隴西會(huì)寧地區(qū)全新世時(shí)期氣候變化探討

王琳棟, 楊太保, 何 毅, 梁 燁

(蘭州大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院, 蘭州 730000)

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隴西會(huì)寧地區(qū)全新世時(shí)期氣候變化探討

王琳棟, 楊太保, 何 毅, 梁 燁

(蘭州大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院, 蘭州 730000)

以地處黃土高原西北緣的會(huì)寧陳塬剖面全新世段的磁化率變化作為主要研究對(duì)象，輔以粒度變化，對(duì)該區(qū)全新世時(shí)期的氣候變化進(jìn)行了初步的探討分析。研究發(fā)現(xiàn)，會(huì)寧地區(qū)全新世時(shí)期氣候變化可以分為5個(gè)階段：13.3—12.1 kaB.P.(晚更新世向全新世過(guò)渡時(shí)期)、12.1—11.3 kaB.P.(新仙女木事件時(shí)期)、11.3—8.9 kaB.P.(冷暖波動(dòng)頻繁時(shí)期)、8.9—4.6 kaB.P.(變暖時(shí)期)、4.6 kaB.P.至今(現(xiàn)代氣候時(shí)期)。與同時(shí)期全球氣候變化和東亞季風(fēng)邊緣區(qū)氣候變化對(duì)比發(fā)現(xiàn)，隴西會(huì)寧地區(qū)的氣候變化與二者都有良好的印證關(guān)系，說(shuō)明了該地區(qū)黃土對(duì)全新世古氣候變化具有良好的敏感性。

全新世; 氣候變化; 磁化率; 會(huì)寧縣

2009年過(guò)去全球變化研究計(jì)劃PAGES(Past Global Changes)發(fā)布的最新科學(xué)計(jì)劃和實(shí)施策略中，其4個(gè)主題之一的區(qū)域氣候動(dòng)力學(xué)將全新世列為3個(gè)重點(diǎn)研究時(shí)段之一，說(shuō)明全新世的相關(guān)研究無(wú)疑將更加得到重視[1]。全新世一方面為評(píng)估現(xiàn)代的全球變暖提供了過(guò)去氣候變化的長(zhǎng)尺度背景，另一方面，全新世氣候變化的研究也是探索萬(wàn)年來(lái)的人地關(guān)系的一把鑰匙[2]。許多學(xué)者致力于全新世氣候變化的研究，目的是更好地了解古氣候變化來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)氣候的變化趨勢(shì)[3]。在我國(guó)，幾十年來(lái)對(duì)全新世氣候變化的研究取得累累碩果。劉東生[4]對(duì)黃土高原洛川、西峰、隴西的研究將全新世分為早、中、晚3個(gè)不同階段；孫建中等[5]通過(guò)西安地區(qū)及黃土高原其他地區(qū)的孢粉分析，認(rèn)為全新世古氣候環(huán)境可以分為干冷的早全新世(10—8.5 kaB.P.)、溫暖的中全新世(8.5—2.5 kaB.P.)和溫度略有下降的晚全新世(2.5 kaB.P.—今)；施雅風(fēng)等[6]綜合地層、孢粉、動(dòng)物、考古、古土壤、古湖泊、古海岸、古冰川遺跡、冰芯和考古資料指出中國(guó)全新世大暖期(中全新世)出現(xiàn)于8.5～3 kaB.P.。雖然他們同時(shí)研究了全新世的氣候變化，但對(duì)具體分期年代的劃分各不相同，這說(shuō)明了全新世氣候變化在不同地區(qū)、不同地質(zhì)記錄之間存在明顯的差異性。

近年來(lái)，對(duì)全新世氣候變化的研究主要是通過(guò)石筍氧同位素和湖泊沉積進(jìn)行的，對(duì)全新世黃土的關(guān)注程度較低，這主要是因?yàn)檩^難尋到保存完好的全新世黃土沉積序列，并且相對(duì)于石筍和湖泊沉積，黃土的分辨率較低。但是，黃土高原自東南向西北其沉積厚度和分辨率均隨氣候環(huán)境變化而不同[7]。陳塬剖面地處黃土高原西北緣區(qū)，六盤(pán)山以西，是季風(fēng)區(qū)與西風(fēng)區(qū)的過(guò)渡地帶[8]，該剖面保存完好、具有較高的分辨率，對(duì)古氣候反應(yīng)敏感。本文將陳塬剖面作為研究對(duì)象，以磁化率曲線為主要研究指標(biāo)，輔以粒度曲線，初步探討分析全新世時(shí)期會(huì)寧地區(qū)的氣候變化。

1　研究區(qū)概況

陳塬黃土剖面位于黃土高原西北緣會(huì)寧縣境內(nèi)(36°10′44.27″N，105°14′15.22″E)，北部有騰格里沙漠。該地區(qū)多以變質(zhì)巖和花崗巖為基底，上覆第三系紅土和第四系黃土。平均海拔2 025 m，地勢(shì)由東南向西北傾斜，總體南高北低。該區(qū)干旱少雨，屬東南季風(fēng)氣候西北部邊緣區(qū)。在植被區(qū)劃上屬溫帶草原區(qū)域，植物種類(lèi)相當(dāng)貧乏，主要為禾草草原，以耐旱的多年生根莖禾本科草類(lèi)為主，植物有明顯的旱生形態(tài)。陳塬剖面位于會(huì)寧縣北部，此地多川、塬地，為梁峁頂面殘塬和河流切割成的溝谷地階地貌，且源面坡度平緩，塬緣到谷底切割較深，坡面高且陡，塬面為塬地，溝谷為溝壩地。陳塬剖面黃土沉積連續(xù)無(wú)間斷，沉積較快，其作為黃土高原西部典型的黃土剖面，是研究過(guò)去氣候和環(huán)境演變的較理想的剖面。

2　樣品采集與試驗(yàn)方法

2.1樣品采集

陳塬剖面全新世段沉積約2.2 m。該段屬天然露頭，為了減少自然風(fēng)化作用和動(dòng)植物殘?bào)w對(duì)測(cè)試結(jié)果的干擾，首先揭去了表層1～2 m的沉積物，然后對(duì)剖面從上到下以2 cm為間距進(jìn)行采樣，共采集樣品150個(gè)。對(duì)陳塬剖面全新世段描述如下：(1) 0～0.8 m，淺黃色栗鈣土，塊狀結(jié)構(gòu)，質(zhì)地疏松，有節(jié)理發(fā)育，有植物根系，有蟲(chóng)孔，顆粒較粗；(2) 0.8～1.4 m，褐土，疏松，有植物根系，有孔洞；(3) 1.4～2.6 m，粗粉砂，垂直節(jié)理發(fā)育，廣泛發(fā)育碳酸鈣結(jié)核，其中2.1～2.2 m見(jiàn)蝸牛殼。

2.2試驗(yàn)方法

樣品首先放置在實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干。磁化率的測(cè)量使用英國(guó)Bartington公司生產(chǎn)的MS2型測(cè)量?jī)x。樣品用2 mm篩剔除較大顆粒，然后裝入2 mm×2 mm×2 mm塑料盒中，稱(chēng)重。測(cè)量開(kāi)始前先將儀器放置在遠(yuǎn)離磁場(chǎng)的地方開(kāi)機(jī)在低頻(0.47 khz)上預(yù)熱半小時(shí)，每個(gè)樣品調(diào)轉(zhuǎn)不同方向測(cè)量3次，最后取其平均值，求得其低頻磁化率，重復(fù)上述步驟，測(cè)量每個(gè)樣品的高頻磁化率(4.7 khz)。粒度采用英國(guó)Malvern Instrument 公司生產(chǎn)的Matersize 2000激光粒度儀來(lái)完成，該儀器測(cè)試范圍為0.02～2 000 μm，試驗(yàn)誤差小于1%。測(cè)量前對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理：首先用雙氧水去除有機(jī)質(zhì)，再用鹽酸除掉碳酸鹽，靜置12 h后去掉上層澄清液體，加入六偏磷酸鈉溶液，然后使用粒度儀進(jìn)行測(cè)量。以上試驗(yàn)均在蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院綜合地化與粒度分析實(shí)驗(yàn)室完成。

2.3磁化率與氣溫、降水量模型

中國(guó)黃土高原在低降水量、高蒸發(fā)量的干旱氧化成壤條件下，利于亞鐵磁性礦物的生成，其磁化率與古氣候的關(guān)系呈正相關(guān)[9]。黃土—古土壤磁化率的變化不僅與成土作用過(guò)程中碳酸鹽的淋失、孔隙度的變化、“就地”形成的新的強(qiáng)磁性礦物有關(guān)，而且在一定程度上還與有機(jī)組分有重要關(guān)系[10]?？傊?，作為黃土—古土壤序列古氣候研究的一個(gè)代用指標(biāo)，磁化率值的高低變化反映了土壤成壤作用的強(qiáng)弱變化，而影響成壤作用的主要因素是當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)的氣溫和降水量變化。呂厚遠(yuǎn)等[11]在對(duì)黃土—古土壤序列磁化率的大量研究的基礎(chǔ)上建立了磁化率變化與氣溫以及降水之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系，并利用這種關(guān)系進(jìn)一步建立了磁化率與溫度之間的四次回歸方程，恢復(fù)了不同區(qū)域古溫度與古降水的變化，他們發(fā)現(xiàn)在黃土高原磁化率隨年均溫和降水量的增加而增加，而長(zhǎng)江流域則呈現(xiàn)了相反的趨勢(shì)，地處干旱區(qū)的新疆地區(qū)則變化復(fù)雜。顧靜等[12]則依據(jù)上述四次回歸方程，通過(guò)測(cè)定和對(duì)比關(guān)中黃土剖面的磁化率數(shù)據(jù)，對(duì)該區(qū)全新世氣候要素進(jìn)行了計(jì)算，結(jié)果認(rèn)為古溫度值應(yīng)加上1.5℃的校正值才與實(shí)際值相符，而古降水量值可以作為當(dāng)時(shí)的降水量考慮。本文利用該磁化率與溫度四次回歸方程和磁化率與降水量的四次方程，對(duì)陳塬剖面全新世段古溫度、降水量進(jìn)行計(jì)算，研究該地區(qū)全新世以來(lái)的水熱變化。磁化率與溫度、降水量四次回歸方程如下：

y1=-2.3731+0.21567x-1.1053×10-3x2+2.7069×10-6x3-2.6525×10-9x4

(1)

y2=-22.7060+11.5540x-6.7166×10-2x2+1.8684×10-4x3-1.9264×10-7x4

(2)

式中：y1——年均溫；y2——年均降水量；x——磁化率值。

2.4磁化率年齡模型

Kukla等[13]建立了“磁化率年齡模型”，使獲得研究剖面精確系統(tǒng)的高分辨率定年成為了可能。陳一萌等[14]驗(yàn)證了磁化率年齡模型使用于全新世剖面地層年代的測(cè)定基本是可靠實(shí)用的。其公式如下：

(3)

式中：Tm——所求某一層位(i)的年齡；T0，T1——兩控制點(diǎn)的年齡(T0是已經(jīng)標(biāo)定的較年輕的年齡，T1是已經(jīng)標(biāo)定的較老的n層的年齡)；n——兩個(gè)年齡控制點(diǎn)之間的總層位；m——所求某一層位年齡以前的總層位；a——某一層位的厚度；s——某一層位的質(zhì)量磁化率值。

本文選用李家塬剖面、白草塬剖面作為參考，二者均位于黃土高原的西北邊緣地帶，李家塬剖面距離陳塬剖面僅幾千米，白草塬剖面距離陳塬剖面約20 km，且二者在全新世時(shí)期黃土沉積厚度分別為2.8 m和2.2 m，與本剖面基本一致，年齡數(shù)據(jù)也應(yīng)當(dāng)基本一致。對(duì)李家塬剖面進(jìn)行的熱釋光測(cè)年得出S0/L1的分界年齡約為11～10 ka，而白草塬所采黃土剖面底界年齡約為13 ka，其中全新世黃土底界年齡約為11.5 ka[3]。本文根據(jù)磁化率年齡模型，對(duì)陳塬剖面每0.5 m作為一個(gè)控制點(diǎn)，采用內(nèi)插法計(jì)算土層年齡(表1)。

表1陳塬剖面控制點(diǎn)年齡

點(diǎn)深度/m年齡/kaB.P.CY100CY20.53.29CY31.06.49CY41.58.96CY52.011.01CY62.513.00CY72.613.31

3　結(jié)果與分析

3.1試驗(yàn)結(jié)果

由于使用低頻磁化率計(jì)算溫度較為合適，故本文使用低頻磁化率數(shù)據(jù)作為研究對(duì)象。陳塬剖面低頻質(zhì)量磁化率在(23.30～45.67)×10-8m3/kg范圍內(nèi)變化，最大值約為最小值的1.96倍，平均值為33.11×10-8m3/kg。頻率磁化率所占比例最大值為8.84%，最小值為-5.71%，平均值為2.76%，所含負(fù)值除測(cè)量誤差外，可能是成壤過(guò)程中所含超順磁顆粒所致。從陳塬剖面磁化率變化曲線來(lái)看，磁化率在黃土沉積的不同階段有明顯的高低變化，黃土層磁化率明顯低于古土壤層，這與黃土高原黃土—古土壤磁化率變化特征相同。此外，黃土層磁化率呈現(xiàn)高頻高幅震蕩的過(guò)程，而古土壤層磁化率變化的幅度相對(duì)較小，并且從現(xiàn)代土壤層向黃土層過(guò)渡時(shí)，磁化率值突然下降且幅度很大，而在黃土層向古土壤層過(guò)渡時(shí)，磁化率值緩慢升高后來(lái)回波動(dòng)。全新世低頻磁化率數(shù)據(jù)中，高值段在上半段，最大值為45.67×10-8m3/kg，出現(xiàn)在0.68 m處，高值段平均值41.54×10-8m3/kg；低值段在下半段，最小值為23.30×10-8m3/kg，出現(xiàn)在2.16 m處，低值段平均值25.44×10-8m3/kg。

3.2會(huì)寧地區(qū)全新世時(shí)期水熱變化

運(yùn)用磁化率與氣溫、降水量模型和陳塬剖面全新世段磁化率數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，如圖1所示，溫度變化范圍為2.08～5.42℃，最大值約為最小值的2.61倍，平均值為3.61℃；其中高值段出現(xiàn)在上半段，平均值為4.86℃，低值段出現(xiàn)在下半段，平均值為2.45℃。降水量變化范圍為212.32～381.85 mm，最大值約為最小值的1.80倍，平均值為290.32 mm；其中高值段出現(xiàn)在上半段，平均值為353.99 mm，低值段出現(xiàn)在下半段，平均值為231.20 mm。

為驗(yàn)證上述根據(jù)磁化率數(shù)值計(jì)算的氣溫、降水量與現(xiàn)在氣候條件下的水熱的偏差，本文收集了會(huì)寧縣氣象站1951—2008年的氣象數(shù)據(jù)，計(jì)算得出現(xiàn)代會(huì)寧地區(qū)年均溫為6.49℃，年均降水量為370 mm。與陳塬剖面0 m處磁化率計(jì)算得出的數(shù)據(jù)相比，年均溫偏大1.72℃，年降水量偏大20.5 mm。這表明計(jì)算得出的降水量數(shù)據(jù)誤差不大。實(shí)際使用時(shí)，可在計(jì)算得出的結(jié)果上再加上求得的差值，以確保與當(dāng)時(shí)情況相符。

3.3全新世氣候變化

Bond等[15]在對(duì)格陵蘭冰芯的研究中認(rèn)為在全新世早期發(fā)生了一次氣溫驟降的短暫事件，一般認(rèn)為始于(12.88±0.26) kaB.P.，終于(11.64±0.25) kaB.P.，是末次冰消期過(guò)程中氣候非線性反饋的結(jié)果[16]，被稱(chēng)為新仙女木事件(YD事件)。YD事件之后，全球才真正意義上進(jìn)入全新世時(shí)期。

前人研究認(rèn)為全新世氣候變化可以分為3個(gè)階段：早全新世變暖期(10.0—8.5 kaB.P.)、中全新世大暖期(8.5—3.0 kaB.P.)和晚全新世變冷期(3 000 kaB.P.以來(lái))[2,6]。將陳塬剖面全新世段磁化率曲線、粒度曲線與貴州荔波董哥洞石筍沉積[17]進(jìn)行對(duì)比(圖2)，發(fā)現(xiàn)二者有很好的一致性，因同處于東亞季風(fēng)區(qū)內(nèi)，二者相互印證可闡釋全新世時(shí)期東亞季風(fēng)區(qū)氣候變化的一般過(guò)程，我們據(jù)此對(duì)全新世氣候變化進(jìn)行了討論：

圖1　全新世時(shí)期會(huì)寧地區(qū)磁化率、年均溫、年降水量曲線

Ⅰ(13.3—12.1 kaB.P.)為晚更新世向全新世過(guò)渡時(shí)期。該時(shí)期磁化率值處于全剖面的低值段且變化幅度不大，而同時(shí)期荔波董哥洞石筍氧同位素處于高值，反映了氣候環(huán)境仍處于末次冰盛期后的寒冷氣候中。在陳塬剖面年均溫、年降水量曲線(圖1)里則具體表現(xiàn)為溫度在4.12～4.32℃范圍內(nèi)波動(dòng)，降水量在248.80～259.29 mm范圍內(nèi)波動(dòng)，說(shuō)明了自然環(huán)境在該時(shí)期寒冷狀態(tài)下的穩(wěn)定性。

Ⅱ(12.1—11.3 kaB.P.)為新仙女木事件時(shí)期。這一時(shí)期磁化率曲線突變至最低值，年均溫最低值3.80℃，年降水量最低值232.82 mm(圖1)，均為剖面最低值。近20年來(lái)，南歐、北美、南阿爾卑斯山、太平洋和極地等地區(qū)的孢粉、冰磧物、冰芯等都記錄了YD時(shí)期的氣候劇變。全球各地的記錄均可與北大西洋地區(qū)的進(jìn)行對(duì)比，從而表明YD事件是全球性的[15]。董哥洞石筍記錄新仙女木事件開(kāi)始于12760年，結(jié)束于11350年[17]，這與陳塬剖面的地質(zhì)記錄基本吻合，并與近年來(lái)世界各地研究所得新仙女木事件持續(xù)時(shí)間約千年左右的結(jié)果相一致[16]。

圖2　全新世時(shí)期會(huì)寧地區(qū)磁化率、粒度與董哥洞石筍對(duì)比關(guān)系

Ⅲ(11.3—8.9 kaB.P.)為冷暖波動(dòng)頻繁時(shí)期。從磁化率曲線上可以看到這一時(shí)期的曲線波動(dòng)劇烈，鋸齒狀明顯，說(shuō)明氣候波動(dòng)頻繁，但仍處于低值范圍，年均溫在(4.37±0.2)℃內(nèi)變化，年降水量在(261.92±12)mm內(nèi)變化(圖1)，均佐證了此時(shí)會(huì)寧地區(qū)氣候在一個(gè)小范圍的低值區(qū)間劇烈波動(dòng)，氣候環(huán)境仍然延續(xù)了之前的惡劣狀態(tài)。這一時(shí)期粒度曲線顯示有3個(gè)極大值(圖2中A區(qū)域)，而董哥洞石筍相同位置同樣出現(xiàn)了3個(gè)變大的鋸齒，表明該時(shí)段有3次明顯的冷事件，通過(guò)磁化率年齡模型計(jì)算其時(shí)間，分別為9.48，9.64，9.81 kaB.P.，與Bond等[15]研究的格陵蘭冰芯全新世冷事件進(jìn)行對(duì)比，我們認(rèn)為上述3個(gè)冷事件中的9.48，9.81 kaB.P.對(duì)應(yīng)格陵蘭冰芯中的9.4，10.3 kaB.P.冷事件(事件6和事件7)。至于在陳塬剖面中發(fā)現(xiàn)而格陵蘭冰芯并未記載的9.64 kaB.P.冷事件，我們?cè)噲D做出如下兩種解釋?zhuān)?1) 格陵蘭冰芯很好地記錄了全球性的冷暖事件，而陳塬剖面的磁化率、粒度曲線僅反映了區(qū)域性的冷暖事件，是全球性的氣候事件與本地域氣候事件的疊加，因此9.64 kaB.P.冷事件可能是區(qū)域性的冷事件，這反映了局地氣候變化與全球氣候變化的差異性；(2) 記錄末次冰期以來(lái)的全球氣候變化有兩套模式，反映了全球氣候系統(tǒng)的兩套連通機(jī)制：一套是以格陵蘭冰芯記錄為代表，通過(guò)冰量變化—大氣圈波動(dòng)—粉塵—水氣波動(dòng)，從而引起氣候系統(tǒng)的不穩(wěn)定性加??；另一套是以蘇祿海、南極冰心記錄為代表，通過(guò)冰量變化—海面變化傳達(dá)氣候變化信息[18]。中國(guó)黃土位于北半球中緯地區(qū)，其粒度變化是對(duì)兩種模式的疊加響應(yīng)，因此我們推斷陳塬剖面中的9.64 kaB.P.冷事件可能是對(duì)高緯冰心記錄的響應(yīng)，具體是哪一種原因這還需繼續(xù)研究進(jìn)行驗(yàn)證。

Ⅳ(8.9—4.6 kaB.P.)為變暖時(shí)期。與前一時(shí)期相比，磁化率曲線(圖2)急劇變大，同一時(shí)間段粒度明顯降低，縱觀整個(gè)全新世時(shí)期的磁化率曲線，該時(shí)段明顯處于高值，表明該時(shí)段氣候明顯變暖，具體表現(xiàn)為年均溫平均值5.86℃，年降水量平均值338.03 mm(圖1)，分別增長(zhǎng)了1.49℃和76.11 mm。這一時(shí)期應(yīng)相當(dāng)于前人研究認(rèn)為的全新世大暖期，我國(guó)研究者提出大暖期開(kāi)始于10—7.5 kaB.P.，終止于5—2 kaB.P.，施雅風(fēng)等[6]根據(jù)前人研究提出大暖期起迄時(shí)間為8.5—3 kaB.P.，陳塬剖面與其大致相當(dāng)。

同時(shí)我們注意到，磁化率值在初期明顯地增加后，磁化率值表現(xiàn)出峰谷交錯(cuò)的情況，使該時(shí)段曲線與前后相比出現(xiàn)明顯的不連貫(圖2中B區(qū)域)，為了研究這一特殊情況的出現(xiàn)，我們將陳塬剖面的磁化率、粒度曲線與古里雅冰芯[19]、阿拉善高原湖泊沉積孢粉含量[19]及東亞季風(fēng)邊緣區(qū)干濕曲線[20]進(jìn)行對(duì)比(圖3)，發(fā)現(xiàn)在這一時(shí)段均記錄有明顯的干冷現(xiàn)象。陳發(fā)虎等[19]綜合前人研究認(rèn)為中全新世干旱至少發(fā)生在內(nèi)蒙古高原—鄂爾多斯高原的現(xiàn)代夏季風(fēng)邊緣區(qū)的相當(dāng)大范圍內(nèi)，甚至在黃土高原南部也有記載，并根據(jù)放射性碳的測(cè)年結(jié)果，推算中全新世干旱開(kāi)始于7 000 cal kaB.P.，結(jié)束于5 000 cal kaB.P.，6 000 cal kaB.P.氣候最干燥，這與陳塬剖面磁化率、粒度曲線的表現(xiàn)一致，說(shuō)明當(dāng)時(shí)出現(xiàn)了夏季風(fēng)的衰退，表現(xiàn)了中全新世時(shí)期氣候在整體增暖過(guò)程中的不穩(wěn)定性。

圖3　全新世古里雅冰芯、阿拉善高原湖泊沉積孢粉含量、東亞季風(fēng)邊緣區(qū)干濕指數(shù)與會(huì)寧地區(qū)磁化率、粒度對(duì)比關(guān)系

Ⅴ(4.6 kaB.P.至今)為現(xiàn)代氣候時(shí)期。這一時(shí)期磁化率曲線在初期的下降后呈現(xiàn)較平滑的趨勢(shì)，粒度曲線呈現(xiàn)持續(xù)增大的趨勢(shì)，年均溫基本在6.54±0.2℃內(nèi)變化，年降水量在373.00±12 mm內(nèi)變化(圖1)，從這一時(shí)期開(kāi)始會(huì)寧地區(qū)現(xiàn)代氣候格局逐步形成，經(jīng)過(guò)初期的降溫后氣溫降水量走勢(shì)已與現(xiàn)代區(qū)別不大。這與吳文祥等[21]研究認(rèn)為4 kaB.P.前后中國(guó)季風(fēng)區(qū)氣候環(huán)境發(fā)生轉(zhuǎn)變，形成我國(guó)南澇北旱的氣候格局，現(xiàn)代氣候基本形成的觀點(diǎn)一致。

我們認(rèn)為該時(shí)段初期磁化率的急劇下降對(duì)應(yīng)的是北大西洋冰芯記錄的4.2 kaB.P.冷事件，Bond等[15]稱(chēng)其為全新世時(shí)期最強(qiáng)的一次冷事件，是一次全球性的降溫事件[22-23]，在中國(guó)，也有許多證據(jù)如敦德冰芯表明此時(shí)北半球發(fā)生了廣域性的降溫[21]。這一次地急劇降溫事件對(duì)我國(guó)影響巨大，在對(duì)我國(guó)古文化的研究中發(fā)現(xiàn)，4 kaB.P.前后是中國(guó)新石器文化發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)里程碑式的質(zhì)變點(diǎn)[24-26]，這一時(shí)期出現(xiàn)了文化斷層，活躍在甘青地區(qū)的古文化由新石器時(shí)代的馬家窯文化變成了銅石并用時(shí)代的齊家文化。在對(duì)甘青地區(qū)古文化變遷的具體研究中發(fā)現(xiàn)，會(huì)寧地區(qū)北部的騰格里沙漠在4 kaB.P.前后大大南侵，活動(dòng)范圍顯著擴(kuò)大，陳塬剖面位于甘青地區(qū)范圍內(nèi)，其所指示的4 kaB.P.左右的磁化率突然下降、粒度峰值現(xiàn)象，不僅解釋了4.2 kaB.P.冷事件，同時(shí)有力地佐證了前人關(guān)于4 kaB.P.前后該地區(qū)氣候發(fā)生惡劣突變，導(dǎo)致中華文明進(jìn)程加快的論斷[21,24]。

前文已經(jīng)提到中國(guó)全新世氣候變化可分為3個(gè)階段，總體上經(jīng)歷了從新仙女木事件后逐漸變暖，達(dá)到一個(gè)較高值并持續(xù)一段時(shí)期后再逐漸降溫的過(guò)程。會(huì)寧地區(qū)全新世時(shí)期磁化率、粒度曲線的變化與前人基本一致，并在此基礎(chǔ)對(duì)區(qū)域性的氣候變化也有明顯的響應(yīng)。

4　結(jié) 論

(1) 根據(jù)磁化率與溫度、降水量的四次回歸方程計(jì)算出的會(huì)寧地區(qū)全新世年均溫、年降水量數(shù)據(jù)分別存在1.72℃和20.5 mm的誤差，實(shí)際使用時(shí)需在計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上加上誤差值作為實(shí)際值。

(2) 全新世時(shí)期會(huì)寧地區(qū)的氣候變化可以分為5個(gè)階段，分別為：13.3—12.1 kaB.P.(晚更新世向全新世過(guò)渡時(shí)期)、12.1—11.3 kaB.P.(新仙女木事件時(shí)期)、11.3—8.9 kaB.P.(冷暖波動(dòng)頻繁時(shí)期)、8.9—4.6 kaB.P.(變暖時(shí)期)、4.6 kaB.P.至今(現(xiàn)代氣候時(shí)期)。

(3) 從整個(gè)全新世這一地質(zhì)年代看，隴西會(huì)寧地區(qū)的陳塬剖面能夠很好地與貴州荔波董哥洞石筍氧同位素記錄的全新世古氣候變化進(jìn)行對(duì)比，是很好地記錄全新世古氣候變化的良好載體。同時(shí)陳源剖面處于東亞季風(fēng)邊緣區(qū)，對(duì)氣候變化反應(yīng)敏感，其記錄的隴西會(huì)寧地區(qū)全新世古氣候的變化不僅能很好地揭示全新世全球氣候變化，而且對(duì)東亞季風(fēng)邊緣區(qū)的區(qū)域氣候變化也有良好的響應(yīng)。

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The Preliminary Examination of Climate Change Since Holocene in the Huining, Longxi Area

WANG Lindong, YANG Taibao, HE Yi, LIANG Ye

(CollegeofEarthandEnvironmentalSciences,LanzhouUniversity,Lanzhou730000,China)

Selecting the loess profile since Holocene in Huining of Gansu Province, we examined the change of climate and enviroment by analysing magnetic susceptibility and grain size. The results indicateed that the changes of climate were partitioned 5 phases since Holocene: 13.3—12.1 kaB.P. (The period of late pleistocene to Holocene), 12.1—11.3 kaB.P. (the Younger Dryas event), 11.3—8.9 kaB.P. (The fluctuation characteristics of climatic change in temperature), 8.9—4.6 kaB.P. (A period of warming), Since 4.6 KaB.P. (Modern climate period). Compared with climate change of the global and the edge area of East Asia monsoon in the same time, we found the good supportive relationship between climate change in Huining region and loess in this region, suggesting that it has a good sensitivity towards the Holocene climate change.

holocene; climate change; susceptibility; Huining County

2015-01-27

2015-03-02

國(guó)家自然科學(xué)資助項(xiàng)目(41271024);國(guó)家基礎(chǔ)科學(xué)人才培養(yǎng)基金項(xiàng)目“蘭州大學(xué)地理學(xué)基地科研訓(xùn)練及科研能力提高項(xiàng)目”(J1210065);中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金(Lzujbky-2012-137)

王琳棟(1990—),男,山西太原人,碩士研究生,研究方向?yàn)榄h(huán)境演變與氣候變化。E-mail:wangld2013@lzu.edu.cn

楊太保(1962—),男,山西運(yùn)城人,博士,教授,博士生導(dǎo)師,主要從事自然地理環(huán)境變化研究。E-mail:yangtb@lzu.edu.cn

P92; P532

A

1005-3409(2016)01-0332-06