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  • 韩潇潇, 王宁练, 李建勇, 徐浩
    第四纪研究. 2024, 44(03): 847-858.
    干旱区山地植物多样性对全球气候变化表现出高度的敏感性,为了预测未来气候变化趋势对植物多样性的影响,有必要研究不同时空尺度下植物多样性的演化过程及其对气候变化的响应模式。本研究基于新疆天山西部的温泉湿地钻孔下部(126.75~50.25 cm)89个样品的孢粉数据,利用Shannon-Wiener指数(H)、 Simpson指数(D)、孢粉丰富度指数(E(T_(300)))和孢粉均匀度指数(E)重建了该地区过去约10300年的植物多样性变化历史。结果显示:全新世早期(10300~7500 cal.a B. P.)各孢粉多样性指数都较低,H_总、 D_总、 E(T_(300))和E的平均值分别为1.46、 0.66、 13.32和0.33,表明植物多样性较低;全新世中期(7500~4200 cal.a B. P.)各孢粉多样性指数的平均值增至1.99(H_总)、 0.82(D_总)、 15.78(E(T_(300)))和0.48(E),表明植物多样性大幅度提高;全新世晚期(4200 cal.a B. P.至今)植物多样性略有降低但仍维持在较高水平,各孢粉多样性指数的平均值为1.84(H_总)、 0.78(D_总)、 15.59(E(T_(300)))和0.43(E)。温泉地区的孢粉多样性取决于湿地及其周围山地植被带组成成分的丰富程度,受控于温度和水分的动态平衡;研究区在湿润气候条件下古植物多样性较高,而在干旱气候条件下古植物多样性较低;整体植物多样性对气候变化的响应具有一定的稳定性。此外,不同海拔高度和不同植被带的全新世孢粉多样性变化趋势存在显著差异,究其原因可能是水分和热量条件及其组合状况的差异,因此揭示不同地理区域在多种时间和空间尺度下的古植物多样性变化规律及其对水热组合方式的响应机制仍需进一步研究。
  • 傅裕, 武仙竹, 施梦以, 周浩
    第四纪研究. 2024, 44(02): 534-539.
    2020年,杭州市文物考古研究所对德寿宫遗址考古发掘时,在GJCT2111探方内,从南宋早、中期文化层堆积物中(距今700多年前),清理出丰富的中华拟蟹守螺(Cerithidae sinensis)标本。中华拟蟹守螺最小个体数(MNI)达8728件。绝大多数标本整体形态保存较好,仅在壳顶、壳口或螺旋部有微弱破损。该类标本属于中腹足目(Mesogastropoda)中的较小类型,有6~9个螺层。壳高大于25 mm的约占总数21%,壳高介于20~25 mm区间的约占总数55%,壳高小于20 mm的约占总数24%。中华拟蟹守螺主要生活于有淡水汇入的近海红树林潮间带水域,杭州市附近并非该种动物原产地。杭州市临海海岸线中华拟蟹守螺的分布,距离杭州市约100 km之外,并且是在现代人工引种红树林以后才出现的。而德寿宫遗址里的中华拟蟹守螺标本,是出土于距今700多年前的南宋文化层中。其出土位置为皇宫餐厨遗迹,出土地层具有餐厨垃圾特点。结合南宋时期皇宫内食用贝类海鲜产品的历史资料,该批标本应该是在沿海地区捕捞后,输送给南宋皇宫中的海鲜产品。该批中华拟蟹守螺标本,是中国古代皇室食用拟蟹守螺属(Cerithidae)海产品的第一次发现。对研究中国南宋皇宫饮食习俗有一定意义,同时,也反映出南宋皇室对海鲜产品的偏爱和生活奢靡现象。
  • 江来, 安成邦, 张永, 汤蕾, 谈波, 张文胜, 卢超, 张彦臻, 郑力源
    第四纪研究. 2024, 44(01): 226-239.
    新疆稀缺的森林资源承担着重要的生态服务功能,林火作为森林生态系统中重要的干扰因子,与当前全球变暖关系密切,明确全球变暖对新疆森林火灾的影响及二者关系对于保护新疆森林资源及生态具有重要意义。本研究选取新疆维吾尔自治区1988~2020年森林火灾数据及气候数据,对二者采用M-K检验、距平分析法、异常度分析法和相关性分析后发现,1988~2020年期间新疆森林覆盖区域气候显著变暖,生长季及夏季气温影响当年森林火灾,而4月降水与6月气温变化对第二年火灾产生重要影响,气候变化改变燃料湿度、堆积量等燃料条件可能为导致这一现象发生的主要原因。这一研究为全球变暖下新疆林火预警提供重要参考。
  • 郑昕馨, 孙楠, 罗凡
    第四纪研究. 2024, 44(01): 191-200.
    近年来随着全球气候变化,活跃火发生频次显著增加,在不同地区开展活跃火发生机制的研究对于理解活跃火演变规律至关重要。本研究基于黄土高原2001~2020年Modis火点数据和土地覆盖数据,利用ArcGIS、 ENVI等软件绘制研究区火点分布图并进行趋势分析,评估研究区的活跃火时空分布与土地覆盖类型之间的关系,探讨了黄土高原活跃火的时空规律,得到以下主要结论:1)黄土高原活跃火发生频次和强度空间分布格局相似,主要集中在黄河沿线以农田为主的东部平原,且强度较高,中西部活跃火分布相对较少,强度相对较低;2)黄土高原活跃火集中发生在春夏季,呈三峰分布,分别在春季3~4月、夏季6月和秋季10月达到峰值,其中3~4月草原火和森林火的贡献较大,而6月及10月农田火贡献最大;3)按土地覆盖类型进行分析,城市火和农田火是黄土高原地区活跃火发生的主要类型,占比可达总活跃火数量的69%,其次是草原火和森林火,说明黄土高原活跃火受人为因素影响较大;4)野火(包括草原火、森林火、灌木火和裸地火)主要集中在冬春季发生,城市火和农田火主要集中在夏秋季发生。近20年,由于研究区秸秆禁烧政策和城市的防火措施的实施,城市火和农田火呈减少趋势,冬春季的增温导致研究区野火呈增多趋势。
  • 简安璟, 李昀卿, 刘斯瑶, 陈美娇, 曹维予, 孙喆, 侯居峙, 田芳
    第四纪研究. 2024, 44(03): 742-754.
    青藏高原是我国重要的生态安全屏障,其生态系统安全是实现高原可持续发展的基础。植被覆盖度是评价植被状况的重要指标,研究其演变过程及机制具有重要意义。本研究选择青藏高原南部昂仁金错沉积岩芯(长120 cm)作为研究对象,基于可靠的AMS~(14)C年代序列和孢粉记录,研究距今3600年以来的植被变化过程;选用青藏高原南部614个现代孢粉和植被覆盖度数据并基于现代类比法(MAT)构建校准集,交叉检验表明模型可靠性较高(R~2=0.71, RMSE=8.51%),可用于定量重建植被覆盖度演化过程。研究结果表明,昂仁金错晚全新世沉积物孢粉组合以草本植物花粉为主,主要包括莎草科、蒿属、禾本科、毛茛科等花粉类型。3600~850 cal.a B. P.期间,莎草科花粉占优势,表明湖泊周围发育了植被覆盖度较高的高寒草甸,气候较为湿润;而850 cal.a B. P.以来,蒿属花粉含量不断增加,表明植被向高寒草原转变,覆盖度显著降低。经区域多记录对比发现,该时期植被类型的转变为区域性现象,应代表了印度夏季风减弱和气候变干的整体趋势。
  • 张伊琳, 董艳, 吴超, 钱鹏, 郑祥民
    第四纪研究. 2018, 38(02): 529-536.
    选取长江下游江苏南通黄泥山黄土堆积为研究对象,运用磁滞回线、热磁曲线与漫反射光谱特征分析其磁性矿物组成,结合色度参数、地球化学特征,探讨黄泥山黄土记录的古环境信息。研究发现,黄泥山黄土中亚铁磁性矿物主要为磁铁矿、磁赤铁矿,不完整反铁磁性矿物主要为赤铁矿(Hm)、针铁矿(Gt)。剖面中Hm/Gt值在U1(147~124 cm)和U3(39~0cm)层中小于1,在U2(123~40 cm)层中大于1,这指示U1、U3层形成于相对干燥的气候环境,U2层形成于相对湿润的气候环境。色度参数亮度(L~*)、红度(a~*)值与磁化率(χ)及总铁的百分含量(TFeOx%)、化学风化指数(CIA)随深度变化趋势相关性明显,且指示U1和U3层经历了相对U2层较弱的成壤作用。因此,黄泥山黄土漫反射光谱特征及色度参数L~*和a~*值可作为黄土风化与夏季风强度的替代性指标。与其他典型黄土剖面特征对比,黄泥山黄土总体上经历了相对干冷的气候环境,其中U2阶段的沉积环境相对暖湿,U1和U3较为干冷。该研究对长江下游地区古气候干湿变化及古环境重建具有一定的参考价值。
  • 张钰莹, 胡利民, 吴永华, 姚政权, 董智, Minoru Ikehara, 白亚之, 王湘芹, 范迪, 石学法
    第四纪研究. 2020, 40(03): 658-672.
    西北太平洋海陆相互作用强烈,受黑潮和亚洲大陆风尘输入影响显著,是研究海洋沉积物中有机碳埋藏与陆源输入、海洋初级生产力和海洋环境演化关系的理想靶区。本研究基于采自九州-帕劳海脊北部的重力活塞647 cm长的KPR12岩芯,分析了总有机碳(TOC)、总氮(TN)、有机碳稳定碳同位素组成(δ~(13)C_(TOC))、蛋白石(Opal)以及粒度等指标,初步探讨了近40万年来轨道尺度沉积有机碳的来源、埋藏特征及其影响机制。岩芯的TOC含量平均值为0.214%,呈冰期较高、间冰期较低的旋回特征。岩芯沉积物粒度的不同端元反映了研究区风尘输入大致呈冰期较高的趋势。岩芯的δ~(13)C_(TOC)(-25.24‰~-21.04‰,平均值为-22.59‰)显示有机质以海源为主(约62%),海源有机碳含量趋势与TOC的变化一致。研究区不同时期陆源物质的输入受风尘输送和黑潮的综合控制,黑潮增强可能对该区间冰期陆源有机碳贡献的升高有一定影响。岩芯中TOC与Opal含量的相关性分析表明,海洋初级生产力可能不是控制该岩芯有机碳含量变化的主要原因。冰期-间冰期旋回中的深层水通风条件、黑潮和北太平洋中层水的发育以及陆源细颗粒物质输入可能共同影响着本区沉积有机碳的降解与埋藏保存。
  • 吴磊, 胡晓燚
    第四纪研究. 2022, 42(04): 939-947.
    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。
  • 崔凯, 王永波, 胡柏盈
    第四纪研究. 2024, 44(03): 727-741.
    亚洲夏季风强度变化及相应的气候波动对区域生态环境演化和社会经济发展具有重要影响,其近千年演化特征及影响因素备受关注。在精确定年的基础上,利用彝海71 cm沉积物序列孢粉分析结果,恢复了川西地区过去1000年植被与气候演化历史。根据花粉组合特征划分为5个阶段:阶段1(公元1050~1320年)以木本花粉为主,反映中世纪时期区域暖湿的气候环境特征,亚洲夏季风较强;阶段2(公元1320~1570年)和阶段3(公元1570~1680年)桤木属、青冈属等乔木花粉含量降低,以蒿属为代表的草本花粉含量上升,指示进入相对冷干的小冰期,夏季风衰退;阶段4(公元1680~1950年)由于外来移民迁入导致区域人口增加,人类活动增强造成森林选择性砍伐,桤木属等花粉含量显著上升,人类活动开始叠加于自然气候背景上对区域植被造成显著影响;阶段5(公元1950年至今)中云南松、桤木属等花粉含量显著升高,指示人工飞播造林工程对区域植被的影响。基于孢粉组合的主成分分析结果进一步揭示区域环境演变趋势,与西南地区已有气候记录呈现出较为一致的时间变化特征,而太阳活动波动和热带辐合带迁移被认为是驱动近千年西南地区气候变化和夏季风演化的关键因素。
  • 崔安宁, 范保硕, 徐德克, 郑卓, 许清海, 罗运利, 黄康有, 李月丛, 沈才明, 曹现勇, 吕厚远
    第四纪研究. 2024, 44(03): 605-622.
    高质量的现代孢粉数据库及其准确的气象插值数据是古气候定量重建的基础。目前我国已公开发表的覆盖全国范围的多个现代孢粉数据库,极大地推进了我国孢粉学在古气候、古环境方面的研究。但是由于不同的数据库是在不同时间、由不同学者相继建立的,在数据库使用中目前存在三类问题:1)孢粉属种分类标准不统一,未统计蕨类孢子和水生植物花粉类群;2)现代孢粉点的气候参数插值不准确,经常利用网格经纬度取值,缺少垂直带海拔高度的校正;3)现代孢粉点空间分布不均匀,缺少高寒旱区和东部平原区的数据。本研究通过对新增加的青藏高原寒区、旱区等1791个现代孢粉组合数据和公开发表的现代孢粉数据,进行质量评估和整合,规范了孢粉类型,删除了重复的、质量差的样点;对比了网格法和反距离法插值年均温和年降水量的优劣。整理成为包含555个科/属的9484个样点的现代孢粉数据库(MPD_IGG.A),其中包含蕨类孢子和水生植物花粉的5107样点另外组成MPD_IGG.B数据库,将不包含蕨类孢子和水生植物花粉的4377样点组成MPD_IGG.C数据库。质量评估表明,利用具有蕨类孢子和水生植物花粉的数据库(MPD_IGG.B)以及采用反距离方法获取的年均温、年降水量的数据集建立的转换函数,其预测误差相对更小,重建值与观测值间相关系数更高。新整合的这3套数据库将会为我国古气候、古环境、古生态等定量重建研究提供重要支撑。
  • 王海燕, 王树芝, 刘国祥, 贾笑冰, 孙永刚, 胡春柏, 焦延静
    第四纪研究. 2024, 44(01): 100-111.
    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6.5~5.0 ka B. 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。
  • 苏晓倩, 庞建章, 王一舟, 郑德文, 张会平, 郝宇琦
    第四纪研究. 2024, 44(02): 338-353.
    北祁连山作为青藏高原隆升与扩展的最前缘,一直以来都是研究的热点。本研究为弥补活动构造与热年代学方法时间尺度上难以链接的不足及提供青藏高原扩展隆升机制相关证据,利用河流水力侵蚀模型的方法模拟得出北祁连山河道陡峭指数与部分河流地质隆升历史。结果揭示出北祁连山河道陡峭指数与距断裂的距离存在显著关系,且具有从中间向东西两侧减小的特征,表现出北祁连山隆升速率大致也呈现自中向两侧减慢的特征;并通过分析处于北祁连山非沉积区白杨河、洪水坝河、丰乐河、马营河、大渚马河及洪水河这6条流域的地质隆升历史,发现在4 Ma左右,北祁连山隆升速率逐渐增加,且隆升速率大致在0.20~0.38 mm/a之间。直到0.6~1.0 Ma,隆升速率迅速加快,呈现陡增的趋势。因此,北祁连山的构造隆升并不是均匀的,而是随时间发生变化的。
  • 秦锋, 赵艳
    第四纪研究. 2024, 44(03): 704-714.
    孢粉是定量重建过去气候变化的重要代用指标,在中国已开展了大量基于孢粉数据的气候定量重建研究。然而,只有少数研究采用机器学习算法来建立孢粉-气候重建模型,不同机器学习算法的可靠性尚需验证。本研究采用3种机器学习算法(包括随机森林、增强回归树和人工神经网络算法),基于青藏高原及其周边地区现代孢粉百分比数据,及由其计算而来的植物功能型得分数据,建立气候定量重建模型;同时用两种常规方法(现代类比法和加权平均偏最小二乘法)建立的模型作为对比,检验机器学习算法基于孢粉数据开展气候定量重建的可靠性。结果显示5种方法基于孢粉百分比和植物功能型得分数据建立的最暖月平均降水量和最冷月平均温度重建模型,从均方根误差(RMSE)和决定系数(R~2)两个评价指标来看,都有较高可靠性。3种机器学习算法中,随机森林和增强回归树的可靠性比人工神经网络算法高,二者建立的模型性能非常接近,尤其在建立植物功能型-最冷月平均温度重建模型时,二者表现是所有方法中最好的;常规方法中,加权平均偏最小二乘法在大多数情况下表现明显不及3种机器学习算法,而现代类比法的可靠性稍优于3种机器学习算法,但考虑该方法对空间自相关较为敏感,其表现有高估的风险。本研究所用的机器学习算法极有潜力用于青藏高原地区的古气候定量重建,尤其是随机森林和增强回归树算法。针对特定地区特定气候因子,不同方法基于孢粉数据建立气候重建模型的适用性可能不同,开展具体工作时有必要对比多种方法,选取其中可靠性最高的方法建立孢粉-气候模型。
  • 苗运法, 雷艳, 赵永涛, 蓝小玉, 林琳
    第四纪研究. 2024, 44(03): 688-703.
    孢粉是植物生殖体孢子和花粉的总称,体积小且轻,当其在花药和孢子囊中成熟后能够在气流作用下散播到空气中,形成空气孢粉;其在生态环境、气候变化、人类健康以及古气候环境重建研究中均具有重要作用。但目前空气孢粉在亚洲内陆干旱区的研究仍很薄弱。本研究以空气孢粉研究为主线,综述了亚洲内陆干旱区空气孢粉来源、与母体植被以及和气候的关系三方面的研究进展,在此基础上提出干旱区空气孢粉研究存在的基本问题和挑战。最后,对未来干旱区空气孢粉研究提出以下展望:1)获取基于适合干旱区空气孢粉收集装置的高时间分辨率孢粉数据;2)将野外观测和室内动力学模拟相结合,确定孢粉源区范围;3)重视孢粉物候研究,获得更为准确的孢粉与植被、气候定量关系;4)将空气孢粉、表土孢粉与地层孢粉有机结合,为基于孢粉学的气候预测模式提供数据。
  • 刘雅雯, 严蜜, 刘健, 宁亮
    第四纪研究. 2024, 44(02): 579-592.
    利用美国国家大气研究中心(NCAR)提供的过去千年(850~2005年)集合模拟试验(CESM-LME)资料,在与重建资料、现代观测/再分析资料进行对比验证的基础上,分析了过去千年不同世纪东亚与全球地表温度变化的同步性,并结合单因子敏感性试验结果,分析了造成东亚与全球地表温度各个世纪同步性及变化幅度差异的原因。结果表明:过去千年里,在20世纪以前,东亚地区与全球均经历了中世纪暖期与小冰期,温度变化在百年尺度上整体一致,10世纪、 11世纪、 13世纪、 18世纪和19世纪东亚与全球温度变化同步性较高,差异较小;但在12世纪、 14~17世纪中,其变化振幅存在显著差异,东亚地区温度变化幅度总体上小于全球,太阳辐射和火山活动等自然外强迫及内部变率对差异的形成可能起到了主导作用;而20世纪以来,两者变化显示出较大的不同步性,东亚地区温度增长没有全球温度增长剧烈,甚至出现了降温,人为外强迫在这一时期起主导作用。温室气体浓度变化对温度的影响在两极有明显的放大效应,是东亚与全球温度变化差异形成的主要原因,同时,人为气溶胶排放使得东亚地区温度降低也是东亚与全球温度变化不同步的原因之一。
  • 马晓莉, 李顺, 岳雅慧
    第四纪研究. 2023, 43(05): 1157-1171.
    雅鲁藏布江河谷(尤其是“一江两河”区域)风沙化较为严重,制约了当地社会经济的可持续发展,追踪河谷风沙来源对当地风沙治理意义重大。本研究聚焦于拉萨贡嘎机场附近的山南宽谷风沙地貌,采集2个河沙、 3个风成沙丘和1个坡积物样品,以及引用前人研究的2个河沙样品。基于碎屑锆石U-Pb年龄及微量元素地球化学特征,进行沙源示踪研究,旨在为当地风沙治理提供科学依据。对360颗锆石进行LA-ICP-MS U-Pb定年,获得322个谐和年龄。分析结果表明,河沙、风成沙丘及坡积物样品碎屑锆石U-Pb年龄分布特征高度相似,主要峰值与冈底斯岩浆弧新生代的两期岩浆活动一一对应;非矩阵多维标度统计技术(MDS)分析也证实了样品与冈底斯岩浆弧有良好的亲缘性;地球化学判别图解显示锆石具有亏损轻稀土元素、富集重稀土元素、明显正Ce异常和明显负Eu异常的特征,亦指示其岩浆成因,表明冈底斯岩浆弧为沙丘、河沙与坡积物中碎屑锆石的主要来源。依据不同类型样品碎屑锆石年龄对比以及锆石年龄相似程度对比,结果发现:1)雅鲁藏布江地区风沙地貌主要是由于枯水季河床水位下降,导致河岸和河漫滩出露地表,就地起沙吹扬到山坡上所形成;2)研究区河沙并非主要从上游搬运而来,更多是拉萨河搬运汇入的泥沙。依据沙源分析结果,欲解决河谷风沙化问题,首要应在河岸和河漫滩种植适宜当地气候的耐旱植物固定河床上的泥沙,这是最直接有效的手段。
  • 周彦宏, 周乐, 张芸, 西瑶瑶, 孔昭宸
    第四纪研究. 2024, 44(03): 770-779.
    湿地沉积物蕴含着大量的古植被信息,是过去全球变化研究的重要领域之一,特别是地处干旱-半干旱区的湿地生态系统,因其生态环境较为脆弱,对气候系统的变化响应十分敏感。本研究以取自新疆帕米尔高原地区金草滩湿地深度为72 cm的剖面为分析对象,选取孢粉环境代用指标,同时结合~(14)C测年数据建立的年代框架,对该区域过去5300年来的植被演变做了初步探讨。研究结果表明:5300~3750 cal.a B. P.期间,湿生植物莎草科和水生植物狸藻属植物孢粉含量较高,指示金草滩湿地局地环境较为湿润,水湿生植物繁盛;3750~0 cal.a B. P.期间,局地环境经历过多次干湿波动变化,如3750~1840 cal.a B. P.期间,耐旱的麻黄属植物占优势,藜亚科花粉也较前期增多,指示局地环境由湿逐渐变干,湿地面积收缩,区域性植被从荒漠草原植被演变成荒漠植被;1840~810 cal.a B. P.前期区域性植被也再次转为荒漠草原植被;之后,环境总体向干旱化趋势发展,湿地周围呈荒漠草原景观。剖面地层中出现含量较低的雪松、云杉和松属花粉应是外来花粉。
  • 李琳, 李宜垠
    第四纪研究. 2021, 41(06): 1749-1763.
    花粉是重建古植被和古气候的重要代用指标。利用Tauber花粉收集器监测花粉通量是进行花粉-植被-气候关系研究的重要途径。本项研究分析了长白山阔叶红松林16个样点3年(2010~2012年)共94个Tauber花粉收集器的花粉数据,结果表明:阔叶红松林16个样点均以乔木花粉为主,占比多高于55%,针叶树种花粉在乔木花粉中的占比多高于10%;以松属(Pinus)、桦木属(Betula)、胡桃属(Juglans)、栎属(Quercus)、榆属(Ulmus)等花粉为主,5种主要花粉类型的百分含量在乔木花粉中的占比多高于85%; 16个样点的AP/NAP(Arboreal Pollen/Non-Arboreal Pollen,乔木花粉与草本植物花粉之比)平均值为3.0, P/A(Pinus/Astemisia)平均值为2.0, P/Q(Pinus/Quercus)平均值为1.2, P/B(Pinus/Betula)平均值为0.6;年平均总花粉通量存在样点间差异(平均值为24231粒/(cm~2·a)),但乔木花粉百分含量、针叶树种和主要种在乔木花粉中的占比以及AP/NAP、 P/A、 P/Q、 P/B等数值在研究区内大多数样点间的波动较小,可以更好地指示阔叶红松林的植被特征和植被不同的发育阶段。花粉通量存在明显的年际差异:2011年的总花粉通量最高(590884粒/(cm~2·a)),而2010年和2012年的总花粉通量较低(分别为284662粒/(cm~2·a)和301157粒/(cm~2·a))。总花粉通量、乔木花粉通量、灌木花粉通量和草本植物花粉通量与气象因子(前一年总降水量、生长季累积降水量、开花前冬季积温)呈正反馈。本研究结果为解释花粉通量与气象因子之间的关系提供了参考依据。
  • 张淑荣, 沈慧, 李小强, 纪明
    第四纪研究. 2024, 44(01): 214-225.
    作为地表生态系统的重要影响因子,火在全球植被环境变迁、气候变化、以及人类演化方面发挥着重要作用。在当今全球极端火灾不断加剧的背景下,基于炭屑指标重建火的演化历史及其驱动机制,是各国政府以及科学界重点关注的科学问题。文章基于对云南现代自然山火炭屑进行形态测量分析,揭示了不同植物燃料来源的炭屑粒径差异,避免了室内模拟实验的不确定性。研究选取了云南松林与细叶芒草丛进行对比分析,结果表明两种植被类型燃烧产生的炭屑形态差异较为明显。以云南松木本植物为燃料来源的炭屑形态多为方形、近圆形等,边缘较平整,而细叶芒草本植物炭屑形态多为细长形、长条形,边缘不规则。此外,云南松林炭屑的平均长度、宽度分别是25μm和17μm,面积为326μm~2,而细叶芒草丛炭屑的平均长度、宽度分别为11μm和8μm,面积为74μm~2。值得注意的是,二者长宽比分布范围接近,均集中在1.0~2.5之间,表明炭屑长宽比并不是区分燃料类型的有效指标。经过后期埋藏作用以后,炭屑粒径明显缩小,其长度、宽度以及面积均发生降低,而长宽比则相对保持稳定。综合自然野火背景下不同植物炭屑现代过程研究,在未来基于炭屑指标判断燃料来源时,应当全面考虑不同参数的指示意义,从而系统揭示自然野火与植被环境之间的相互关系。
  • 高峰, 侯亚梅, 李钢, 潘高原, 胡越, 张立召, 洪小茹, 杨翕然, 潘晓勤, 和四奇, 胡荣, 赵凌霞
    第四纪研究. 2024, 44(02): 442-452.
    云南省迪庆香格里拉地区位于青藏高原东南缘,海拔平均高度超过3000 m,是研究古人类与青藏高原关系的关键区域之一。本报道的材料来自1998年、 1999年和2022年,由云南省文物考古研究所、迪庆藏族自治州文物管理所(迪庆州文物管理所)、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所以及四川大学考古文博学院等单位组成的联合考察队在小中甸及周边地区采集的石制品。采集区域大多分布于盆地西缘残留的高原面及小中甸湖的最高阶地面上,调查共发现采集点二十余处,所获石制品百余件,其中部分石制品风化较为严重。本研究就其中具有代表性的31件石制品做简要概述。这批石制品的制作多就地取材,采用当地随处可见的变质岩为原料。所制作的石器类型包括石核、石片以及工具等。其中,大型切割工具如手斧、薄刃斧、手镐等为主要工具类型;同时还发现了修铤两面器、砍砸器、大型刮削器和少量以石英为原料的轻型工具。根据野外地层观察和相关测年工作以及石器打制技术特点推测,这批打制石器制作的年代最早可追溯到中更新世时期。这项发现为进一步深入探讨青藏高原边缘古人类活动提供了重要线索,对研究云南西北部更新世时期古人类的行为模式具有重要意义。
  • 丁国强, 申改慧, 李月丛, 王永, 迟振卿, 李冰, 阳小兰
    第四纪研究. 2018, 38(02): 336-347.
    泥河湾盆地沉积巨厚的上新世末至晚更新世的河湖相、湖沼相地层,是进行上新世至更新世环境变化研究的理想区域。本研究选择泥河湾盆地郝家台NHA钻孔的上新统稻地组顶部厚19.2 m,深度为15600~17520 cm,通过对其岩性段97个孢粉和粒度分析,探讨了该地区上新世末期植被及气候变化特征。根据已有古地磁及地层对比,采样地层的年代为2.92~2.56 Ma。分析结果显示,该时段植被及气候变化可划分为4个阶段:阶段1(2.92~2.82 Ma),松属花粉含量多高于30%,云杉属多低于20%;阔叶乔木约13%,为研究段最高;草本植物以蒿属、藜科为主,含量均在10%~20%之间,指示采样点周边应以阔叶林和松林为主,山地云杉林存在,气候较温暖湿润。阶段2(2.82~2.71 Ma),云杉属花粉含量明显上升,最高达90%,蒿属和藜科花粉比例也增加明显,最高可达80%,为研究段最高值;松属花粉含量明显降低,多低于10%;阔叶树木的花粉减少至5%以下,表明在此期间气候总体趋于变冷变干,且气候变化剧烈,林线下降,周边植被以云杉林或草原为主。阶段3(2.71~2.66 Ma),松属花粉含量明显上升,达40%以上,云杉属含量总体下降,多低于30%;阔叶乔木少见;蒿属、藜科含量低于10%;蕨类孢子约11%,达到整段最高值,指示气候转暖湿,周边植被以松林为主,云杉林退至山地,但阔叶树花粉含量较低,显示温暖程度低于阶段1。阶段4(2.66~2.56 Ma),云杉属花粉占绝对优势,多高于80%,松属多低于10%;阔叶乔木近乎消失,暗针叶林扩张,气候进一步变冷,进入更新世的冰期环境。由此可见,上新世末期(2.92 Ma以来)至更新世的气候变化存在明显的2个暖期和2个冷期。其中研究段代表寒冷气候的云杉属花粉高含量阶段与深海氧同位素代表寒冷的MIS 102、MIS 104、G2、G6和G10阶段有较好的对应关系。
  • 陈剑舜, 段福才, 朱丽东, 周汪洋, 陈仕涛, 王权, 邵庆丰
    第四纪研究. 2020, 40(04): 877-885.
    高精度定年的石笋记录有助于校正冰芯时标和理解千年尺度事件的驱动机制。基于湖北永兴洞YX288石笋5个高精度~(230)Th年龄和264组氧同位素数据,重建了MIS4早期东亚季风水文循环演化过程。结合同一洞穴YX46记录,发现两条记录在重叠时段的波动特征高度一致,清晰地记录了持续时间较长的D019.1事件和持续极短的DO19.2事件。石笋记录显示DO19.2和DO19.1事件的开始时间分别为约72.06 ka和69.40 ka,结束时间依次为约69.85 ka和69.03 ka,在误差范围内与格陵兰NGRIP冰芯AICC2012时标一致。这两个事件的持续时间依次约为2200 a和360 a。在DO19.2事件期间,石笋记录的东亚季风较为稳定,显著不同于格陵兰冰芯记录的温度持续下降的特征。这一季风稳定状态与南北两极间温度差的稳定波动特征较为一致,这也得到反映热带辐合带位置变化的Cariaco盆地反照率记录的支持,表明南北半球的温度变化对亚洲季风的综合影响。
  • 张潇, 黄康有, 贾鑫, 万秋池, 汤永杰, 陈聪, 郑卓
    第四纪研究. 2024, 44(01): 59-71.
    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4.05 m),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 ka B. 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(25.0~10.3 ka B. 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(25.0~10.3 ka B. 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(4.2~0 ka B. 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 ka B. 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(9.5~5.0 ka B. 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。
  • 戴玲玲, 张义中
    第四纪研究. 2021, 41(05): 1455-1465.
    中国是全球家猪驯化起源地之一,中国古代家猪的驯化和饲养一直是学界关注的重点。目前,碳、氮稳定同位素视角下中国北方粟黍农业体系中家猪的饲喂策略已经基本清晰。然而,地处"稻粟混作区"的淮河流域新石器时代家猪的管理和饲养策略研究相对匮乏。本文对安徽淮北渠沟遗址(约6700~4000 BC)出土的猪等动物骨骼开展碳、氮稳定同位素分析,探讨该遗址的家猪饲养等问题。结果显示,猪群的稳定同位素值非常相近,整体以C_3类植物为食,与野生动物的食物结构很相似。已有的动物考古研究显示,渠沟遗址的猪群构成复杂,既包括家猪,也有部分野猪和家/野杂交等个体,但无法根据稳定同位素对其进行区分,反映出对家猪采用松散的饲养方式,让其在居址周围觅食。早、晚期猪群的碳、氮稳定同位素值存在明显差异,结合渠沟及周围遗址的植物考古研究推断,晚期对猪的管理趋于强化,但仍为较松散的管理方式,并非中原地区的圈养策略。渠沟遗址及所在淮河流域农业长期不发达,且周围自然资源丰富,家猪饲养的驱动力不足,发展较缓慢。
  • 李梦琪, 韩非, 肖萍
    第四纪研究. 2022, 42(05): 1450-1461.
    中国早中更新世人类遗址的发现对研究东亚地区早期人类的生存与演化具有重要意义,但这一时段的遗址已超出或接近~(14) C、光释光和铀系等常用同位素测年方法的极限。电子自旋共振/铀系(ESR/U系)联合化石测年和宇宙成因核素~(26)Al/~(10)Be埋藏测年是目前为数不多的能同时对早中更新世遗址地点进行年代学研究的两种同位素测年方法,优势在于可以直接对被关注的考古遗存(如文化层内的动物化石或石英质砾石石制品)进行测年分析,避免了由于测年对象与考古遗存之间地层关系的不明确给测年结果带来不确定性。本文以云南元谋人、北京周口店第一地点、湖北白龙洞和山东沂源人遗址为例,介绍了ESR/U系法和~(26)Al/~(10)Be埋藏测年法在上述早期遗址年代学研究中的应用,并探讨了两种方法存在的局限性。对于洞穴遗址的ESR/U系联合测年,化石年龄的不确定性主要来自于对化石外部剂量率的重建,需要化石有较明确的出土层位;而~(26)Al/~(10)Be埋藏测年需要解决来自于被测沉积物或石制品可能存在的复杂埋藏历史对测年结果的影响。ESR/U系联合化石测年和等时线~(26)Al/~(10)Be埋藏测年方法是目前最可行的早期遗址测年技术手段,在动物群化石组合和磁性地层学等间接测年方法给出的时间框架下,通过上述两种同位素测年方法可以为研究东亚早期人类活动提供更为精细的年代。
  • 汪洪娇, 曾蒙秀, 彭海军, 朱诚, 李越, 白勇勇, 曾巧, 孙静茹
    第四纪研究. 2023, 43(01): 57-73.
    由于高分辨率的气候重建记录,尤其是粉尘通量重建结果仍然较少,晚冰期以来东亚地区的气候突变机制存在很多争论。本研究对青藏高原东北部若尔盖红原泥炭HY2014剖面(深度450 cm)样品的灰分含量及其粒度组成和K、 Ti、 Zr、 Rb、 Sr、 V等元素含量进行高分辨率测定,基于AMS ~(14)C测年结果,重建了晚冰期以来该地区粉尘通量的变化动态,并结合过去的研究结果综合探讨粉尘通量的影响机制。结果表明:1)红原泥炭中的Ti、 V、 Sr、 EF_(Zr)、 EF_(Rb)、 EF_K等元素主要为风成输入,可辅助粉尘通量来共同反映研究区大气粉尘沉积的变化历史。2)14000~11600 cal.a B. P.,红原地区粉尘通量总体偏高,其中14000~12800 cal.a B. P.期间由于红原地区发生特大古洪水事件使大气粉尘通量数值明显增加,而12800~11600 cal.a B. P.期间气候冷干,强劲的东亚冬季风和北半球西风急流将裸露的松散沉积物搬运沉积到红原泥炭地中,导致红原大气粉尘通量增加;11600~3100 cal.a B. P.粉尘通量低,其中在11600~6400 cal.a B. P.期间波动较为明显,而在6400~3100 cal.a B. P.粉尘通量波动更为稳定。早中全新世气候总体暖湿,受东亚冬季风和北半球西风急流影响较小且植被覆盖度较高,粉尘通量总体较低;3100 cal.a B. P.以来东亚冬季风增强,红原地区粉尘通量再次升高。3)红原泥炭粉尘沉积通量记录了新仙女木事件,还清晰地记录了此后发生的7次粉尘增强事件,这在中国西北和北部的其他记录中也多有体现。粉尘增强事件发生时,东亚冬季风增强,粉尘源区干旱化,植被覆盖面积减小,粉尘释放增多,红原泥炭中粉尘含量升高。
  • 程瑜, 李向前, 舒军武, 赵增玉, 张祥云, 郭刚
    第四纪研究. 2018, 38(03): 746-755.
    通过对长江三角洲泰州地区TZK3钻孔沉积物沉积特征、微体古生物的综合分析,结合系统的高分辨率AMS~(14)C、OSL测年,讨论了该地区末次冰期以来沉积环境的演变过程。结果显示,TZK3孔自下而上可分为6个沉积单元:1)MIS 4,砂砾层,不含有孔虫,为河床相;2)MIS 3,粉砂,含有贝壳碎片、小海贝、海相腹足类口盖,为河口相;3)MIS 2,含粘土粉砂,含少量介形虫,为河漫滩相;4)12.1~10.5cal.ka B.P.,粉砂,未见有孔虫,为河床相;5)10.5~6.9 cal.ka B.P.,粉砂,零星见个体非常小的有孔虫,潮汐层理发育,为受潮汐影响的河漫滩;6)6.9~4.3 cal.ka B.P.,粉砂,含有大量有孔虫,为河口砂质沉积。对比研究发现,全新世长江三角洲的最大海泛面时期为6.9 cal.ka B.P.,黄桥砂坝发育的年龄区间为7.6~4.3 cal.ka B.P.,为潮成砂坝,其发育主要受长江径流、河口潮汐流和亚洲季风的影响。
  • 曹凯, 麦洪涛, 王国灿, 张克信
    第四纪研究. 2018, 38(01): 15-38.
    对帕米尔构造结中新生代构造变形和地貌演化过程的精细约束是揭示青藏高原造山历史和动力学机制,以及中亚古环境变迁控制因素的关键。文章重点总结了近十年来与帕米尔中新生代构造地貌演化,以及塔里木盆地新生代海侵海退相关的研究成果,包括主要断裂构造、穹窿埋藏和剥露、岩浆变质作用,刻画了帕米尔-西昆仑从二叠纪末期到中新世中晚期的构造地貌发展的动力学过程。研究表明,帕米尔-西昆仑山脉从三叠纪-侏罗纪早期就已经出现,经历了中生代中晚期和新生代早期的活化造山和晚渐新世-中新世向外和向上生长过程。帕米尔构造结始新世的构造变形比较微弱,其地壳的强烈增厚始于37~35 Ma,帕米尔向北的大规模楔入和弧形构造的形成均发生在晚渐新世(约27~25Ma)以来。晚渐新世-早中新世是帕米尔构造结强烈变形期,大型断裂的初始活动、岩石剥露和岩浆变质可用印度板块断离引起的地壳物质向南北两侧双向楔冲的动力学模型来解释。帕米尔-西昆仑山前的塔里木盆地分别经历了约41~40 Ma和39~37 Ma两次幕式向西的海退过程。特提斯洋最终退出塔里木-阿莱依-塔吉克盆地的时间(约39~37 Ma)与中帕米尔始新世岩浆作用及中-南帕米尔地壳开始强烈增厚的时间(约37~35 Ma)略有重叠,暗示构造对塔里木盆地最终海退可能存在一定影响。但从长时间尺度来看,中亚地区海侵和海退震荡波动与气候变化引起的全球海平面升降变化的规律是一致的,说明气候变化对塔里木海退的长期影响。据此,特提斯洋最终退出塔里木盆地可能是帕米尔地壳加厚和气候变冷引起的全球海平面下降共同作用的结果,而构造和气候对塔里木海退的相对贡献则还需要进一步评估。
  • 李康康, 秦小光, 张磊, 顾兆炎, 许冰, 穆桂金, 林永崇, 魏东, 王春雪, 吴勇, 田小红, 吕厚远, 吴乃琴, 贾红娟, 焦迎新
    第四纪研究. 2018, 38(03): 720-731.
    历史时期塔里木盆地周缘绿洲演化和人类活动与气候控制的水文条件变化密切相关。罗布泊西岸地区是古塔里木河尾闾三角洲区,曾是东西方交往的重要通道和著名的楼兰古国所在地,而如今却变为不毛之地。自然与人文环境的剧烈变化,使罗布泊地区成为研究干旱区人类活动-气候-水文三者之间相互关系最具代表性的区域。文章对楼兰地区大量自然植物遗存和古代人类活动遗址进行系统的AMS~(14)C年代学分析,结合塔里木盆地人类活动历史记录和已有的高分辨率气候记录,对其所指示的古绿洲环境格局和人类活动进行初步研究。结果表明,1260~1450 cal.A.D.是罗布泊地区自古楼兰之后的又一次绿洲湿润期,在罗布泊西岸三角洲区生长大量的植被,对应中世纪暖期向小冰期转变的过渡阶段。~(14)C年龄的统计结果显示湿润期内存在多次洪水事件,表现为多次洪水期与枯水期脉冲式交替出现。同时多处古代遗址的~(14)C年代结果显示元明时期楼兰地区再次出现人类居住,并修建引水渠、灌溉耕地。气候变化导致区域性水文条件变好应该是驱动元明时期人类再次定居楼兰地区的主要因素。
  • 杨思齐, 金钊, 余云龙, Henry Lin
    第四纪研究. 2019, 39(06): 1433-1442.
    结合遥感、地理信息系统和数学方法,通过解译不同时间段(1975年、1995年和2015年)的土地利用数据,从土地利用变化速度、转移方向和土地利用程度3个方面分析了近40年来董志塬土地利用变化特征,揭示了1975年以来董志塬人类活动影响下土地利用时空变化规律。研究结果表明:1)1975~2015年期间,董志塬建设用地、林地、水域及水利设施用地的面积呈现总体上升的趋势;建设用地面积增加幅度最大,增加236.25 km~2;其次是林地面积,增加158.68 km~2;水域及水利设施用地面积增加幅度最小,增加2.06 km~2。近40年来,耕地、草地和未利用地面积呈总体减少趋势。耕地面积与草地面积变化趋势相反,耕地面积呈现出“先增后减”的变化特点,共减少218.01 km~2;草地面积则呈现“先减后增”的特点,共减少166.93 km~2;未利用地面积呈现总体减少的趋势,共减少12.02 km~2。2)近40年来,土地利用变迁主要集中在耕地、草地、建设用地和林地之间,草地和耕地之间变换频繁,是董志塬主要的土地利用变化类型。3)董志塬综合土地利用动态度从前20年(1975~1995年)的0.03增加到后20年(1995~2015年)的0.11,说明土地转化强度显著增强;但对于土地利用程度,董志塬前20年为正(0.051),后20年为负(-0.012),表明1995~2015年期间人类活动对土地资源起到正面保护的作用。
  • 胡镕
    第四纪研究. 2018, 38(05): 1142-1155.
    北大西洋(特别是亚极地海区)是对全球气候变化响应最敏感的区域之一,也是全球气候变化研究关注的焦点之一。地质记录和模拟研究指出末次间冰期(MIS 5e)全球地表平均温度比全新世(Holocene)高约1℃,因而可以作为未来全球变暖趋势的历史对照,但目前北大西洋水体温盐变化在这两个时期的对比研究仍然较少。底栖有孔虫氧同位素作为古气候研究常用的指标,与冰量、温度和洋流变化紧密相关。本文统计并对比了北大西洋47个深海沉积物钻孔MIS 5e和全新世的底栖有孔虫氧同位素数据,发现研究区不同深度、不同纬度的数据在这两个间冰期具有系统的差异。MIS 5e氧同位素平均值和极低值比全新世系统性偏轻0.08‰,反映了陆地冰量变化对整个区域的影响,且深水温度整体可能比全新世偏高。氧同位素时空分布表明北大西洋中层水(1-2km)全新世和MIS 5e的有孔虫氧同位素差值(>0.2‰)比深水(>2 km)更显著,可能记录更大的温度变化幅度,而1.5 km之上MIS 5e氧同位素值变重(平均重约0.36‰)则主要响应了大洋环流的变化。此外,高纬地区(45°N以北)深水底栖有孔虫氧同位素值在MIS 5e系统性偏轻约0.12‰,比中低纬(0°~45°N)深水变化更显著,可能反映高纬深水变暖程度更高,与海表温度重建和模拟结果相吻合。因此,联合多钻孔的底栖有孔虫氧同位素是分辨区域古海洋变化的有效手段,在未来气候变暖中北大西洋高纬和中层海域的变化是气候模式需要重点关注的区域之一。
  • 邢辰, 孔瑜, 刘飞, 周晓晔
    第四纪研究. 2021, 41(02): 486-496.
    在厄尔尼诺衰减年夏季,西北太平洋上通常会激发异常反气旋,并加强东亚夏季风。基于过去500年的重建数据,分析发现厄尔尼诺和东亚夏季风的关系并不稳定,而是存在年代际震荡。特别是在17世纪的小冰期,在厄尔尼诺衰减年的夏季,西北太平洋上空的环流表现为气旋异常。通过EOF分解发现,厄尔尼诺引起的东亚夏季风异常的年代际变化有两种主导模态:第一种是偶极子模态,表现为中南半岛和菲律宾群岛的负降水异常,以及中国东部降水增多;第二种是东亚地区表现为一致变化的均一模态。在厄尔尼诺衰减年的夏季,西北太平洋异常反气旋的年代际变化主要是由偶极子模态控制,且与有效太阳辐射呈正相关。在小冰期,太阳辐照度剧烈减少,从而导致衰减年的夏季西北太平洋出现气旋型异常。模式模拟可以重现重建资料得到的偶极子和均一模态,并且反气旋的年代际变化同样也是由偶极子模态引起的。从内部变率的视角来看,偶极子模态与类厄尔尼诺型的太平洋气候平均态有关。当关注于外部强迫的响应,尽管模式集合平均与有效太阳辐射表现为负相关,但是集合成员之间并不是完全一致的年代际变化,存在较大的方差。说明对于外强迫的响应,模式与重建资料仍存在一定的差异。
  • 周亚威, 黄可宁, 顾万发
    第四纪研究. 2024, 44(02): 512-523.
    开颅术是已知最古老的外科手术之一。国内出土的开颅术穿孔颅骨多集中在黄河上游以及新疆地区,而郑州地区却较少发现,研究相对薄弱。本研究对开颅术穿孔与其他颅骨穿孔进行了区分,并对愈合情况做了分类。通过研究郑州地区仰韶文化晚期的巩义双槐树遗址、汪沟遗址与尚岗杨遗址出土的540例个体,发现了5例符合定义标准的开颅术颅骨,其中2例开颅术颅骨存在愈合迹象。为了对比分析郑州地区的开颅术,梳理了中国集中出土的开颅术材料,总结出黄河上游以及新疆地区、黄河中下游地区、东北地区、黄河以南地区4个区域开颅术颅骨的特点,并讨论了郑州地区仰韶文化开颅术穿孔的形态特征,分析了该地区的开颅方法以及开颅目的。从结果来看,郑州地区仰韶文化晚期居民已经掌握了开颅技术,该地区开颅术穿孔具有其独特的复杂性以及地域性特点,表现为:穿孔较小、形状规则、穿孔方法较少、分布位置多样但具有特殊性、愈合情况不佳、穿孔目的复杂。
  • 支媛, 景明, 汪洪, 王辉, 陈国科, 杜水生
    第四纪研究. 2024, 44(02): 466-479.
    现代人在MIS 3成功扩散到全球各地,研究该阶段人类在不同气候环境下的生计行为有助于理解他们殖民成功的原因。目前在中国西北的黄土高原地区发现了一批出土化石的遗址,但其中大多数保存不佳,缺少科学发掘和绝对测年。甘肃环县楼房子遗址位于黄土高原腹地,在2012年的考古发掘中出土了大量动物遗存。对楼房子遗址2012年发掘获得的披毛犀牙齿进行研究,并结合其他地区已发表的关于古人类和犀牛之间的互动关系分析,探讨晚更新世黄土高原地区狩猎采集人群的生计策略,结果表明,披毛犀是楼房子遗址先民的重要肉食来源,他们一直维持着稳定且合理的开发策略,重点关注成年个体,这种偏好披毛犀的传统一直延续到遗址被废弃。结合周边发现来看,在这一阶段,生活在黄土高原地区的古人类很可能对当地环境发展出了特殊的适应模式,披毛犀在他们的生计策略中占有重要地位。
  • 邵可涵, 鹿化煜, 梁承弘, 李广伟, 高鑫, 吕帆, 赖文, 汪颖珊, 陈璇璇, 吕恒志
    第四纪研究. 2024, 44(02): 251-264+613.
    始新世是新生代重要的暖期,其气候环境的特征与演化备受学界关注。位于秦岭东段的卢氏盆地保存了> 1000 m厚的连续的始新世河湖相沉积物,是揭示古气候和环境变化规律的宝贵沉积记录。在前人工作基础上,本研究利用沉积学、古生物学、碎屑年代学等方法对卢氏盆地始新世地层的沉积特征、年代和环境进行了分析。结果表明:1)碎屑磷灰石裂变径迹与碎屑锆石U-Pb年龄指示沉积序列年代晚于约60 Ma,与前人将张家村组-卢氏组化石组合对比到中始新世的结论基本吻合。2)始新统张家村组沉积相演化表现为冲积扇→河流→洪泛平原或滨湖,反映盆地拉张、初期成湖的过程;卢氏组为滨浅湖→深湖/半深湖→滨浅湖或洪泛平原→浅湖/半深湖,反映湖泊开始稳定出现后的扩张、收缩和复活过程;大峪组为河流→洪泛平原→冲积扇,反映湖泊淤满消亡后河流与冲洪积物相继充填的历史。3)沉积相、化石组合、盐类矿物种类揭示中始新世卢氏盆地古气候为半湿润半干旱,地表景观呈现径流活跃、动物种类多样、树木茂盛、发育淡水至微咸水湖的特征,并可能具有一定的季节性。卢氏盆地沉积序列提供了始新世暖期中国中部气候环境变化的重要证据。
  • 李德晖, 介冬梅, 高桂在, 李楠楠, 刘利丹, 冷程程, 刘洪妍, 蒙萌
    第四纪研究. 2018, 38(04): 1035-1049.
    植硅体在草原古植被重建中具有重要意义和巨大潜力。对松嫩草原的57个表土样品植硅体从形态类型、组合两方面进行分析,通过DCA(Detrended Correspondence Analysis)排序确定各形态类型的生态意义,判别分析实现了较精细水平上的群落类型判别。研究结果表明:松嫩草原典型群落对应表土植硅体组合多以平顶帽型为优势类型;弱齿型和多齿型指示相对湿润的环境,针茅哑铃型能够指示针茅群落,简单哑铃型能够指示较干旱的环境且对应于羊草、冰草等群落,较高含量的硅质突起指示苔草属群落。判别分析结果将57个表土样品划分为4组:灌丛群落、非禾草草本植物群落、C_3禾草群落以及C_4禾草群落,各自的正确率分别为85.7%、89.5%、79.2%和85.7%,总正确率为84.2%。本项研究对理解松嫩草原植硅体的环境意义,为恢复区域古植被提供了现代过程依据,以期在日后通过沉积物植硅体分析得到稍高精度的古植被重建结果。
  • 薛刚, 蔡演军, 马乐, 成星, 李东, 卫莹莹
    第四纪研究. 2019, 39(04): 812-824.
    文章基于山东半岛岩溶洞穴(上小峰洞)一根长约41 cm的石笋SD1的铀系测年和稳定同位素组成分析,获得138.0~125.8ka B.P.平均分辨率为30年的石笋δ~(18)O和δ~(13)C时间序列,并据此讨论了倒数第二次冰消期区域气候和环境变化的特征及与全球变化的联系。在倒数第二次冰消期,上小峰洞石笋(SDI)δ~(18)O的变化与中国南方石笋δ~(18)O的变化具有类似的阶段变化特征,进一步确认了冰消期北大西洋气候对亚洲季风的重要影响。通过对山东石笋高分辨δ~(18)O记录进行时间序列分析,发现该记录存在显著的约60年、75年和1620年周期,表明太阳活动和北大西洋涛动与该地区气候变化有紧密的联系。同时,通过对比东亚季风区高分辨率石笋记录,认为在倒数第二次冰消期为“两步冰消”的变化特征。除此之外,上小峰洞石笋碳酸盐δ~(18)O冰期和间冰期平均值的差异仅为0.7‰,远小于内陆洞穴石笋碳酸盐δ~(18)O冰期和间冰期平均值的差异(羊口洞约为1.4‰,董哥洞约为2.2‰,三宝洞约为2.4‰)。这一显著差异可能主要源于海岸线迁移造成的海陆格局的变化对区域季风降水及降水氧同位素组成的重要影响;并且冰期-间冰期海平面变化对近海环境记录、大陆架下垫面、海洋沉积物气候指标等都可能产生影响。
  • 李丰江, 杨意权, 吴乃琴, 黄林培, 董亚杰
    第四纪研究. 2019, 39(04): 1068-1070.
    <正>卵化石是极为宝贵的化石材料之一~([1~2])。由于卵的孵化极为敏感地受温度变化影响,繁殖季节内突发的气候事件造成温度快速变化,不能达到孵化所需要的温度,则大量的卵不能孵化~([3~5])。没有孵化的卵在地层中保存下来形成化石,所以卵化石含量变化具有记录地质时期生物繁殖季节内突变气候事件变化的潜力。但是,长期以来,卵化石的研究
  • 姚书春, 李春海, 凌超豪, 张坤, 周忠泽, 刘金亮, 陶玉强, 程龙娟, 薛滨
    第四纪研究. 2019, 39(05): 1148-1158.
    长江中下游地区浅水湖泊密布,全新世该区湖泊沉积的模式还不清晰。本研究在长江中下游的南漪湖、升金湖和菜子湖这3个湖泊开展了多钻孔AMS~(14)C测年工作,测年结果显示这些湖泊沉积地层中广泛出现长时间尺度的沉积物缺失。南漪湖湖泊钻孔的沉积物~(14)C年龄介于5668~7828 cal.aB.P.,菜子湖湖泊钻孔的沉积物~(14)C年龄介于6221~7929 cal.a B.P.,升金湖围垦区钻孔~(14)C年龄介于6302~7049cal.a B.P.。结合该地区以往湖泊钻孔研究资料,发现全新世长江中下游两岸洼地湖泊存在较广泛的6~3ka的沉积间断。结合长江水位重建资料,笔者提出关于全新世湖泊沉积存有长期间断的新认识:即6~3 ka,长江水位相对平稳,湖泊沉积物虽有堆积,但易于被侵蚀搬运造成沉积间断;与此对应的是,在约8~7ka,海面上升造成长江水位较快上升,由于顶托作用,湖泊沉积物持续堆积;在约3ka以来,由于人类活动的影响,以及长江水位的进一步上升,湖泊沉积物也易于堆积,但在一些湖区沉积物也会被侵蚀。在6~3 ka之间湖泊沉积物易于被侵蚀的一个可能原因是该时段长江上游来沙来水减少,自然堤易被破坏,对两岸湖泊洼地的封堵作用减少,使得湖泊泥沙易被侵蚀入江。
  • 王叶星, 许清海, 张生瑞, 孙沅浩, 李怡雯, 郝佳, 黄荣, 石晋东, 王娜, 王涛, 李月丛, 张茹春, 阳小兰, 周忠泽
    第四纪研究. 2021, 41(06): 1738-1748.
    中国西部新疆巴里坤荒漠草原是地球陆地生态系统最脆弱的区域之一,其物种组成简单、植被盖度较低,研究其相关花粉源范围(RSAP)和相对花粉产量(RPP)对利用化石花粉数据定量重建荒漠草原区古植被、古环境具有重要意义。本文基于中国西部干旱区巴里坤盆地荒漠草原36个样点的现代花粉分析和详细植被调查,采用Prentice距离加权方法和ERV子模型2,估算出研究区RSAP为255m;以禾本科为参照种(1±0)估算了其余5种植物类型(柽柳科1.50±0.13、蒿属16.15±1.41、藜科28.39±1.62、麻黄22.87±0.76、菊科20.50±2.68)的RPP。景观重建算法(LRA)花粉产量检验表明,禾本科、蒿属、藜科、麻黄和菊科模拟的相对植被盖度与实际相对盖度误差较小,花粉产量值可信;但柽柳科花粉重建的相对植被盖度低于实际相对盖度,花粉产量值被高估。考虑到研究区真实植被盖度较低(实际植被盖度低于30%,无植被裸地约70%),作者基于遥感影像数据,依据现代类比法(MAT)对景观重建算法重建的相对植被盖度进行了校正,校正后的各属种植被盖度与实际盖度吻合。