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期刊信息/Journal information
第四纪研究
第四纪研究

丁仲礼

双月刊

1001-7410

dsj@mail.igcas.ac.cn

010-82998119

100029

北京9825信箱

第四纪研究/Journal Quaternary SciencesCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊及时反映了我国第四纪研究的最新进展,刊登了代表我国最高研究水平的优秀成果,受到广大读者的好评。为了适应新形式的需要,更好地反映我国第四纪研究欣欣向荣的局面,将原来16开本改为大16开本,较大幅度增加自由投稿所占的篇幅。
正式出版
收录年代

    古新世-始新世暖期北半球野火演化研究

    王建周新郢李小强
    1-15页
    查看更多>>摘要:古近纪是现代气候和植被形成的关键过渡期,而野火活动与气候、植被和碳循环等存在耦合关系.开展古新世-始新世(66~34 Ma)3个特征暖期,即古新世-始新世极热事件(PETM,约55.9 Ma)、早始新世气候适宜期(EECO,53.3~49.1 Ma)、中始新世气候适宜期(MECO,约40.5~40.1 Ma)的野火活动研究,对于揭示气候和植被变化特征及其影响具有重要意义.本研究基于蒙古高原南部二连盆地古新世-始新世野火记录,并结合北半球该时段其他12个地点的野火研究数据,从长尺度地质记录视角,重建北半球野火活动特征与演变,并探讨其驱动机制.研究结果显示古新世-始新世不同特征暖期野火发生规模和强度存在差异,PETM极端暖期较EECO和MECO暖期野火强度更大,但不十分显著.古新世-始新世暖期并没有持续的、大规模的野火发生,呈现"低野火状态",总体不支持强调燃烧活动影响全球碳循环的"野火假说".通过野火发生与温度、降水、植被以及CO2浓度等环境因子之间的关系分析,对"古近纪低火谜题"进行初探,认为古新世-始新世气候的季节性并不分明,较短的干季不利于可燃"燃料"和潜在火源的形成,很可能是新生代早期"低野火"的主因.

    野火演化北半球古新世-始新世特征暖期植被气候变化

    泥河湾盆地上新世-更新世过渡时期野火与植被和气候变化

    张振赵永杰刘超飞丁国强...
    16-28页
    查看更多>>摘要:上新世-更新世过渡时期是地球气候由相对温暖的上新世向第四纪冰期-间冰期旋回模式转变的重要阶段,也是现代气候和生态系统形成过程中的关键时期.野火作为地球生态系统重要的扰动因子,直接影响着地球生态环境结构和功能的演变,对维持地球生态系统平衡具有重要作用.本研究通过对泥河湾盆地NHA钻孔(175.2~106.0 m段)上新世-更新世过渡时期(2.89~1.78 Ma)333个沉积物样品的炭屑分析,并结合孢粉分析结果,揭示了泥河湾盆地上新世-更新世过渡时期野火活动历史,探讨了研究段内泥河湾盆地野火活动对区域气候、植被变化的响应特征以及野火强度与火频率的关系.研究结果显示:1)泥河湾盆地上新世-更新世过渡时期野火强度总体可以分为1个火强度较大的时期(2.74~2.32 Ma)和2个火强度较小的时期(2.89~2.74 Ma和2.32~1.78 Ma);2)炭屑总浓度以及>125 μm粗粒炭屑浓度均表现出显著的41 ka斜率周期,表明泥河湾盆地野火活动强度受高纬冰量驱动影响显著;3)可燃生物量是影响野火强度的最主要因素,而植被类型对野火强度的影响较小;4)火强度与火频率的变化不完全同步,表现为强度大-频率高、强度大-频率低以及强度小-频率高的3种模式;5)2.60~2.14 Ma是研究段泥河湾盆地野火活动最强的时期,表现为火强度大-频率高,该时期泥河湾盆地受全球气候变冷影响,植被以针叶林为主,生物量较大,气候波动频繁,野火活动强;6)强度大-频率高的火活动模式通常出现在气候转型期或古地磁漂移事件期间,在2.60~2.56 Ma、2.15~2.14 Ma以及1.82~1.78 Ma出现的火强度和火频率峰值分别对应于Matuyama/Gauss古地磁倒转时期、Reunion正极性漂移事件以及Olduvai正极性漂移事件中后期,可能与古地磁倒转引起的气候波动变化导致泥河湾盆地野火活动增强有关.

    泥河湾盆地上新世-更新世过渡时期炭屑火强度火频率

    云南大阴洞遗址MIS 3阶段以来的环境变迁与人类活动

    张俞杨青杨帆曾跃明...
    29-47页
    查看更多>>摘要:大阴洞遗址是云南目前发现的规模最大的早期洞穴墓地,开展大阴洞遗址晚更新世以来的生态环境变迁及人类活动历史研究,对探讨中国西南地区古人类活动及其环境适应性等科学问题具有重要意义.本研究通过沉积学原理结合粒度指标分析,还原了大阴洞地层沉积演变过程,解释了地层年代倒转现象,复原了原始沉积物被片流搬运再沉积的过程;在此基础上利用孢粉、炭屑指标分析研究区域内的生态环境与人类活动.大阴洞剖面深度为269 cm,AMS 14C测年结果显示剖面原始沉积年代大致为>45473 cal.aB.P.至851±71 cal.aB.P.;剖面沉积物孢粉、炭屑分析结果显示,研究区MIS3阶段以来森林植被资源丰富、气候变化显著,至少在4万年前就已经有人类活动.MIS3阶段植被面貌变化明显,早期以落叶乔灌木林为主,中期主要为针叶-落叶阔叶混交林,晚期则以热带-亚热带常绿阔叶林为主,气候经历了凉湿→冷→暖湿的变化,炭屑浓度指示人类活动强度总体由弱到强;末次冰消期至全新世早期植被面貌以落叶阔叶林为主,气候温和,人类活动强度较弱;全新世晚期森林植被主体为落叶阔叶乔灌木,气候虽然偏凉干,但古人类已开始经营稻作农业,完成了生业模式、生存策略的改变.本研究为中国西南地区MIS3阶段以来的生态环境、气候变迁及其对早期人类活动的影响等深入研究提供了参考依据.

    大阴洞遗址沉积过程孢粉生态环境人类活动

    新疆艾里克湖炭屑记录的中亚干旱区MIS 3中期以来的古火灾演化

    陈雅茹刘兴起
    48-58页
    查看更多>>摘要:大规模火灾能够对当地植被和生产经济造成不可逆的损害,严重影响着人们的生产生活.中亚干旱区生态系统脆弱,火灾频发,使得该地区成为研究古火灾的理想地区之一.MIS 3时期是距离现今最近的间冰阶,气候上与现在有许多相似之处,是进行古气候研究的重要时段.通过对长时间尺度上的火灾演化及其影响因素的了解,即有助于我们理解火灾对植被和气候变化的响应机制,又能够为现代预测和治理火灾提供一定的科学依据.本研究以新疆艾里克湖Ailike-2019孔(岩芯长4.49 m)沉积岩芯为研究对象,通过AMS 14C测年、花粉通量和炭屑分析,重建艾里克湖约40 ka以来的古火灾演化序列.结果表明,MIS 3中、晚期(40.2~26.7cal.kaB.P.),植被覆盖度较差,火灾较少;MIS 2时期(26.7~11.7cal.kaB.P.),植被覆盖度差,火灾少;全新世(11.7 cal.kaB.P.至今),植被覆盖度显著上升,火灾频发.研究区自MIS 3中期以来的火灾活动与植被覆盖度的变化具有相似的趋势,说明火灾的发生可能与植被覆盖度的变化有关.这与中亚干旱区的其他炭屑记录相似,表明中亚干旱区轨道尺度上的火灾可能主要受可燃生物量控制.暖湿/冷干的气候条件导致植被覆盖度扩张/缩小,从而提供了更多/更少的可燃生物量,使得火灾能够产生大量/少量炭屑.

    中亚干旱区艾里克湖MIS3炭屑古火灾

    末次冰期以来中国西南地区火灾活动历史及其对植被生态系统的影响

    张潇黄康有贾鑫万秋池...
    59-71页
    查看更多>>摘要:我国西南地区森林火灾频发,多与人类活动有关.第四纪地质时期的火灾变化过程及与气候变化和人类活动之间的关系一直是学术界关注的焦点.本研究利用腾冲青海湖(25.1312° N,98.5731° E)和贵州草海湿地(26.8140°N,104.3405° E)沉积物岩芯(长度分别为4.6 m和4.05m),进行炭屑和孢粉统计分析.在区域数据对比的基础上,试图重建中国西南地区约25 kaB.P.以来的火灾变化历史及植被的响应.研究结果表明,末次冰期(25.0~10.3kaB.P.)与晚全新世(4.2~0 ka B.P.)时期森林火灾十分活跃,但两个阶段的火灾对植被的影响差异十分明显.末次冰期阶段(25.0~10.3kaB.P.)区域内乔木类型以常绿硬叶栎、云杉/冷杉属等为主,这些地带性植被在末次冰期火灾增强时仍维持主要优势;而在晚全新世(4.2~0kaB.P.)火灾增强阶段,次生林的桤木属、松属等则成为优势种属,草海记录中禾本科花粉在近2 kaB.P.以来也达到最大值,反映出人类活动的影响.高频率火灾导致原来在中全新世的顶级常绿阔叶林遭到反复焚烧,并难以恢复.通过对比区域火灾和气候记录,本研究认为西南地区末次冰期的火灾变化主要受控于干冷的气候条件,尤其是冰期夏季风减弱使区域内降水减少和湿度降低.中全新世时期(9.5~5.0kaB.P.)季风增强,降雨充沛,火灾强度和频率降到最低.这些变化特征与石笋氧同位素基本一致.晚全新世的频繁火灾则与人类活动增强叠加于夏季风减弱有关,且前者成为引发森林火灾的最主要因素.本研究深入探讨了中国西南地区末次冰期以来火灾强度变化历史及其对植被的影响,揭示了自然与人为因素的火灾触发机制,为灾害预测、植物保护及区域规划等提供了新的数据.

    炭屑西南地区末次冰期森林火灾人类活动

    青海东部上喇家村黄土剖面全新世野火历史及人类活动

    雷秋景谭志海张琪石斌...
    72-83页
    查看更多>>摘要:由于不同燃烧指标存在明显的差异,致使人们对于火燃烧方式的理解尚不确定.本研究选取黄河上游青海上喇家典型剖面(深度464 cm,年代范围14.5~0kaB.P.)为对象,结合炭屑和黑碳以及古生态指标,揭示该区域全新世以来的野火历史演变过程.研究结果表明末次冰期和全新世早期,气候较为干旱,以明烧为特征的草原区域野火时常发生,与东亚季风气候所控制燃料特征和湿度密切相关.全新世中期,气候较现在温暖而湿润,生物成壤作用强烈,该地区整体上自然野火发生处于较低水平.其中,4200~3850 a B.P.和3400~3000 a B.P.这两个阶段的粗颗粒炭屑通量峰值分别是齐家文化中晚期(4200~3800 a B.P.)和辛店文化时期(3400~2700 a B.P.)人类频繁放火烧荒和开垦农田以及生活等活动的结果;而3850~3600 a B.P.阶段以焖烧为特征的低强度野火发生,与气候持续干旱和人类森林砍伐活动加剧有关.与此同时,该区域遭遇2次大规模的地震和山洪泥流地质灾害,生态环境恶化,使得农耕为主的齐家文化被半农半畜牧的辛店文化所替代,从而导致该期间炭屑通量整体下降.全新世晚期,气候进一步干旱,1500年以来本地大幅度生物质燃烧增加与农业扩张和耕地面积增大密切相关.总之,全新世中期先前人类长期频繁森林砍伐活动所诱发的低强度焖烧火模式是导致该区域植被减少和土地退化的不容忽视的重要因素,而东亚季风所控制的季节性降水变化仍是野火发生必要条件.

    炭屑黑碳燃烧方式全新世气候变化

    宁绍平原中全新世火历史与影响因素研究

    周锦清马春梅刘泽雨王冰翎...
    84-99页
    查看更多>>摘要:宁绍平原是研究全新世火事件、气候环境以及人类活动之间复杂关系的理想场所.本研究选取宁绍平原田螺山遗址(30° 01′ 20″N,121°22′38″E)和井头山遗址(30° 01′ 28.45″N,121° 21′ 40.69″E)两钻孔(长度分别为18.17 m和19.8 m)进行炭屑分析,并结合孢粉记录,旨在研究宁绍平原中全新世(9000~5700 cal.a B.P.)火历史、气候环境变化与人类活动的变化规律.结果表明:1)2个钻孔炭屑浓度在早中全新世都很低,田螺山钻孔<50μm(细粒)、50~100μm(中粒)和>100 μm(粗粒)这3种粒径的炭屑浓度均为钻孔最低值,反映当时火事件发生频率低;此时正值全新世大暖期,亚洲夏季风强劲,降水丰沛,孢粉记录也显示此时的植被类型为亚热带阔叶林,温暖湿润的气候不利于火事件发生.2)随着研究区水文环境的稳定,人类被丰富的资源吸引前来定居,人类活动的加强可能导致火事件频发,炭屑浓度升高.7900 cal.aB.P.左右,随着海平面上升速度减缓,人类先民选择井头山区域定居,并开始了早期稻作农业的尝试,炭屑浓度随着人类在此定居出现了高值.在7000cal.aB.P.之后,研究区淡水湿地广泛分布,河姆渡文化兴起,炭屑浓度再次上升.田螺山钻孔炭屑浓度在6300 cal.aB.P.左右出现最大值,但此时研究区环境尚未稳定,仍会受到海水影响,7000~6000 cal.aB.P.期间田螺山钻孔炭屑浓度多次出现低值都与海水入侵有关;5900 cal.aB.P.之后研究区完全成陆,稻作农业也开始了蓬勃发展,炭屑浓度也出现了明显上升.本研究探讨了中全新世宁绍平原火事件、气候环境以及人类活动之间的相互关系,揭示了气候与人类活动对该区域火事件的影响,为该区域的相关研究提供了一个新的视角.

    炭屑火历史宁绍平原人类活动环境变化中全新世

    辽西地区红山文化时期林木资源利用和生态环境研究

    王海燕王树芝刘国祥贾笑冰...
    100-111页
    查看更多>>摘要:辽西地区是研究中国文明起源及早期文明化进程的重要区域.红山文化是辽西地区6.5~5.0kaB.P.的新石器时代晚期重要的考古学文化.本研究对辽西地区红山文化时期的魏家窝铺遗址、彩陶坡遗址、兴隆沟遗址第二地点和牛河梁遗址第一地点这4个遗址点中浮选和采集的134份样品中大于2 mm的940块木炭进行鉴定,分别是栎属(Quercus L.)、榆属(Ulmus L.)、朴属(Celtis L.)、李属(Prunus L.)、槭树属(Acer L.)、黄檗属(Phellodendron Rupr.)、椴属(Tilia L.)、梣属(Fraxinus L.)、胡桃属(Juglans L.)、松属(Pinus L.)、柳属(Salix L.)、侧柏属(Platycladus L.)等12种木本植物,以及2种未知的炭化植物遗存.研究表明遗址周围分布着桃、杏、胡桃楸等果树,生长着以栎属为建群种的暖温带落叶阔叶林及榆属、槭树属和朴属等阔叶树;山地上可能分布着由松属、侧柏属和黄檗属、椴属、梣属等组成的温性针阔混交林.利用共存生态因子法进行气候重建的结果表明,当时遗址周围的环境较现今温暖湿润.先民用栎属木材建造房屋、薪柴选用栎属、松属和槭树属木材.通过对牛河梁遗址第一地点出土的木炭推测当时祭祀时可能使用栎属木材.除了遗址中出土的炭化果核,核果类木材的出土,进一步佐证了先民会采集核果类木材的果实、种子作为食物,为探索红山文化时期先民生业方式提供了新视角.本研究为解读红山文化时期的先民对林木资源利用策略,了解当时生态环境与生业模式提供了新资料.

    辽西地区红山文化木炭分析林木资源利用生业模式生态环境

    贵州西部晚全新世植被演替、气候变化与火灾历史

    乐远福何柳莹郑卓陈聪...
    112-127页
    查看更多>>摘要:贵州西部位于北亚热带云贵高原山地湿润-半湿润气候区,西南季风是该区域水汽来源的主要气候系统.贵州六盘水娘娘山有连片分布的垫状泥炭沼泽沉积,较完整记录了过去的植被和气候历史,是研究气候-植被-火灾-人类活动变化的理想场所.本研究以六盘水娘娘山1999 m海拔的一处泥炭湿地钻孔上部52 cm岩芯为研究材料,通过AMS 14C测年获得年代框架,采用孢粉和炭屑分析,重建了该地区晚全新世气候变化和人类活动叠加影响下的植被演替及火灾活动历史.结果表明:3500~3100cal.aB.P.期间,当地亚热带常绿阔叶林繁盛,火灾活动为气候控制为主的森林火灾,但火灾活动并未改变阔叶林的总体面貌;3100~600 cal.aB.P.期间,气候呈变干趋势,阔叶类木本植物显著减少,当地植被从亚热带常绿阔叶林转变为疏林草地和针叶类疏林,极可能是趋于冷干的气候环境的结果;大约600 cal.aB.P.之后,当地植被演变为开阔林,同时,出现大颗粒炭屑(>125 μm)以及伴人花粉的明显增加,表明人类农业活动高强度的刀耕火种已经扩张到较高海拔山区.区域对比显示,西南地区在3500 cal.aB.P.以来,主要以区域性火灾为主,而3100 cal.aB.P.以后的火灾活动受到气候变干和人类活动的双重影响,特别是600 cal.aB.P.以来,人类活动(刀耕火种)成为局地火灾和植被更替的主要因素.

    贵州西部山地泥炭孢粉炭屑植被演替人类活动晚全新世

    浙江余杭跳头遗址晚商-西周早期铸铜活动的沉积地层记录

    李训鹏林森王张华
    128-143页
    查看更多>>摘要:青铜器的使用对人类社会意义重大.作为生产青铜器的场所,铸铜作坊在铸造过程中会在当时环境中遗留下许多痕迹.然而,目前还较少有关于铸铜活动沉积地层记录的研究报道.本研究在浙江余杭跳头铸铜遗址(30°15′00″N,119°53′39″E)选取T1614S(总长400 cm)和T1510S(总长255 cm)两个剖面的沉积物样品,结合遗址附近的现代河道样品,运用AMS 14C、粒度、磁化率、有机地球化学和重金属元素分析,试图探究埋藏古河道的演变过程,探讨古代社会铸铜活动对环境的影响.研究结果发现:T1614S剖面的埋藏古河道在1045~830 BC(晚商-西周早期)期间,平均粒径(Mz)相较前一个阶段的13.0μm增大至23.5μm,分选变差,砂组分(4.7%~19.0%)增大,但整体上水动力较弱,推测是先越人为铸铜开挖的蓄水池或水沟;830 BC(西周晚期)之后,水动力增强,随后动力环境与现代铜山溪河道相似;85A.D.(东汉)后,河道中堆积洪水地层;最后古河道消失,成为湖泊环境.在1045 BC时,TOC、C/N和δ13C等有机地球化学指标也同步发生突变,阶段平均值分别从0.21%、3.39和-21.05‰变为6.70%、14.38和-27.74‰,同时伴随Cu、Zn元素含量分别从21.90 ppm和88.62 ppm突然增加到33.60 ppm和136.63 ppm.上述结果表明,晚商时期先越人在跳头遗址开挖古河道、使用大量燃料,并开始铸铜活动;Pb元素含量稍晚也从6.46 ppm突增至23.40 ppm,可能反映了先越人铸铜技术的进步;T1510S剖面晚商至西周文化层的xfd%达到6.82%~8.13%,反映了铸铜作坊区的用火行为,但是其重金属元素含量在西周文化层才持续增高,反映铸铜遗址不同功能区的地层记录差异.值得注意的是,跳头遗址铸铜活动结束后.两个剖面重金属元素含量持续呈现高值,反映遗址上游的铜山溪流域在历史时期也许一直存在采矿甚至冶炼活动,同时余杭地处钦杭成矿带,因此本研究推测跳头遗址商周时期的铜矿可能也来源于铜山溪流域.对比自然环境和社会背景,推测跳头遗址铸铜活动的兴衰主要与社会因素有关.

    古河道粒度重金属元素铸铜技术铜山溪流域采矿