全新世以來氣候環境變化

時間 2021-08-16 19:01:32

1樓:中地數媒

根據**羊湖地區、青海阿拉克湖地區全新世以來蒿屬(artemisia)、藜科(chenop-odiaceae)花粉百分含量,計算出蒿屬/藜科(a/c)值,並繪製成a/c曲線。羊湖地區曲線可與新疆古里雅δ18o曲線對比,阿拉克湖地區曲線可與該地區磁化率曲線對比,也可與古里雅δ18o曲線對比。兩地區a/c曲線反映出高原北部全新世以來4個溫暖濕潤的草原時期發生在11.

10~8.03 kab.p.

,4.50~3.60 kab.

p.,1.97~1.

36 kab.p.和0.

60~0.50 kab.p.

;3個乾冷荒漠時期發生在8.03~4.50 kab.

p.,3.60~1.

97 kab.p.和1.

36~0.60 kab.p.。

對羊湖地區與阿拉克湖地區4.50~3.60 kab.

p.,1.97~1.

36 kab.p.兩個溫暖濕潤的草原時期進行對比發現,羊湖地區a/c值比阿拉克湖地區總體偏低,全新世以來高原北部乾旱變化的趨勢是由西向東推移,實際考察的結果也符合這一規律。

1.環境氣候的指標以及本研究工作的思路

草本植物蒿屬(artemisia)、藜科(chenopodiaceae)在近年來研究古環境、古氣候的花粉百分比圖式中為重要的組成部分,尤其蒿屬/藜科(a/c)值作為環境指標在許多研究成果中體現出來。其中,楊振京等(2002)認為高含量的蒿屬花粉代表較溫濕的高海拔地區的幹草原,高含量的藜科花粉代表低海拔地區的荒漠;許清海等(2003)在研究全新世岱海盆地古氣候時發現a/c值與降雨量在某些時段不一致;許清海等(2004)在研究孢粉記錄的岱海盆地1.5 kab.

p.年以來氣候變化時發現a/c值變化與降雨量一致;孫湘君等指出使用a/c值恢復古環境時,其前提條件是蒿屬與藜科花粉之和必須佔優勢,起碼超過花粉總數的一半,a/c值才有指示旱生植被的生態意義,但其他研究者沒有強調這一點,李小強等(2003)在研究全新世黃土高原塬區植被特徵時蒿屬與藜科花粉的含量之和總體都低於50%,a/c值對環境仍有指示作用;鐘巍等(2001)在研究塔里木盆地南緣尼雅河地區的飽粉與環境時,蒿屬與藜科花粉的百分含量和為13.3%~47.

7%,a/c值的高低變化反映了環境乾濕的變化。韓家懋等(1991)認為磁化率可以作為氣候變化的半定量指標,古土壤磁化率高;嶽樂平等(1996)認為古土壤顯示較強的剩餘磁化強度的原因之一,是土壤化作用使磁性礦物濃集造成的,另一重要原因可能是土壤作用產生了磁赤鐵礦。古土壤高磁化率值指示了溫濕氣候,黃土的低磁化率值指示了乾冷的氣候。

高原北部西段**羊湖(35°20′~35°30′n,84°30′~84°45′e)與東段青海阿拉克湖(35°33′~35°37′n,97°2′~97°11′e)以及羊湖西邊新疆古里雅冰芯(35°17′n,81°29′e)為同一緯度區(圖9-7)。通過:①羊湖地區全新世早期a/c 曲線與新疆古里雅冰芯δ18o曲線對比;②阿拉克湖地區全新世以來a/c曲線、磁化率曲線與古里雅冰芯δ18o曲線對比;③羊湖地區與阿拉克湖地區全新世以來東西方向a/c曲線對比,來**高原北部東西方向全新世以來的環境氣候變化規律。

在年代學方面,根據測定的已知年代資料對鄰近深度的個別時代進行內插和外推,計算出a/c曲線幾個標誌點的年代。植被分類參考孫湘君(1994)的劃分方案:荒漠區的a/c值在0.

5 以下,荒漠草原約在0.5~1.2,草原區大於1.

0。這裡筆者取荒漠草原的a/c值在0.5~1.

0之間,氣候按乾冷、溫濕乾冷、溫濕分為3類。

圖9-7 **羊湖、青海阿拉克湖與新疆古里雅位置圖

2.全新世早期羊湖地區a/c曲線與古里雅冰芯δ18o曲線反映的氣候環境對比

羊湖位於高原北緣的西段,全新世以來的蒿屬、藜科花粉百分比資料及年代資料引自1∶25萬羊湖幅區域地質調查報告、喻建新等(2004)、黃勇等(2004),這三者中資料不一致時以喻建新等(2004)資料為準,缺失的資料由筆者根據上述資料提供的花粉百分比圖式換算得出,a/c值由筆者計算而來,個別年代資料由內插和外推計算出,從而構成羊湖地區全新世以來不同深度蒿屬、藜科百分比、a/c值及年代表(表9-6)。從全新世

表9-6 羊湖地區a/c值及年代

續表注:19bf以上為羊湖zk1資料(羊湖西北岸邊);22bf以下為羊湖ip16剖面(羊湖西岸向西4 km處)。

①:疏林草原(據喬木花粉量);②:荒漠(據a/c值)。

早期a/c曲線與古里雅δ18o曲線對比圖(圖9-8)可以看出,羊湖地區13.10~8.30 kab.

p.氣候演化的趨勢是由乾冷向溫濕轉化,14 kab.p.

的a/c值為0.17,為乾冷氣候;14~13.1 kab.

p.缺資料;13.10~11.

65 kab.p.的 a/c 值在0.

03~0.56之間,為乾冷荒漠時期;11.65~11.

10 kab.p.的a/c值在0.

20~0.98之間,為溫幹荒漠草原;11.10~8.

30 kab.p.的 a/c 值總體公升高,在0.

58~1.22之間,為溫濕草原時期,該時期的乙個a/c峰值為1.22,按內插計算的年代約為9.

91 kab.p.左右,對應到古里雅冰芯δ18o曲線在10.

4 kab.p.。

圖9-8 羊湖地區全新世早期a/c曲線與古里雅冰芯δ18o曲線對比

3.全新世以來阿拉克湖地區a/c曲線、磁化率曲線與古里雅冰芯δ18o曲線反映的氣候環境對比

阿拉克湖地區位於高原北緣的東段,在高原兩個較大的湖泊扎陵湖、鄂陵湖北邊。兩個剖面全新世以來的蒿屬、藜科花粉百分比資料及年代資料來自1∶25萬阿拉克湖幅區域地質調查報告,a/c值由筆者計算而來,從而構成阿拉克湖地區a/c值及年代表(表9-7)。

(1)早中全新世10~2 kab.p.的氣候環境變化

從阿拉克湖地區全新世10~2 kab.p.的a/c曲線(根據表9-7繪製)、磁化率曲線與古里雅冰芯δ18o曲線的對比圖(圖9-9)可以看出,該地區9.

50~8.03 kab.p.

為溫濕草原時期,a/c值在0.38~0.73之間;8.

03~4.50 kab.p.

之間為降溫時期,氣候環境由溫幹草原變為乾冷草原,a/c值在0.65~0.08 之間;4.

50~3.60 kab.p.

為氣候突變期,在4.29 kab.p.

出現溫濕草原,維持較短的時期就開始降溫,到3.60 kab.p.

乾冷荒漠出現,a/c值為0.08~1.42~0.

07;3.60~3.36 kab.

p.為平穩的約200年的乾冷荒漠期,沉積厚度相對較大,a/c值為0.07~0.

15~0.10;3.36~2.

50 kab.p.總體為氣候不穩定的乾冷期,a/c值為0.

10~0.46~0.05~0.

36~0.20~0.29;2.

50~2.00 kab.p.

為平穩的乾冷荒漠時期。氣候和環境在4.50~2.

00 kab.p.之間變化的週期約為200年。

表9-7 阿拉克湖地區a/c值及年代

注:f6~8以上為阿拉克湖東岸邊(東岸向東3 km處);f4~1以下為阿拉克湖東北(東岸北偏東30°42 km巴隆鄉處)。osl:光釋光測年。

圖9-9 阿拉克湖地區全新世10~2 kab.p.a/c曲線、磁化率曲線與古里雅δ18o曲線對比

(2)2 kab.p.以來的氣候環境變化

根據表9-7上半部的資料繪出2023年以來a/c曲線、磁化率曲線與古里雅δ18o曲線對比圖(圖9-10)。從圖中可以看出,三者的曲線基本對應,a/c曲線反映出阿拉克湖地區1.97~1.

36 kab.p.為較長時間的溫濕草原氣候環境期;1.

36~0.60 kab.p.

為比較平穩的乾冷荒漠期;0.60~0.50 kab.

p.為溫濕草原期。0.

50 kab.p.以來磁化率曲線反映出的是溫濕草原期。

阿拉克湖地區全新世以來出現3個溫濕草原氣候環境期,分別為4.50~4.36 kab.

p.,1.97~1.

36 kab.p.和0.

60~0.50 kab.p.。

在2023年以來的a/c曲線中,根據內插和外推的方法計算出215 cm深度a/c值為1.02的年代為1.97 kab.

p.,這個峰值對應到古里雅δ18o曲線的相應峰值的年代為1.94 kab.

p.,所以,這種方法在上下年代跨度不太大的情況下內插或外推的年代是可用的。

圖9-10 阿拉克湖地區2023年以來a/c曲線、磁化率曲線與古里雅δ18o曲線對比

4.全新世以來羊湖地區與阿拉克湖地區a/c曲線反映的氣候環境對比研究

根據表9-6下半部的資料繪出羊湖地區全新世以來a/c曲線,並與阿拉克湖地區全新世以來a/c曲線比較(圖9-11)。通過對比可以看出:羊湖地區時間點a/c值要低於對應的阿拉克湖地區的a/c值,從時段對應上也可看出羊湖地區的a/c值要低於阿拉克湖地區(表9-8)。

單項花粉含量的對比見圖9-12。喬木含量的比較發現,羊湖地區11.22~6.

15 kab.p.曲線呈下降趨勢,6.

15 kab.p.以後在10%左右,而阿拉克湖地區6.

89~1.41 kab.p.

含量總體在20%以上,1.41 kab.p.

以後在30%以上。櫟屬(quer-cus)花粉的變化規律同喬木的變化規律,即櫟屬花粉含量對整個喬木花粉的貢獻較大。兩種乾旱指標麻黃屬(ephedra)和藜科(chenopodiaceae)的比較發現,羊湖地區麻黃屬基本在5%~10%之間,而阿拉克湖地區逐漸降低;羊湖地區藜科花粉含量全新世以來一直很高,而阿拉克湖地區很低。

濕度指標蒿屬(artemisia)在羊湖地區2.50 kab.p.

以後持續降低,而阿拉克湖地區的變化還呈小週期曲線波動。羊湖地區各種指標明顯表現出3個週期,即12.20~9.

55 kab.p.,9.

55~6.15 kab.p.

和6.15 kab.p.

至今,而阿拉克湖地區也具有3個週期,只是最近乙個週期表現很明顯為3.30 kab.p.

至今。圖9-11 羊湖地區與阿拉克湖地區全新世以來a/c曲線對比

表9-8 羊湖地區與阿拉克湖地區全新世以來同時間、同時段a/c值對比

∗2千年以來的a/c曲線;∗∗全新世早期到2千年以來的a/c曲線。

因此,可得出如下結論:全新世以來高原北部同時期西部乾旱程度要高於東部,也就是說,全新世以來乾旱是由西向東推移的。從西向東全新世的氣候環境是:乾旱荒漠-溫幹荒漠草原-溫濕草原。

圖9-12 羊湖地區與阿拉克湖地區全新世以來a/c曲線和單項孢粉百分含量對比

5.羊湖和阿拉克湖對青藏高原北部環境氣候規律的反映

①**羊湖地區、阿拉克湖地區全新世以來蒿屬(artemisia)/藜科(chenopodiace-ae)(a/c)值反映的古氣候、古環境可以與新疆古里雅冰芯δ18o反映的氣候環境很好地進行對比;②高原北部全新世以來11.10~8.03 kab.

p.,4.50~3.

60 kab.p.,1.

97~1.36 kab.p.

和0.60~0.50 kab.

p.為4 個溫暖濕潤的草原時期;8.03~4.

50 kab.p.,3.

60~1.97 kab.p.

和1.36~0.60 kab.

p.為3個乾冷的荒漠時期;③羊湖地區與阿拉克湖地區4.50~3.

60 kab.p.和1.

97~1.36 kab.p.

兩個溫暖濕潤的草原時期對比發現,羊湖地區a/c值比阿拉克湖地區總體偏低,全新世以來高原北部乾旱變化的趨勢是由西向東推移。

值得強調的是,高原北部暖期始於11.10 kab.p.

,3.60 kab.p.

出現乾冷荒漠,這一結論與何元慶(2003)得出的「全新世大暖期在我國西部地區大約開始於 11~10 kab.p.,4~3 kab.

p.是全新世大暖期的結束階段」的認識相吻合。

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