。第四纪风沙堆积的广泛发育是土地沙漠化的根源之一。以流动沙丘为主的塔克拉玛干、腾格里、巴丹吉林、库布齐等沙漠的边缘地带是沙漠化发生的主要地区；以固定沙丘或半固定沙丘为主的地区，如古尔班通古特沙漠，科尔沁、浑善达克、呼伦贝尔等沙地土地沙漠化以沙丘的活化或固定、沙地或沙漠边缘的扩张或缩小为特征。黄土堆积的则是水蚀荒漠化最主要的物质基础。此外，中新生代砂岩分布区不仅是土地沙漠化和水土流失最为严重的地区，如陕西和内蒙古交界处的砂岩分布区，也是黄河泥沙的主要来源。总之，本研究以资料综合为主，结合重点地区剖面、沙漠化变化的深入剖析，系统研究了中国北方土地荒漠化形成的地质成因类型与特征、气候变化及其周期性、第四纪地表沉积物、不同环境地质分区水文和水文地质系统等地质环境要素对荒漠化的控制作用，提出了内陆干旱盆地、中部高原和东部平原叁种不同类型的土地荒漠化地质成因模式。在此基础上，提出了我国荒漠化防治的五项原则和若干对策建议。五项原则即地质环境背景决定荒漠化治理方案、生态环境自然恢复优先、资源有限高效利用和社会经济可持续发展，以及系统工程原则，这是使我国向经济节约型、知本型、环境和谐型社会发展的重要途径。
何彤慧[3]2008年在《毛乌素沙地历史时期环境变化研究》文中提出毛乌素沙地是位于气候上的半干旱区、地貌上的沙漠-黄土边界带、植被上的草原向荒漠过渡带、农业生产上的农牧交错区这样一个具有强烈过渡性的区域，无疑是环境变化的敏感区域。研究这一区域环境变化的过程和影响因素，揭示其环境变化规律和内外驱动力，是全球变化区域响应的组成部分，对于辨析和纠正一些观点、对于今后这一地区的区域开发和可持续发展，都有深远的意义。本文通过古城环境考古、历史文献、历史地名、各代物产、考古学及地层学等多种手段，分别获取有关毛乌素沙地环境变化的相关信息，而后整合这些信息，反演该区域历史时期环境变化的特征和过程。进而将环境变化过程与气候变化的过程、各阶段人类活动的方式和强度等因素相互迭加，提取影响区域环境变化的可能性因素，并对各因素在毛乌素沙地环境变化过程中所起的作用进行界定。本研究形成以下结论。1、《水经注·河水》卷叁中记载的毛乌素沙地东侧水系中，奢延水为今之无定河、帝原水为今之榆溪河、诸次之水为今之秃尾河、圁水为今之窟野河。秦直道在毛乌素沙地东侧自南而北纵贯而过；战国秦长城基本处在毛乌素沙地的东南与东侧边界上。秦始皇时代蒙恬所筑的44个“河塞”，指得是黄河沿线的军城，而整个河南地的水系沿线，也有一些秦汉古城，可能为“故塞”是也。2、依据文献记载，本文考证了毛乌素沙地沿水系、秦直道、秦长城沿线分布的一些古城，主要有上郡奢延县、龟兹县、肤施县、白土县，西河郡鸿门县、火井祠、虎猛县、榆溪塞等。根据历史文献和考古发现，基本确定了另外二十余个古城的归属，如杨桥畔古城为秦汉之阳周县城、隋唐之龙眼城、南夏州、宁朔城；基本搞清了毛乌素沙地西南部的若干唐宋古城则与“六胡州”的对应关系，等等。3、毛乌素沙地的地表水环境在秦汉以来的2000多年中发生了显着的变化，主要表现为湖沼湿地的萎缩和消失、外流河下切加剧水量减小、常年河变成时令河、众多泉眼消失等。但与此同时，也存在着局部的水环境改善，突出表现为红碱淖等湖沼在清末民初的出现和扩大。4、毛乌素沙地的植被在历史时期经历了群落种类组成渐趋简单、旱生沙生资源植物增加、荒漠植被地位明显上升等变化，但是并不存在由森林草原到干草原的地带性植被变化。5、沙漠化是毛乌素沙地土地退化的主要表现形式，在人类活动强烈干预以前就存在着，秦汉以来，有大约2／3的土地发生了程度不同的沙漠化。沙漠化过程则具有明显的阶段性：第一次发生于东汉至南北朝时期；第二次发生于唐末至宋夏时期；第叁次发生于明清时期。沙漠化的程度是东南部最强，中北部、南部和东部次之，而后向其他方向递减。6、毛乌素沙地历史时期的环境变化是受百年乃至千年尺度的气候冷暖、干湿变化控制的，之所以形成目前这样的沙漠化土地空间分布格局和环境特征，则与其地的自然地理特征和人类活动有密切关系，其中地貌及冬季风是动力因素；地层中的沙物质是物源因素；地表水环境恶化是区域环境变化的表现之一，同时又是植被退化和沙漠化的引致因素；人类活动总体上是迭加在自然因素之上的，只是明清以来在局地环境变化中成为主导因素。7、毛乌素沙地人类活动的环境影响在先秦时期就已出现，早期的影响程度是轻微的，不足以造成大范围、长时段的环境变化。但是，明清以来人类活动的强度逐渐增强，在控制和改变局地环境方面开始发挥出主导作用，尤其在改造水环境方面影响很强烈。由于人类对环境的作用既可能是建设性的，也可能是破坏性的，而且无论是哪一方面的作用，后续的环境效应都非常复杂，前期的生态环境建设成果可能是后期土地盐渍化、沙漠化等的诱因。因此，现阶段毛乌素沙地的生态建设应当立足于对其成因有正确认识的基础上，彻底改造是不可能的，用大量地下水灌溉来改造沙漠的做法也是不可取的，保护和改善水环境才是毛乌素沙地生态恢复的关键点。本研究采用的以多种手段反演历史时期环境的研究方法，对于揭示区域人地关系及其演变过程是非常有效的。不管是古城、地名、物产、文学描述，还是考古成果、地层学记录，各代用指标都有自身的局限性，把它们综合起来，将各不同指标提取的环境意义相互补充和比对，则能够比较全面地反映区域的环境变化过程，也能够比较科学地判定环境变化原因，使研究成果更具可信度。
杨劲松[4]2013年在《萨拉乌苏河流域下游150 ka BP以来的古环境记录》文中进行了进一步梳理晚更新世以来,全球经历了末次冰期—间冰期气候大尺度气候旋回,同时也发生了一系列百年—千年尺度的气候突变事件。该段时间的古环境研究对于了解全球变化的时间、过程和机制都有重要的科学意义。而萨拉乌苏河流域在地理格局上位于毛乌素沙漠—黄土高原过渡带,在气候分区上属于我国季风边缘区,对气候环境变化的记录十分敏感,是研究第四纪地层及古环境的良好载体。本文选取流域下游的酒坊台剖面作为研究对象,依据AMS-14C、OSL、ESR等多种测年手段,建立了可信的年代格架。同时通过粒度、磁化率、地球化学、孢粉的常规指标分析,恢复了流域内150kaBP以来的古环境变迁历史,与流域内、区域内以及全球性气候变迁过程有很好的对比。首先,酒坊台的沉积学与年代学资料表明,全新统包括上部滴哨沟湾组,为粘土质粉砂,底部以黑垆土为界,对应时代为2ka BP至今；下部大沟湾组粉砂,对应时代为2～11ka BP;上更新统上部城川组,主体为风成砂,但在中部有明显的湖沼相粘土层发育,对应时代为11-72ka BP；下部为华北地区晚更新世标准地层—萨拉乌苏组,以湖相粘土层为主,整体岩性与城川组差异较大,依据组内岩性的组合特征,可细分为5段,对应时代为72～153ka BP；剖面底部为离石组黄土,成分为均匀的粉砂,钙结核丰富,对应时代为153～207ka BP。通过较高分辨率的常规气候代用指标分析,对晚更新世以来酒坊台剖面的各气候指标进行了阶段划分,并选取各个指标中代表性较好的参数进行综合分析。结果显示,酒坊台剖面的气候记录在区域内有较好的对比性,与深海氧同位素的阶段性划分(MIS1-5)大致相当,说明该剖面在东亚冬、夏季风的交替变化下,对全球变化有很好的响应。MIS5(72～152ka BP),气候温暖湿润,适宜植物生长,包括部分阔叶林植被。MIS4(54～72ka BP),冬季风迅速增强,沙漠带南移,整体气候寒冷干燥,植被稀疏。MIS3(38～54ka BP),夏季风相对增强,相应的降雨量增加,植被开始大量复苏,植被景观应是草原型。MIS2(11～28ka BP),冬夏季风相互作用下,气候相对波动较大,整体表现为干凉的气候特点,植被景观为松和杉为主的针叶林草原型植被。MIS1(11ka BP至今),相对干旱的气候条件,植被景观主要为草原型,但在中期存在温湿亚段。就代用指标的对比分析来看,各指标在环境指示上存在细微差异。这可能是由于各指标对环境记录的指示意义和分析条件并不相同所致。本论文综合分析常规指标后,认为常规指标中常量元素氧化物的比值及粗颗粒含量,相对于其他指标,更能真实地反映酒坊台剖面的环境变迁记录。
董光荣, 靳鹤龄, 陈惠忠[5]1997年在《末次间冰期以来沙漠-黄土边界带移动与气候变化》文中研究说明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－古土壤迭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。
程玉芬[6]2011年在《2.6万年以来黄土高原中北部的植被和气候变化》文中研究指明两万多年来,全球气候系统经历了末次冰期干冷期、早全新世升温波动期、中全新世温暖期和晚全新世变冷期等气候过程,其中应当包含了未来气候可能发生变化的各种场景,为研究未来环境和生态系统对气候变化的响应提供了依据。而我国黄土高原的黄土-古土壤序列是基本连续完整的、具有良好空间可对比性的气候记录,且地处干旱、半干旱区,向北、向西与亚洲内陆荒漠邻接,对气候变化有较高的敏感度,是研究古植被和气候变化关系的理想地区。目前大多数研究认为,全新世适宜期黄土区塬面上以草原植被为主,而在渭河流域的河流阶地等局部水分条件相对较好的地区有一些森林生长。但是已有的黄土区古植被末次盛冰期的记录相对较少且分辨率不高。因此,深入理解冰期-间冰期旋回对黄土高原植被的影响需要获取更多的记录。因此本文选取了黄土高原上靖边、富县2个剖面进行研究,其最早年龄约为2.6万年。文中重点从孢粉学的角度,重建了2.6万年来靖边、富县植被变化的历史,以及对比末次冰盛期、全新世早-中期两区域植被对气候变化的响应特征。孢粉分析的结果显示,2.6万年以来两地一直发育以蒿为主的草原植被。但是,除蒿属植物以外,其它主要植物在时间和空间上都有明显的变化。全新世早-中期植物种类比末次盛冰期丰富,沙漠植被减少,落叶阔叶树增加,表明气候变得温暖湿润。末次盛冰期靖边地区为以蒿、藜和其它菊科(非蒿属)为主的荒漠植被,而富县地区藜和其它菊科植物较少,且含少量禾本科植物,植被类型类似于干草原型的冷蒿草原。全新世早-中期,靖边地区仍然有一些藜和其它菊科植物生长,植被类型接近冷蒿-荒漠草原,而富县地区植物种类丰富,榛属植物增加,含少量禾本科植物,藜和其它菊科植物非常少,植被类型接近于蒿类-草甸草原。记录对比进一步显示,无论是末次盛冰期还是全新世早-中期,黄土高原都存在一定的气候梯度,即越往北气候相对越干冷,和现代的气候格局类似。全新世早-中期植被的空间差异比末次盛冰期显着,表明全新世早-中期的气候梯度似乎大于末次盛冰期。
徐佳[7]2015年在《27000年以来秦安黄土沉积速率研究》文中研究说明我国水土流失严重,且区域之间差异显着。土壤侵蚀风险度评价需要引入容许土壤流失量概念。成土速率是研究容许土壤流失量的基础。黄土高原由于风积形成的特殊性,要知道黄土高原地区的容许土壤流失量首先要确定该地区的黄土沉积速率。27000年以来的古气候在黄土沉积的整个地质时期非常具有代表性,探讨这一时期的黄土沉积速率,可以和陕北黄土高原的黄土沉积速率进行比较,为容许土壤流失量的确定以及不同区域土壤侵蚀危险度评价提供数据基础。研究这一时期土壤侵蚀对黄土沉积速率的影响,对于预测黄土高原土壤侵蚀未来的发展趋势,探讨人类活动对于黄土高原地理环境的影响具有重要意义。本研究以时间尺度27000年以来的秦安黄土剖面为研究对象,通过构建黄土剖面时间序列和土壤深度-年龄曲线,定量研究不同气候时期的黄土沉积速率;采用多指标分析黄土剖面成壤强度;探讨地质时期土壤侵蚀对黄土沉积速率的影响;并对黄土沉积速率在古地貌复原和土壤侵蚀危险度评价方面的应用进行了探索。本研究的主要结果如下:(1)建立了秦安县不同地区较为准确可靠的土壤剖面14C年代序列,获得了不同地区不同气候时期的黄土沉积速率。不同地理位置黄土沉积速率差异较大,不同气候时期的黄土沉积速率差异也较大。27000年以来,大地湾平均黄土净沉积速率为0.0113 cm/a;王甫梁平均黄土净沉积速率为0.0084 cm/a。大地湾黄土净沉积速率最高的时期为末次冰期晚期,最低的时期为末次冰期间冰段;王甫梁黄土净沉积速率最高的时期为全新世变冷干期,最低的时期为全新世变暖期。(2)研究发现全新世不同地区的黄土净沉积速率差异较大,六盘山以东地区黄土沉积速率明显高于六盘山以西地区。不同地区的黄土沉积速率大小为:横山>洛川>延长>秦安王甫梁>秦安大地湾。在全新世的不同气候时期,陕北黄土高原地区黄土沉积速率变化较小,而六盘山以西的秦安地区受气候影响较大,黄土沉积速率变化较大。(3)多指标分析证明,27000年以来的黄土在沉积过程中经历了不同程度的土壤发育过程。各个气候时期均存在若干个成壤强度较大的时期,这些成壤期持续时间不同,成壤强度差异也较大,表明在这些大的气候时期仍然存在小的气候波动。大地湾和王甫梁所处地理环境的差异造成了不同的成壤特征,大地湾剖面经历了干旱环境的成壤过程;王甫梁剖面则经历了干旱、半干旱环境下的成壤过程。(4)探讨了反映风化成壤强度的敏感指标。不同的指标均在不同程度上揭示了成壤强度的变化,其中磁化率、pH、CaCO3和Ca、Fe、Mg、Mn、Zn对环境的变化比较敏感,可以作为成壤强度研究的敏感指标。土壤有机质在6 kaBP至今的土层中保存较好,也可以作为成壤强度敏感指标。Zn含量变化可以指示环境突然发生变化的时期。同时,某个单一指标并不能全面反映黄土粉尘所经历的风化过程,要正确描述成壤强弱,必须建立反映风化成壤强度的多种指标以相互印证。(5)27000年至今的不同气候时期黄土堆积速度差异较大,各个气候时期均存在若干个黄土堆积时期和土壤侵蚀时期。其中,末次冰期晚期(24 kaBP~12 ka BP)、全新世温湿大暖期(8.5 kaBP~3.1 ka BP)和全新世变冷干期(3.1 kaBP至今)是大地湾地区黄土快速堆积的时期;全新世温湿大暖期(8.5 kaBP~3.1 kaBP)和全新世变冷干期(3.1 kaBP至今)是王甫梁地区黄土快速堆积的时期。全新世大暖期(8.5 kaBP至今)是大地湾地区的中等强度土壤侵蚀期,全新世变暖期(12 kaBP~8.5 kaBP)、全新世温湿大暖期(8.5 kaBP~3.1 kaBP)是王甫梁地区的强度土壤侵蚀期。与大地湾地区相比,王甫梁地区由于土壤侵蚀剧烈的时期历时长,受到侵蚀程度严重,且海拔相对较高,造成黄土净沉积速率较低。(6)对大地湾不同剖面土壤深度-年龄关系和黄土沉积速率的结果分析表明,4231aBP至今,大地湾1号剖面所处的峁顶已有厚度70.2 cm的土层被搬离原位,该采样点所处峁坡的原始坡度更为陡峭。可以看出,黄土高原地貌在形成过程中受到自然侵蚀和人为活动综合作用,和古地貌相比,现代地貌发生了很大的改变。(7)定量评价了黄土高原不同地区土壤侵蚀危险程度,结果证明不同地区土壤侵蚀危险度差异较大。横山、延长、洛川、秦安大地湾和王甫梁的土壤侵蚀危险度分别为24.8、43.3、14.1、32.7和40.1。陕北黄土高原和秦安地区均为水土流失重点防治区域。同时,在对黄土高原某一地区土壤侵蚀危险度进行评价时,必须综合考虑该地区的土壤侵蚀强度和黄土沉积速率。
裴玉静[8]2015年在《季风边缘区东部中更新世以来黄土堆积地球化学特征及物源指示意义》文中研究指明黄土—古土壤记录了丰富的古气候变化信息,通过地球化学特征研究黄土的物质来源,恢复地质历史时期古气候演变规律是目前黄土研究的重要内容之一。我国季风边缘区东部的赤峰市,在高空西风环流与低空东亚季风的影响下,从北向南依次沉积了不同厚度的黄土—古土壤地层,通过黄土地层地球化学特征变化来研究赤峰地区黄土的物质来源具有重要意义。本研究对赤峰地区克什克腾旗红光砖厂剖面、翁牛特旗大窝铺剖面以及喀喇沁旗四十家子砖厂剖面的黄土、古土壤样品,浑善达克沙地、黑水泉河流阶地的表层沙样,进行地球化学常微量、稀土元素测试,结合本剖面年代学样品测试结果并通过与其他区域进行对比,对赤峰地区黄土物源进行初步推断,得出以下结论:1.所选的由北向南叁个剖面通过年代学测试结合野外调查认为红光砖厂剖面底界年龄OSL测年为66.85±8.13ka,大窝铺剖面底界年龄ESR测年为236ka,喀喇沁旗四十家子砖厂剖面底界年龄ESR测年为903±119ka。2.赤峰地区黄土常量元素组成与黄土高原较为相似:SiO_2(均值71.38%),Al_20_3(均值13.58%),常量元素氧化物含量由大到小依次为:SiO_2>Al_2O_3>Fe_2O_3>CaO>K_2O>MgO>Na_2O>TiO_2。由此推断我国季风边缘区东部赤峰风带赤峰黄土的物质来源于上地壳,是在风力作用下于高空高度混合均匀后沉降的产物。3.稀土元素分布模式与风成堆积的黄土高原模式相似:轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,Eu元素负异常,再次为赤峰黄土的风成成因提供了证据。但∑REE、LREE、HREE及LREE/HREE值均低于灵台黄土,δEu的分布范围更大,δCe范围更加集中。δCe的范围值与沙漠、河流阶地样品差异最大但中更新世样品稀土元素均值普遍高于末次冰期样品。推断中更新世时期整个赤峰地区的黄土物源较为稳定,但晚更新世以来的物质来源与中更新世不同且不稳定。4.微量元素测试结果显示赤峰黄土具有比灵台黄土偏低的Sc,Nb,Ta,Pb,Th值和偏高的Sr值,其中Ta、Th元素含量值差异较为明显。黄土地层中的微量元素含量均低于古土壤地层。同时,稳定元素Hf/Nd-La/Nd比,Zr/Hf-Ba/Rb比,Th/Nd-La/Th比的投影区范围与黄土高原有所不同,赤峰黄土Hf/Nb投影范围在0.5—0.9间,Ba/Rb在4.5—7.0范围内,明显高于黄土高原地区。同时,马兰黄土与离石黄土的微量元素含量虽多数吻合,但Sc,V,Co,Ni四种元素却有很大差异。推测本区域赤峰地区中更新世时期黄土可能与新疆黄土的形成具有相似的风力动力,在中更新世时期受西风带的影响更加明显。但晚更新世以来黄土地球化学特征所显示的变化,则反映了赤峰地区近中、晚更新世物源的差异性。本文对赤峰地区黄土沉积的时空分布做了初步梳理,并在此基础上对本区域黄土地球化学特征做了详细描述和分析,为赤峰地区黄土古气候研究工作提供了基础性参考。根据时空分布特征及地球化学特征初步探讨了中更新世以来赤峰黄土的物质来源问题,对今后深入探讨本区域大气环流模式具有重要意义。
程红[9]2006年在《洛川地区末次冰期植被波动特征及其对气候变化的响应》文中提出中国气候是以东亚夏季风与冬季风季节性交替为特征的，而黄土-古土壤的剖面记录又为这种交替留下了一个极好的长期的替代性记录，因此黄土已经成为与深海沉积、冰芯同等重要的第四纪古环境叁大支柱之一。本次研究选择的是黄土高原地区具有较好连续性和较高分辨率的洛川剖面，到目前为止，许多研究者已经对该剖面进行了深入的研究，但大都侧重于对地球物理化学指标的研究，而对生物指标的研究工作一直是黄土研究中的薄弱环节，其中对于孢粉的研究则相对更少。为此，我们把孢粉分析作为恢复古植被、古气候的手段，通过加密采样来获取高分辨率的孢粉资料，并以热释光为年代测定的手段，进而来探讨末次冰期洛川地区植被波动特征及其对气候变化的响应。 研究结果显示：洛川地区马兰黄土剖面末次冰期植被演化过程分为3个大带，即P1带、P2带和P3带，它们依次对应MIS2、MIS3和MIS4阶段。整个剖面的孢粉组合均以草本植物占优势，显示该地区末次冰期以来发育了草原植被，这与我国其他地区孢粉序列所反映的植被类型具有良好的一致性，当然在各地同一时期的植被并不完全相同，这应该是归因于小气候与自然地理条件的差异。经过深入分析后认为，末次冰期以来该地区的气候特点表现为早晚期比较寒冷干燥，其中早期气候比较稳定无大的变化，晚期气候有所波动，而中期的气候条件则相对较佳，气候温凉半湿润，并且经历了一系列波动，表现为两次明显的暖期即MIS3a和MIS3c阶段，以及一次显着的冷期即MIS3b阶段，其中MIS3a阶段的气候更为温暖湿润，但是与青藏高原的“高温大降水”事件有所区别，说明了该事件对洛川地区有所影响但是强度不是很大。孢粉图谱显示出的植被波动特征是对末次冰期以来气候变化的响应，同时植被的波动特征说明了末次冰期中存在着千年级或更短时间尺度的气候波动。因此，洛川地区末次冰期以来的气候与环境演化模式与深海沉积、极地冰芯、青藏高原和黄土高原其他地区都有良好的一致性。
仵慧宁[10]2009年在《陇中黄土高原祖厉河流域25ka以来的植被与环境变化研究》文中研究指明近25 ka以来跨越了末次冰盛期、末次冰消期及冰后期，是过去全球变化研究的一个重要时段。处于中纬度半干旱地区的陇中黄土高原，生态环境极为脆弱，是季风气候和全球变化的敏感区之一。本文以陇中黄土高原祖厉河流域中上游地区会宁硝沟剖面的711个样品的孢粉分析为基础，结合粒度及总有机碳(TOC)指标，在19个~(14)C年龄支持下高分辨率地恢复了该区近25 ka以来的古植被及古气候演化过程，为区域环境变化研究提供了一个高分辨率的生物气候演化序列，并通过与区域及全球记录的详细对比浅析了研究区近25 ka以来的古植被及古气候演化机制。据野外地质调查分析和孢粉浓度与TOC的关系，初步认为孢粉谱中针叶树花粉含量及浓度变化实际上反映的是流域森林植被的变化，当其百分含量很高而浓度却极低时，并不代表当地有大面积针叶林／松林发育，相反往往反映当地植被覆盖度极低、冬季风相对强盛的冷干气候期。而后据百分比花粉谱中针叶树、阔叶树与灌木和草本植物各种类之间的相对含量关系及浓度花粉谱的变化特征，结合聚类分析谱系，将会宁硝沟剖面的孢粉谱自下而上划分为6个大带20个亚带。据此重建的古植被及古气候演化过程显示，研究区25 ka以来的环境变化明显可划分为末次冰期盛冰阶、末次冰消期、早中全新世、晚全新世四个时段，并揭示出多次冷干气候事件(H2、H1、YD及全新世系列冷干事件等)。1)约24．5～13．8 ~(14)C kaBP，研究区处于末次冰期盛冰阶，气候以冷干与冷湿交替出现为特征，冷干期植被为荒漠或荒漠草原，冷湿期局部山地丘陵发育云冷杉属和松属为主的针叶林：其中20．0～17．1 ~(14)C ka BP及15．1～13．8 ~(14)C k aBP的极端冷干期分别对应于北大西洋冰筏事件H2及H1。2)末次冰消期气候逐渐回暖但波动很大：约13．8～13．3~(14)C ka BP，植被为干草原，气候较冷干，与Oldest Dryas期对应；13．3～12．4~(14)C ka BP，植被为针叶疏林草原，气候转温湿，相当于B(?)lling暖期；12．4～11．5~(14)C ka BP，植被为荒漠草原，气候变冷干，与Older Dryas期对应；11．5～10．7~(14)C ka BP，植被为针叶树为主的森林草原，气候较温湿，对应于Aller(?)d暖期；10．7～9．88~(14)C ka BP，植被为干草原，气候再次变冷干，相当于Younger Dryas事件。3)早中全新世(9．88～4．37 ~(14)C ka BP)，植被为针阔叶混交林为主的森林草原，气候总体暖湿适宜但波动频繁，其中8．06～7．12 ~(14)C ka BP期间，研究区呈现针阔叶混交林景观，整个流域植被覆盖度最高，似为全新世气候最宜期。4)晚全新世以来(4．37～0．00 ~(14)C kaBP)，气候在总体干旱的趋势下存在次一级的干湿波动：约4．37～3．27 ~(14)C kaBP，植被为半干旱草原，气候明显变冷干；约3．27～1．45~(14)CkaBP，植被覆盖度有所提高，为针叶疏林草原，气候总体温凉偏湿；1．45 ~(14)C kaBP以来气候再次急剧变干，特别是约0．48 ~(14)C kaBP以来，极低的花粉浓度显示植被覆盖度更低，呈现荒漠化草原景观，但这一时期的植被变化可能已受到人类活动的严重影响。研究区近25 ka以来的孢粉等高分辨率多指标记录揭示的多次冷干气候事件(H2、H1、YD及全新世系列冷干事件等)与北大西洋深海沉积、高纬格陵兰冰芯、南京葫芦洞石笋及贵州董歌洞石笋等记录具有良好可比性，说明中低纬地区与高纬地区气候变化的遥相关性，其气候冷暖干湿变化总体趋势与北半球夏季太阳辐射曲线基本一致，反映了万年尺度上东亚季风的源驱动力为太阳辐射。特别是孢粉、粒度及TOC多指标对比分析揭示，全新世期间研究区共出现12次显着冷干气候事件，其中有8次(E1-E8分别发生于11．1～11．00 cal kyBP、10．7～10．6 cal kyBP、10．0～9．84 cal kyBP、9．65～9．58 cal kyBP、9．49～9．39 cal kyBP、9．20～8．94 cal kyBP、8．01～7．47 cal kyBP及6．42～5．81 cal kyBP)发生在气候总体暖湿适宜的早中全新世，这些事件大多与区域及全球性记录具有良好可比性，说明全新世气候的极端不稳定性及千-百年尺度的韵律变化在中纬度的陇中黄土高原地区同样存在，反映出研究区植被环境对全球气候变化的敏感性及区域古环境演化的复杂性。
参考文献：
[1]. 末次冰期以来陕北沙漠/黄土过渡带气候记录与环境变迁[D]. 杨利荣. 西北大学. 2004
[2]. 中国北方荒漠化形成发展的地质环境研究[D]. 李智佩. 西北大学. 2006
[3]. 毛乌素沙地历史时期环境变化研究[D]. 何彤慧. 兰州大学. 2008
[4]. 萨拉乌苏河流域下游150 ka BP以来的古环境记录[D]. 杨劲松. 中国地质科学院. 2013
[5]. 末次间冰期以来沙漠-黄土边界带移动与气候变化[J]. 董光荣, 靳鹤龄, 陈惠忠. 第四纪研究. 1997
[6]. 2.6万年以来黄土高原中北部的植被和气候变化[D]. 程玉芬. 中国地质大学（北京）. 2011
[7]. 27000年以来秦安黄土沉积速率研究[D]. 徐佳. 中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心）. 2015
[8]. 季风边缘区东部中更新世以来黄土堆积地球化学特征及物源指示意义[D]. 裴玉静. 中国地质大学(北京). 2015
[9]. 洛川地区末次冰期植被波动特征及其对气候变化的响应[D]. 程红. 首都师范大学. 2006
[10]. 陇中黄土高原祖厉河流域25ka以来的植被与环境变化研究[D]. 仵慧宁. 兰州大学. 2009
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