NETL
作者信息
- 1. 中国科学院大学；中国科学院古脊椎动物与古人类研究所
- 折叠
摘要
黄土高原地处亚洲季风影响的半湿润-半干旱区，地理位置独特，对气候变化敏感度高。黄土-古土壤沉积是基本连续完整的，具有良好空间可对比性。区内生态环境脆弱，并且考古遗存丰富，是开展气候与生态环境变化、早期农业活动及人类活动研究的理想地区。本论文依托黄土高原，开展以下三方面研究工作: (1)黄土高原南缘第四纪植被演替及其气候环境变化 卤阳湖地处黄土高原南缘渭河盆地，受到东亚季风、印度季风以及西风急流的共同影响，是开展植被演替及古气候环境重建重要且关键地区。通过卤阳湖LYH-1孔200米以上岩芯的花粉和炭屑等生物指标记录研究，重建黄土高原南缘植被历史与气候变迁，探讨其与全球气候变化的联系。 基于磁性地层学以及气候地层学研究，建立了卤阳湖2.26 Ma以来沉积序列的可靠年代框架，通过较高分辨率的花粉分析，重建植被演替历史和气候环境变迁。黄土高原南缘2.26 Ma以来植被与气候经历了16个主要阶段:(1)凉湿的森林草原-温凉偏干的草甸草原-温暖偏干的疏林草原阶段(2.26-2.15 Ma)(2)暖湿的阔叶森林-温湿的草甸草原-暖湿的灌丛草原阶段(2.15-1.99 Ma);(3)显著暖湿的阔叶森林阶段(1.99-1.89 Ma);(4)暖湿的阔叶森林灌丛阶段(1.89-1.79Ma);(5)温凉偏干的灌丛草原阶段(1.79-1.38 Ma);(6)温凉偏干的草甸草原阶段(1.38-1.07 Ma);(7)温湿的灌丛草原交替阶段(1.07-0.90 Ma);(8)冷湿的针叶林阶段(0.90-0.86 Ma);(9)暖湿的灌丛草原阶段(0.86-0.48 Ma);(10)温凉偏干的干草原阶段(0.48-0.39 Ma);(11)凉湿的草甸草原-冷湿的针叶森林阶段(0.39-0.27 Ma);(12)温凉偏干的典型草原阶段(0.27-0.24 Ma);(13)冷湿的针叶森林阶段(0.24-0.12 Ma);(14)温凉偏干的干草原和温暖偏干的草甸草原交替阶段(120-85 ka);(15)凉干的干草原阶段(85-46 ka);(16)温凉偏干的典型草原阶段(46-0 ka)。 黄土高原南缘2.26 Ma以来气候总体表现为温度和湿度的多次波动，并呈逐渐干旱化的显著特点。大致以1.78 Ma、1.08 Ma、0.48 Ma为界限，分为4个阶段:2.29-1.78 Ma期间，气候总体暖湿，但波动频繁且剧烈;1.78-1.08 Ma期间，气候总体温凉偏干且较稳定，波动较少、振荡幅度也较小;1.08-0.48 Ma期间，气候为温凉偏干类型，但波动频繁，振荡幅度较大;0.48 Ma以来，气候显著干旱化，气候波动较频繁，振荡幅度小。 (2)末次盛冰期(LGM)以来沙漠黄土过渡带植被演替及其对气候变化的响应 黄土高原北部沙漠/黄土过渡带两个自然剖面高分辨率花粉分析结果显示，LGM以来该区温度和降水变化对植被演替有着重要的控制作用。气候干冷时，以耐干旱的植物种属为主，植被盖度低，群落单一;增温期和高温期，出现暖温带乔木植物，植被盖度高，群落发育良好。全新世暖期是植被发育良好、植被盖度高的适宜期，为黄土高原地区未来增温背景下的植被响应提供了历史相似型。 (3)渭河盆地中全新世降水量的定量重建 作为旱作农业的起源中心，渭河盆地广泛且连续分布的考古遗址中保存的早期炭化粟（Setaria italica）和黍（Panicum miliaceum）遗存提供了定量重建区域全新世降水量的理想材料。黄土高原现代粟、黍种子碳同位素组成与气候因子的关系调查结果显示，粟种子δ13C对气候要素反应不灵敏。黍δ13C与其生长时期的降水量(P)和降水量与潜在蒸发蒸腾量的比率(P/Ep)具有显著相关关系，其中P/Ep对黍δ13C的影响效应达到51％，黍δ13C能够较好记录作物生长过程中可利用水分状况，因此，黍种子δ13C在古气候定量重建方面具有一定的应用前景。 通过系统的炭化黍种子遗存的碳同位素记录研究，基于现代黍δ13C与降水量之间稳健转换函数关系，定量重建关中盆地全新世中期降水量变化历史。研究结果显示，关中盆地7700-3400 calyr BP降水量范围介于619～906mm之间，平均值为736mm，比现代高了～161mm，增加了约28％。期间存在2次显著的湿润期(6400-5500 calyr BP和4400-3400 calyr BP)和2次相对湿润期(7700-6400 calyrBP和5500-4400 calyr BP)。降水量最高值出现在6400-5500 calyr BP期间，MAP达848 mm，比现代高约273 mm，增幅为47％，为全新世“最适宜期”;最低值出现在7700-6400 calyr BP的相对湿润期，但仍较现今湿润，MAP为646 mm，比现代高71 mm，增幅为12％。
关键词
黄土高原/渭河盆地/第四纪时期/植被演替/气候变化/碳同位素引用本文复制引用
授予学位
博士学科专业
地质学；古生物学与地层学导师
李小强学位年度
2014学位授予单位
中国科学院大学；中国科学院古脊椎动物与古人类研究所语种
中文中图分类号
P5