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  • 2022年, 42卷, 第04期
    刊出日期：2024-06-19
      
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  • 最近880ka以来黄土-古土壤序列粘土矿物和粘粒地球化学特征及东亚夏季风演化
    吕一凡, 张春霞, 付扬, 吴海斌, 郝青振, 乔彦松, 郭正堂
    2022, 42(04): 921-938.
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    中国黄土-古土壤序列记录了东亚古气候的演化历史。为获取黄土高原南部地区夏季风强度演化特征，以甘肃灵台邵寨L_9以来的黄土-古土壤序列为研究对象，通过X射线衍射(XRD)和X荧光光谱(XRF)方法分别对880 ka以来黄土-古土壤序列粘粒组分的粘土矿物和元素地球化学特征进行了系统分析。研究表明，黄土高原南部地区880 ka以来风尘堆积序列以伊利石为主，其次为蛭石，含少量的1.42 nm混层矿物(HIM)、高岭石和蒙脱石(含I/S),不含绿泥石；粘粒组分中常量元素含量从高至低排列如下：SiO_2>Al_2O_3>TFe_2O_3>K_2O>MgO>CaO>Na_2O>TiO_2>P_2O_5>MnO。将粘土矿物组合、粘土颗粒显微结构与粘粒组分元素地球化学特征相结合，系统揭示出邵寨剖面中，蒙脱石(含I/S)和高岭石主要来源于原始风尘碎屑，伊利石包括原始风尘碎屑和后期风化成壤两种来源，蛭石和HIM为成壤风化产物。由于含Na、 Fe、 Mg元素的蛭石、 HIM和蒙脱石(含I/S)含量的变化主要受控于成壤作用的强弱，因此基于上述元素获取的粘粒组分的CIW'(CIW'=100×Al_2O_3/(Al_2O_3+Na_2O))和TFe_2O_3/MgO指标很好地记录了古东亚夏季风环流强度的变化历史。研究发现，880 ka以来东亚夏季风环流强度呈间冰期/冰期的强/弱变化特征，在约850 ka、约620 ka、约550 ka、约420 ka和约127 ka等几个间冰期显著增强。
  • 第四纪柴达木盆地是黄土高原的主要物源区吗?
    吴磊, 胡晓燚
    2022, 42(04): 939-947.
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    中国黄土高原上广泛分布着连续的第四系风成沉积，是研究亚洲干旱化过程、大气环流模式和亚洲季风演化的关键地区。目前对风成沉积的来源还存在很大争议，其中柴达木盆地是否为黄土高原提供大量碎屑物质是争议的焦点之一。文章利用沉积物厚度、孔隙度-深度关系和剥蚀速率等参数，定量估算得出柴达木盆地内第四系碎屑骨架体积为约(6.2±1.2)×10~4 km~3,而物源区可提供的碎屑骨架体积最大为约(6.4±0.8)×10~4 km~3,二者近似平衡。结果表明，柴达木盆地在第四纪时没有多余的碎屑可供外输，从物质守恒的角度揭示柴达木盆地无法为黄土高原提供大量碎屑。受东部鄂拉山的阻挡以及风蚀颗粒相对较大等因素的影响，第四纪风蚀作用产生的大量碎屑被就近搬运至盆地东部沉积下来。
  • 柴达木盆地中新世-早上新世有机碳同位素记录和植被演化历史
    苏庆达, 聂军胜, 李祥忠, 高鹏
    2022, 42(04): 948-957.
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    晚中新世C_4植被扩张的过程和驱动机制是全球古气候变化研究的焦点问题。然而，这一生态格局的转变在亚洲中纬度地区的扩张范围尚存在争议，阻碍了对中国北方陆地生态系统的形成及其与高原隆起关系的清晰认识。青藏高原东北缘柴达木盆地河湖相沉积保存了晚新生代连续的古生态演化记录，是研究这一科学问题的理想载体。本研究选取柴达木盆地已具有古地磁年代的、厚度约6200 m的大红沟剖面河湖相地层，通过有机碳同位素和正构烷烃分析，恢复了高原东北缘约20.5～4.4 Ma的植被演变历史。结果发现，大红沟剖面典型样品正构烷烃C_(27)、 C_(29)和C_(31)组分含量占总含量的绝大多数，且具有明显的奇偶优势，指示陆生高等植物是该剖面河湖相沉积物有机质的主要来源；大红沟剖面有机碳同位素记录指示中新世-早上新世青藏高原东北缘生态系统以C_3植物为主且晚中新世没有出现C_4植被的大规模扩张，这与低海拔的中国北方晚中新世C_4植被大规模扩张的观点不同。晚中新世较低的大气CO_2浓度和高原隆升引发亚洲夏季风降水增强有利于晚中新世C_4植被的扩张，而晚中新世C_4植被的大规模扩张并没有发生于青藏高原东北缘。据此推测这可能是晚中新世高原东北缘构造抬升造成植物生长季温度较低，限制了C_4植物的生长。这一研究为晚中新世高原东北缘构造隆升提供了间接的生态学证据。
  • 广西更新世早期么会洞遗址动物牙釉质的C、O稳定同位素分析——试析华南地区直立人的生存环境
    李大伟, 王伟, 廖卫
    2022, 42(04): 958-966.
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    目前，中国区域更新世早期直立人形态特征、年代及演化分类等方面的研究已经取得丰硕成果，然而，其生存时期的古环境却缺乏相应的研究。基于华南地区么会洞遗址23颗与直立人同层位的哺乳动物牙釉质碳氧稳定同位素分析，为研究华南地区直立人的生存环境提供了直接证据。么会洞遗址哺乳动物牙釉质δ~(13)C值范围在-17.7‰～-13.4‰,表明么会洞遗址动物群主要食物以C_3类植物为主，古生态环境以森林环境为主；哺乳动物牙釉质δ~(18)O值范围在-10.8‰～-5.7‰,不同种属的动物δ~(18)O值存在不同，可能与不同种属动物的食性差别有关。对么会洞遗址和龙骨洞遗址哺乳动物牙釉质碳同位素进行研究，显示出两个遗址直立人生活时期的古生态环境是以森林环境为主。同时，对广西布兵盆地更新世不同时期古人类遗址哺乳动物牙釉质碳同位素进行研究，显示么会洞遗址直立人和陆那洞遗址早期现代人生活时期，古生态环境以森林环境为主，气候较为温和；更新世晚期中山遗址现代人时期，古生态环境是以草原环境和边缘森林环境为主，气候开始变得干冷。结合更新世不同时期古人类遗址数量的变化，显示在更新世阶段，随着古人类技术的更新和提高，古人类对古生态和古环境的适应性不断提高。
  • 内蒙古乌兰哈达-高勿素断裂的新活动证据及构造意义初探
    罗全星, 李传友
    2022, 42(04): 967-977.
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    近期在鄂尔多斯地块东北缘、蒙古高原南缘的乌兰哈达火山群附近发现一条长约100余公里的NW向断裂——乌兰哈达-高勿素断裂，并基于高分辨率卫星影像解译和野外地质调查对该断裂的新活动特征进行了初步研究。断裂活动的地貌证据包括线性展布的断层陡坎、断塞塘、断层槽谷以及位错冲沟、断头沟等。跨断裂冲沟的同步性左旋位错及广泛发育的反向陡坎(倾向NE)等指示断裂应为左旋走滑为主兼具由SW向NE逆冲的运动性质。乌兰哈达-高勿素断裂的构造位置及几何学、运动学特征指示其应归属于NW向左旋走滑的张家口-渤海断裂带，该断裂的左旋走滑运动应在调节其南、北两侧块体向E的差异运动中起着重要的作用。另一方面，鄂尔多斯地块东北缘的乌兰哈达-高勿素断裂及张家口断裂、洗马林断裂等NW向断裂所表现出的逆冲运动特征指示鄂尔多斯地块东北缘可能持续受到青藏高原东北缘对鄂尔多斯地块西南缘自晚中新世以来推挤作用远程效应的影响，这些伴有逆冲运动的NW向断裂应是鄂尔多斯地块东北缘地区响应青藏高原东北缘NE向生长和扩展的一种具体表现。乌兰哈达-高勿素断裂新活动证据的发现不仅完善了张家口-渤海断裂带的几何图像，也为认识和理解鄂尔多斯地块东北缘的构造变形和评价地震危险性提供了新约束。
  • 基于洞穴钙板碳、氧同位素和Δ47温标的青藏高原东南缘MIS7.2时段气候变化过程与机制探讨
    卢淑娴, 王芳, 刘宏, 雷国良, 李苗发, 蔡炳贵
    2022, 42(04): 978-990.
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    本研究基于云南香格里拉石卡雪山高原面洞穴钙板SK下部约8.2 cm厚的7个~(230)Th年龄、 81组碳氧同位素和9个Δ47温度数据，恢复了MIS 7.2时段的气候变化历史。SK-δ~(18)O序列重建了213.75～199.74 ka B. P.时段的印度夏季风演变过程，平均分辨率约180 a,该序列显示δ~(18)O值在209.17 ka B. P.和205.00 ka B. P.前后显著正偏，清晰记录了两个千年尺度季风减弱事件。通过与亚洲季风区石笋记录的对比发现，在MIS 7.2开始阶段印度夏季风与东亚夏季风同步变化，但在结束阶段，SK记录早于三宝洞记录约4000 a,考虑到样品年代误差及分辨率等因素，认为该时段轨道尺度上亚洲季风具有一致变化，但是准确时间还有待进一步厘清。Δ47古温度曲线与δ~(18)O、δ~(13)C记录的对比显示出MIS 7.2结束时段水热异步变化特征，与黄土-古土壤序列结论类似，不同的是SK记录的温度直接响应北半球太阳辐照度变化，而不是响应南极温度变化。SK记录显示夏季温度从207.36 ka B. P.左右逐渐回升，同期印度夏季风缓慢增强，但被大幅度的千年尺度季风减弱事件中断，印度夏季风显著增强滞后温度变化约6000 a,该过程与末次消冰期中海因里希事件(Heinrich events)或新仙女木事件(YD)类似，其机制可能与高纬气候变化有关，即冰盖融解导致大量淡水注入北大西洋，影响了北大西洋深水(NADW)和南极底层流(AABW)的生成，从而导致温盐环流(THC)减弱或中断，并通过大气-海洋环流传递到低纬地区，触发千年尺度印度夏季风减弱事件。
  • 晚第四纪印度洋-太平洋交汇区降水时空演化
    唐小洁, 于兆杰, 万世明
    2022, 42(04): 991-1009.
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    印度洋-太平洋交汇区(印太交汇区)作为全球的水汽和热量中心，在多种时间尺度的气候变化中都扮演着重要的角色。然而，迄今该区域晚第四纪古降水时空演化仍不清楚，主要体现在不同区域或不同指标的降水重建结果出现明显不一致、甚至相反的现象。本研究基于印太交汇区已有重建记录，总结了该区域轨道和千年时间尺度上古降水演化特征及机制。在轨道时间尺度上，尽管该区域大多数降水记录都主要受到岁差主控的日射量变化影响，但其响应的相位关系却截然不同，推测是多种气候因子共同作用的结果。在千年时间尺度上，降水变化主要受控于北大西洋千年时间尺度气候突变事件导致的热带辐合带(ITCZ)迁移；其次，厄尔尼诺与南方涛动(ENSO)以及印度洋偶极子(IOD)的活动也对该地区局部降水有所贡献。另外，苏拉威西等印太交汇区中部区域的降水受到海平面变化的显著影响。总体来看，印太交汇区古降水记录仍存在重建指标单一、部分区域缺乏高分辨率记录等问题，降水空间分布及其变化机制也尚不明朗，需更多的高分辨率古降水重建以及模拟工作的开展去全方面阐明印太交汇区降水的时空演化特征及机制。
  • 黄河源玛曲段末次冰消期以来古洪水事件与冻融褶皱现象研究
    肖奇立, 陈豆, 张玉柱, 王宁练, 黄春长, 王浩宇, 贾雅娜, 潘昭烨
    2022, 42(04): 1010-1026.
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    通过对黄河源玛曲段开展广泛细致的野外考察，在黄河左岸第二级阶地前缘达尔琼东(DEQ-E)地点发现了两组漫滩相古洪水泛滥沉积层(OFD1和OFD2)。剖面厚448.5 cm,层次分明，未经人为扰动，沉积学特征显著。结合野外宏观特征与室内磁化率和粒度指标分析结果，确定这两组OFD(245.0～448.5 cm)为典型的黄河大洪水溢出河槽形成的泛滥沉积物，共记录了两期11次古洪水事件。基于光释光(OSL)测年数据，确定了这些古洪水事件的发生时段以及OFD1上部(270.0～330.5 cm)冻融褶皱现象的发育年代。这两期古洪水事件分别发生在14900±1010～12800±1130 a和11060±880～9820±390 a,在时间坐标上分别对应于末次冰消期中的B?lling-Aller?d暖期和早全新世气候逐渐转暖阶段。由于青藏高原冰川对气温变化响应敏感，在B?lling-Aller?d暖期和早全新世气候逐渐转暖的大背景下，此时黄河源区发育的大规模冰川积雪会加速消融，抑或叠加区域暴雨的影响，进而导致了该河段大洪水事件的频发。另外，根据沉积地层的先后顺序及其发育特征，确定OFD1上部冻融褶皱发育年代为12500～11500 a,在时间坐标上与末次冰消期中的新仙女木寒冷事件(YD)对应。由于此时青藏高原整体以急剧降温为特征，使得该研究河段的沉积地层受到显著的冻融作用，进而形成了典型的冻融褶皱/冻融泥流等冰缘地貌类型。该研究成果有助于深入理解黄河源流域水文系统和地貌发育过程对全球气候变化的响应规律。
  • 青海湖湖东沙地全新世生物遗存及其环境意义
    堵越, 白敏, 鲁瑞洁
    2022, 42(04): 1027-1043.
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    生物遗存作为反映气候变化的有效沉积记录，是重建古环境和古气候的重要指标。利用多种生物遗存在青海湖湖东沙地开展全新世气候变化研究，对理解青海湖盆地乃至青藏高原东北部地区的环境演变过程具有重要意义。本研究基于AMS~(14)C与光释光(OSL)年代结果，对湖东沙地东缘3个沉积剖面陈沟左(CGL)、三道滩(SDT)及水渠沟(SQG)中的生物遗存进行鉴定和分析，结合岩性、粒度、有机质等环境代用指标，明确了生物遗存的环境意义。在湖东沙地获得的生物遗存主要包括青海云杉(Picea crassifolia)残体、木炭及4种蜗牛化石。青海云杉残体指示湿润的气候，木炭反映总体湿润条件下相对干旱的环境；蜗牛化石的组合优势种为图克虹蛹螺相似种(Pupilla cf.turcmenica)和脆瓦娄蜗牛(Vallonia tenera),指示冷干的气候。在此基础上将湖东沙地全新世气候及环境变化过程划分为5个阶段：9.6 ka B. P.以前，剖面中保留少量青海云杉残体及木炭，气候转暖但存在干湿波动；9.6～8.0 ka B. P.,青海云杉残体分布较丰富，气候总体暖湿，其中，8.4～8.0 ka B. P.,木炭集中分布并出现最高值、蜗牛化石优势种繁盛、气候相对干燥；8.0～4.0 ka B. P.,青海云杉残体集中分布，木炭与蜗牛化石优势种数量保持低值，气候暖湿，为全新世适宜期；4.0～2.3 ka B. P.,剖面中基本未保留青海云杉残体，蜗牛化石优势种数量增加，气候由暖湿向冷干转变；2.3 ka B. P.以来，剖面中未见青海云杉残体及木炭，蜗牛化石优势种数量保持高值，气候较为冷干。
  • 8ka祁连山中段腹地人类活动的新证据
    张全, 侯光良, 陈晓良, 姜莹莹, 戚宝正, 于瑶
    2022, 42(04): 1044-1057.
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    目前祁连山中段腹地有少量新石器时代遗址和较为丰富的青铜时代遗址，未发现更早的人类活动遗迹。近期对腹地内黄藏寺一处具有原生地层的细石器遗存剖面(HZS),系统采集其年代样品、环境指标(粒度、色度)样品及地层石器，开展实验测定和GIS模拟路线分析，结合青藏高原与周边区域已发表的史前人群研究资料，揭示祁连山中段腹地史前人群的活动时间、环境背景、与毗邻地区史前人群的联系及其交流路线。结果显示：史前人群约在7.98～6.10 ka期间于黄藏寺一带活动，这是祁连山中段腹地目前发现最早的史前人类活动证据。HZS剖面粒度、色度指示的全新世早中期温湿气候与祁连山中段腹地较好的生态环境，为细石器人群开展狩猎采集活动提供了适宜的自然条件。HZS剖面的细石器反映出该时段史前人群从事狩猎采集活动，其细石器体现的技术特征与青海湖盆地细石器技术较为相似，揭示了高原东北边缘山区与高原内部区域的史前人群具有密切联系。GIS模拟路线显示，黑河谷地可能为贯通河西走廊与青藏高原间史前人群迁移、交流的重要路线，而黄藏寺细石器遗存为该路线上一处狩猎地点。
  • 中国及周边地区中晚全新世湿度演化及其可能机制
    郭超, 马玉贞, 李金凤
    2022, 42(04): 1058-1077.
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    文章对中国及周边地区中晚全新世的气候序列展开综述，系统研究了该地区中晚全新世湿度演化的时空差异，并探讨了气候变化的联系及可能机制。基于构建代用指标、沉积连续性、年代控制点以及样品分辨率的评价条件，对中国及周边地区(包括东亚季风区、印度季风区、西风环流区和青藏高原区)的古气候序列进行筛选。最终筛选出59个高质量的中晚全新世气候序列并进行系统研究，使用区域加权平均法获得东亚季风区、印度季风区和西风环流区的区域平均湿度指数序列，并试图探讨其联系和响应机制。结果表明：1)东亚季风区中晚全新世湿度变化呈持续下降趋势，可能主要受制于热带西太平洋表层海温和厄尔尼诺强度变化；2)印度季风区在约4800 cal.a B. P.湿度开始剧烈下降，其湿度演化历史是整个印度洋区域气候变化的一部分，印度洋暖季海温和洋面蒸发可能主导该区的湿度变化；3)西风环流区中全新世以来湿度呈持续增加趋势，可能与北大西洋和欧洲地区温度下降有关，温度下降导致西风环流的南移和增强致使该地区湿度增加；4)青藏高原东北缘中晚全新世的湿度演化与东亚季风区较为一致，而高原内部基本呈南北向梯度变化。另外，中晚全新世典型气候突变事件，如4.2 ka和2.8 ka气候事件，在中国及周边地区普遍出现，具体表现为低纬度季风区出现干旱特征，中纬度西风带部分地区出现湿润特征。
  • 成都平原宝墩遗址中晚全新世孢粉记录的环境变迁及人类活动
    黄明, 马春梅, 何锟宇, 唐淼, 徐佳佳, 朱诚
    2022, 42(04): 1078-1093.
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    对宝墩遗址T3321剖面第9～13层(深度为150～308 cm)的53个样品进行孢粉分析，结合AMS~(14)C测年和考古断代，恢复了遗址区全新世适宜期至4300 cal. a B. P.前后的古植被及古气候演变过程。遗址区古环境演变可以划分为4个阶段：阶段1(7400～6500 cal.a B. P.)和阶段2(6500～6000 cal.a B. P.)的孢粉组合反映了以亚热带常绿落叶阔叶林为主的森林植被景观，气候较为温暖湿润；阶段2环纹藻属(Concentricystes)的出现以及大量蕨类植物的增加暗示着遗址区开始出现湖沼。阶段3(6000～4700 cal.a B. P.)主要以稀疏乔木、灌木及陆生草本为主的植被景观，本阶段后期气候由暖湿向冷干方向发展；环纹藻属比例在本阶段达到剖面最大后逐渐降低，表明遗址区水域面积大幅增加后逐渐减小。阶段4(4700～4300 cal.a B. P.)为古蜀先民在遗址生活时期，孢粉组合反映出人类活动明显增强。T3321剖面孢粉所揭示的古环境演变趋势与西南地区中晚全新世以来气候由暖湿向冷干转变的过程基本一致。阶段3和阶段4孢粉组合的变化揭示了古环境变迁与人类活动的关系，人类活动对植被变化产生深刻影响。陆生草本植物，尤其是伴人植物的增多以及湖沼面积的减少反映出人类对环境的改造作用以及农业种植活动的出现。
  • 四川会理猴子洞新石器时代遗址拔牙风俗初探
    赵东月, 王铭, 张燕, 刘化石
    2022, 42(04): 1094-1107.
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    作为一种仪式现象，有意识拔除健康牙齿以表达某些信息的拔牙行为在世界范围内都有广泛分布，年代从旧石器时代一直延续至近现代。根据以往研究，我国境内拔牙风俗有自己的源流系统，最早可以追溯到新石器时代大汶口文化居民中，并从黄河下游和长江下游之间的山东-苏北大汶口文化分布地区向南、西南方向传播，但西南地区的拔牙风俗出现较晚，多集中在历史时期。猴子洞遗址是四川会理县的一处最早距今约5000～4800年的新石器时代遗址，墓葬区出土的人骨标本上发现了比例很高的拔牙现象，弥补了过去西南地区拔牙风俗在史前资料上的不足。对猴子洞遗址先民拔牙现象的观察和拔牙模式分析表明，该遗址拔牙出现率没有明显的性别和社会等级差异，但拔牙行为与年龄密切相关，应是成年的标志。通过与中国境内和东南亚地区拔牙遗址的对比分析，西南地区的拔牙风俗至少在新石器时代已经开始流行，其模式符合中国拔牙风俗的主流传统，但与东南亚地区也有很多相似性。
  • 河南濮阳古河济地区马庄遗址黄牛的出现和利用
    尤悦, 袁广阔, 刘朝彦, 崔宗亮, 陈相龙, 梁蒙, 臧硕, 刘天洋, 王凯迪
    2022, 42(04): 1108-1117.
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    动物考古学研究显示，黄牛传入中原地区的时间为新石器时代末期晚段(2500～2000 BC),是否已经传入豫北古河济地区仍缺少明确证据。古河济地区指今豫鲁交界一带，也是中国古代文明起源和发展的重要区域。本研究主要对河南省濮阳市马庄遗址龙山晚期的动物骨骼(n=727)进行分析，通过种属鉴定、数量统计、死亡年龄推算、测量数据的对数指数法分析等研究方法，采用判断家养动物的系列标准论证遗址先民已经饲养黄牛。黄牛下颌骨牙齿萌出和磨蚀程度(n=7)以及颅后骨骼骨骺愈合程度(n=32)的分析共同显示多数黄牛为未成年个体，说明遗址先民开发利用黄牛的主要方式是获取肉食资源。这项研究显示黄牛在古河济地区的出现时间可以早到新石器时代末期晚段，进一步丰富了学界对古代中国饲养黄牛初期动因的认识。
  • 甘肃省肃北县马鬃山地区先民的生物考古学研究
    陈靓, 任雪杰, 凌雪, 席琳, 文少卿
    2022, 42(04): 1118-1128.
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    甘肃省肃北县马鬃山因其连通新疆东部与内蒙古西部的独特地理位置一直是古代东西交通及游牧民族考古的重要地区。为了揭示“原匈奴”与我国西北地区人群的交流，本文采用体质人类学、生物力学、稳定同位素食谱分析、分子生物学以及碳十四测年等方法对甘肃省肃北县马鬃山同古图和山德遗迹区试发掘的4个墓葬点的4座墓葬出土的人骨进行了研究，发现具有东北亚蒙古人种面部特征的马鬃山先民生前经常从事奔跑、骑乘等活动强度较高的活动，食物结构以肉类为主，遗传结构显示与“原匈奴”人群有一定的关系，结合碳十四测年结果显示出其绝对年代为1955～1691 cal.BC,因此，初步推测其可能是与蒙古高原和外贝加尔地区的人群迁移进入我国北方地区进行人群交流与融合有关，虽然本研究个体数较少，但由于地理位置重要，研究视角全面，体现了生物考古学交叉学科的特点，对探讨我国西北地区早期人群及文化的交流具有重要意义。
  • 安徽阜南台家寺遗址出土龟甲的C、N稳定同位素分析
    杨娟, 姚政权, 郭怡, 谢诗雨, 何晓琳, 高颖彤, 胡耀武
    2022, 42(04): 1129-1135.
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    本研究以阜南台家寺遗址出土的商代龟甲及部分动物骨骼为材料，开展了C、 N稳定同位素分析，在揭示动物食物结构的基础上初步探讨了先民对龟的使用及龟的来源问题。研究结果显示：龟甲的同位素数据相互之间差异较大，通过聚类分析大致可分为三类：第一类是高δ~(13)C和高δ~(15)N值(δ~(13)C=-20.3‰±0.4‰, n=3;δ~(15)N=7.8‰±0.2‰, n=3);第二类是δ~(13)C值居中，δ~(15)N值偏低(δ~(13)C=-21.6‰±0.4‰, n=4;δ~(15)N=7.0‰±0.3‰, n=4);第三类是δ~(13)C值偏低、δ~(15)N值居中(δ~(13)C=-23.7‰±0.6‰, n=4;δ~(15)N=7.6‰±0.3‰, n=4),这意味着该遗址出土的龟甲可能存在多种来源。究其原因，可能缘于先民制作卜甲时使用的龟来源于不同的栖息环境，抑或来源于不同种属的龟。这种用龟行为，或许与殷墟甲骨上记载的“贡龟”密切相关。尽管本研究通过稳定同位素分析揭示商代先民的用龟行为尚属初步，但毋庸置疑，本研究为全面探索商代先民的用龟行为、拓展甲骨学的研究领域提供了新的研究证据和视角。
  • 河北张家口白庙墓地东周人群华夏化的生业经济基础
    陈相龙, 王明辉, 王鹏
    2022, 42(04): 1136-1147.
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    东周时期，北方长城沿线农牧兼营人群在秦、赵、燕等列国的冲击下，部分被中原农耕文明浸润并逐渐同化，成为华夏族群的重要组成部分。为了深入认识北方长城沿线农牧兼营者华夏化的过程，本研究以冀北山地张家口地区为主要研究区域，以白庙墓地出土人骨为研究对象，重建了白庙先民的食物结构，综合分析了白庙先民的生业经济与文化面貌之间的关系，以及白庙先民为代表的农牧兼营者融入华夏集团的生业基础。白庙先民的δ~(13)C与δ~(15)N(-8.6‰±0.6‰, 9.9‰±1.0‰, n=41)显示，春秋晚期至战国早期当地居民以粟、黍两种谷物及用粟作农业副产品饲养的家畜为主要食物，畜牧业产品仅作为食物资源的补充。分析认为，白庙先民对于粟作农业的依赖或承袭于本地新石器时代晚期的生业传统，而畜牧经济的出现则可视作当地先民在牛羊畜牧业随东西方文化互动不断东传的大背景下，根据生态过渡地带资源环境的特点而做出的适应性调整。如果说以农业为主、兼有畜牧业的生存策略是本地作为北方草原畜牧区与中原农业耕作区之间缓冲区在生业经济方面的呈现，那么白庙先民对于农业生产方式的依赖则可能是战国中期之后冀北山地被纳入华夏列国统治疆域的生业经济基础。
  • 江西峨嵋洞石笋微层特征及其形成机制
    张海伟, 包艳艳, 张瑞, 孟秉霖, 蔡演军, 程海
    2022, 42(04): 1148-1158.
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    生长快速、具有年纹层的洞穴石笋是研究过去季节-年际尺度气候变化的重要地质载体之一。本研究对江西峨嵋洞长度为60 mm的现代石笋EM1进行微层分析、高分辨率的氧、碳同位素测试分析，研究了石笋微层特征及其形成机制。研究表明峨嵋洞石笋微层具有典型的“南方型”微层特征：肉眼可见的暗褐色致密亚层，在透射光下为透光层，在紫外光下为不发光层；肉眼可见的乳白色疏松亚层，在透射光下为不透光层，在紫外光下为发荧光层。暗褐色致密亚层的方解石δ~(18)O值由年内最小变为最大而δ~(13)C值为年内偏正峰值，乳白色疏松亚层的方解石δ~(18)O值由年内最大变为最小而δ~(13)C值为年内偏负峰值。月-季节分辨率的δ~(18)O和δ~(13)C记录为反相关关系，δ~(18)O滞后于δ~(13)C变化约3～4个月。研究认为峨嵋洞石笋微层的形成可能主要与春季-早夏较多降水和有机质淋滤(形成乳白色疏松亚层)以及盛夏高温干旱(形成暗褐色致密亚层)的配置有关。部分乳白色疏松亚层内还发育有极细的荧光层，被证实为年内层(伪年层),其成因很可能与春季至早夏多次强降水造成的数次有机质脉冲沉积有关。
  • 陆生蜗牛壳体高分辨率的稳定氧同位素记录与季节的干湿变化
    王蜜, David L DETTMAN, 倪观忠, 胡涵, 余子莹, 陈京平, 丁璇, 王鑫
    2022, 42(04): 1159-1167.
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    季节变化是气候系统的基本特征，然而受研究材料和方法所限，陆相沉积序列中难以获得古气候的季节变化信息。文章选择兰州地区，在旱季和雨季分别采集两个现生条华蜗牛(Cathaica fasciola),通过沿壳体生长轴高分辨率取样分析，发现兰州地区旱季生长的蜗牛壳体稳定氧同位素组成(δ~(18)O)整体偏正、雨季生长的壳体显著偏负，单个壳体内部δ~(18)O的波动幅度捕获了季节干湿变化信号。综合现代观测、黄土高原其他地区记录、通量平衡模式等证据，提出蜗牛壳体δ~(18)O旱季偏正，主要受蒸发效应和温度影响，蒸发效应可能更为重要；蜗牛壳体δ~(18)O雨季偏负，主要受降水氧同位素组成和温度影响。蜗牛壳体高分辨率的稳定氧同位素研究在揭示亚洲古季风季节干湿变化方面有巨大应用潜力，系统的现代过程研究是推动该方法进一步发展的关键所在。
  • 长江现代河流沉积物石英ESR信号强度空间分布特征及其物源示踪意义
    魏传义, 尹功明, 刘春茹, 李亚伟, 姬昊, 郭汝军
    2022, 42(04): 1168-1180.
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    近年来，石英ESR信号强度在风成沉积和河流沉积中都已被证明为一种行之有效的物源示踪指标。文章以长江流域干流不同河段及其主要支流为研究对象，共采集20个现代河流沉积物样品，对其粒度组成特征及其石英自然E′_1心，辐照5000 Gy的Al心、 Ti心的ESR信号强度空间分布特征及其物源示踪意义进行了探讨，主要取得了以下初步认识：1)长江流域沉积物从上游地区到中下游地区经历了长时间、长距离的搬运，经过了充分的混合，且呈现“沿程细化”之趋势；本研究的长江流域干流河段及其主要支流(河漫滩及江心洲)的沉积物主要以125～500μm的粒径组分为主，约占全样组分的60%～90%(平均为80%)。2)从上游河段到中下游河段，长江主要支流和干流不同河段沉积物石英自然E′_1心，辐照后的Al心和Ti心ESR信号强度都表现出了较好的空间分异性，即上游河段处于低端元值域而下游河段处于高端元值域。3)长江上游地区以及汉江是长江中下游干流沉积物的主要贡献者，而中下游地区的鄱阳湖水系和洞庭湖水系对长江干流物质的贡献度非常低。
  • 多源多分辨率DEMs对宁金康桑峰地区冰川模拟的影响研究
    赵晓艳, 赵志斌, 刘金花, 刘强, 李英奎
    2022, 42(04): 1181-1192.
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    研究宁金康桑峰地区第四纪冰川面积、体积、冰厚及平衡线高度特征参数的变化，将加深对该区气候响应的认识。数字高程模型(DEM)描述地面的起伏形态特征，为冰川模拟的基础数据，对冰川模拟影响较大。已有研究通过DEM空间分辨率来探究对流域、坡度等的影响，然而目前尚缺乏对古冰川重建影响的研究。文章分别选择4种DEMs(ALOS PALSAR RTC HIGH RES 12 m DEM(简称ALOS 12 m DEM)、 ASTER 30 m GDEM、 SRTM 30 m DEM、 SRTM 90 m DEM)采用改进的冰川流线模型来模拟宁金康桑峰地区卡若拉西沟冰川、枪勇冰川、西坡冰川和岗布沟冰川自末次冰盛期以来的冰川厚度及规模，基于变异系数法比较计算不同DEM模拟冰川参数的稳定性，分析不同DEM模拟的冰川冰储量变化对区域水资源的影响。结果显示：1)冰川的塑性流变使其对细微的高程变化可能并不敏感。冰川模拟和实测数据的对比表明，ALOS 12 m DEM的高精度地形数据和SRTM 90 m DEM的低分辨率高程数据对冰川的模拟都差于SRTM 30 m DEM数据，说明30 m分辨率的DEM可能与冰川塑性流变的尺度较一致，能够更好地模拟冰川的变化。同时SRTM 30 m DEM比ASTER 30 m GDEM具有更好的数据质量和高程精度，更加适合本地区的冰川模拟。2)从现代冰川到末次冰盛期冰川，随着冰川面积增大，不同DEM模拟的冰川面积、体积、冰厚和平衡线高度变化总体趋于稳定，DEM的影响减小。3)不同DEM模拟的冰川变化影响对区域水资源的评估。从小冰期到末次冰盛期，不同DEM模拟的冰川水当量的差异在15%以内。
  • 利用大气CO_2浓度倍增试验探讨暖干与暖湿
    董曹沂, 张仲石, 徐天澳
    2022, 42(04): 1193-1200.
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    自工业革命以来，大气CO_2浓度持续升高；现代观测和未来预估都显示中国气候有变干的趋势。然而，地质重建记录显示，温暖时期往往伴随着湿润的气候条件，与现代观测和未来预估存在明显差别。地质记录反映的是平衡态下的气候，而现代观测或未来预估反映非平衡态下的气候变率。这一古气候与现代气候研究的差别，可能和气候态有关，但目前仍缺少深入研究和合理解释。文章利用挪威地球系统模式NorESM1-F,开展大气CO_2浓度倍增的瞬变试验和平衡态试验，并用Sc-PDSI(Self calibrating-Palmer Drought Severity Index)指示非平衡态条件下和平衡态条件下中国的干湿变化。模拟结果表明：随着大气CO_2浓度的升高，无论在非平衡态还是平衡态条件下，中国的年均降水量增加；但温度升高的同时潜在蒸散发加剧，使得我国气候整体变干。上述古气候“暖湿”与现代气候“暖干”之间的矛盾，源于二者对干湿定义的差别。古气候记录显示的暖湿，主要反映环境湿度(降水量、土壤湿度、植被量)在温暖的条件下增加；而现代观测显示的暖干，揭示的是中国的气象干旱→降水减去蒸发→在温暖的条件下加剧。
  • 红碱淖环境变化与遗鸥繁殖地关系研究
    程三友, 林海星, 李曼琪, 李英杰
    2022, 42(04): 1201-1212.
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    红碱淖位于中国候鸟迁徙的主要路线上，是遗鸥(Larus relictus)等珍稀水鸟的重要迁徙停歇地和繁殖地。为了进一步做好遗鸥的保护工作，本研究通过对红碱淖湖心岛和水体面积信息遥感提取和解译、现场调查和采样分析，结合前人的研究成果，分析红碱淖生态环境的变化、遗鸥栖息繁殖的条件、遗鸥繁殖地的变化等，探究了2001年起遗鸥选择红碱淖作为繁殖地的原因。结果显示：1)20世纪80年代以来，随着水面面积萎缩，红碱淖pH、盐度、总氮和总磷等呈上升趋势，不断咸化和富营养化，2003年之后湖内鱼类消失，2016年之后随着水面面积的增大略有改善；2)2001年起遗鸥将红碱淖作为新繁殖地，与红碱淖鱼类产量剧减并逐渐消失密切相关，使豆娘(Ischnura heterosticta)幼虫和摇蚊科(Chironomidae)幼虫等遗鸥食物从牧食压力中解放了出来；3)遗鸥是以动物性食物为主的鸟类，为了减轻幼鸟的觅食压力，通常7月下旬大部分亲鸟先行迁离，散布于沙漠各湖泊间。遗鸥的这一生活习性有利于其及时发现适宜的繁殖地，而红碱淖处于鄂尔多斯遗鸥分布区，具备满足遗鸥筑巢繁殖的条件；4)2001年起红碱淖具备了遗鸥繁殖和生存的条件，可为遗鸥提供适宜的湖心岛和整个繁殖季节主要食物来源，从而被选作繁殖地。这些研究认识较好地解释了遗鸥栖息于沙漠盐碱湖中的原因，可为其生境管理提供技术支撑，对进一步做好遗鸥的保护工作具有重要意义。
  • 基于岩相古地理的黄淮平原原生劣质水发育特征分析
    王永辉, 李兰兰, 冯园, 姬果, 韩亚
    2022, 42(04): 1213-1226.
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    黄淮平原水资源严重短缺，原生劣质水非常发育，水资源供需矛盾十分突出，属于我国典型的资源型缺水和水质型缺水区。文章基于对黄淮平原第四纪各个时期岩相古地理演变的详细刻画，分析了原生劣质水的空间发育特征，旨在研究其与沉积相的相关性。结果表明：原生劣质水基本分布在河间带相、河间洼地相、扇间洼地、浅湖相和沼泽洼地相等古地形闭塞、排水不畅、水平径流滞缓的沉积相中，尤其是溶解性总固体含量(TDS)> 3000 mg/L的咸水、氟化物> 2.0 mg/L的高氟水、铁含量11.98 mg/L的高铁水和锰含量6.43 mg/L的高锰水均分布在上述沉积相范围内，据此充分论证岩相古地理演化对水文地质结构场、水化学场和原生劣质水发育特征的决定性影响。通过分析原生劣质水的成因环境，为进一步详细刻画原生劣质水的平面和垂向发育特征提供依据，并在黄河冲积扇及河道带相、冲积-洪积扇相等主流相内，结合地球物理勘探方法进行洁净地下水勘查，初步形成“岩相古地理分析—主流相圈定靶区—物探确定层位—成井供水”的勘查供水模式，为缺水区安全供水提供新的思路和方法。