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      綜述黃土中陸生蝸牛殼體化石的種屬組合對(duì)古氣候研究的應(yīng)用

      2017-05-31 05:12:03范訸嘉
      魅力中國(guó) 2016年28期
      關(guān)鍵詞:古氣候黃土綜述

      摘 要:蝸牛是黃土中常見(jiàn)的陸生無(wú)脊椎動(dòng)物,其化石留存在不同年代的黃土地層中,被認(rèn)為是研究黃土古環(huán)境變化的“指示性動(dòng)物”。自20世紀(jì)90年代中期以來(lái),有許多學(xué)者對(duì)蝸牛殼體化石種屬組合與古氣候的關(guān)系進(jìn)行了多方面的研究和探討,綜述結(jié)果表明,目前的研究存在著諸如研究區(qū)域單一、定量化不強(qiáng)、缺乏現(xiàn)代生態(tài)學(xué)研究等問(wèn)題。

      關(guān)鍵詞:黃土 蝸牛殼體化石 古氣候 綜述

      一、引言

      蝸牛作為陸生軟體動(dòng)物,對(duì)環(huán)境變化適應(yīng)性差,較為敏感。其保存完好的石灰質(zhì)外殼記錄了大量的古地質(zhì)、古氣候等自然信息。蝸牛是黃土中常見(jiàn)的無(wú)脊椎動(dòng)物,化石保存在不同時(shí)代的黃土地層中,是研究氣候變化的良好載體,被認(rèn)為是黃土古環(huán)境變化研究的“指示性動(dòng)物”[1]。因此本文沿時(shí)間序列總結(jié)近十幾年來(lái)黃土中蝸牛殼體種屬組合與古氣候相關(guān)的研究新進(jìn)展,以期對(duì)未來(lái)的研究提供意見(jiàn)建議。

      二、研究背景

      關(guān)于黃土中蝸牛種屬組合與古氣候的研究,由上個(gè)世紀(jì)80年代研究洛川黃土剖面興起,陳德牛等初步將中、晚更新世以來(lái)的蝸?;M合劃分為反映較溫濕生物氣候環(huán)境的間齒螺組合和反映干冷生物氣候環(huán)境的華蝸牛組合。劉東生在其專(zhuān)著《黃土與環(huán)境》中建立了第四紀(jì)以來(lái)較完整的蝸?;N屬組合特征。20世紀(jì)90年代中期以來(lái),黃土中蝸牛殼體化石的研究步入了新階段,從傳統(tǒng)的描述性分析到開(kāi)展半定量、定量研究,相關(guān)研究也表明蝸牛對(duì)氣候環(huán)境變化具有很好的響應(yīng)性,是研究氣候變化良好的替代性指標(biāo),對(duì)定量重建古氣候要素值有極大的推動(dòng)作用,如溫度、濕度等[2]。

      三、研究現(xiàn)狀

      (一)長(zhǎng)尺度古氣候研究

      吳乃琴等(1995)選用對(duì)應(yīng)分析法,對(duì)陜西省陽(yáng)郭鎮(zhèn)晚冰期黃土地層中的蝸?;M(jìn)行研究,劃分了代表不同溫濕環(huán)境的3個(gè)蝸?;M合帶,得出了該時(shí)期渭南地區(qū)的氣候變化過(guò)程。通過(guò)洛川黃土剖面S1以上地層118個(gè)樣品的蝸?;芯?,吳乃琴等(1996)得出110ka以來(lái),洛川古氣候長(zhǎng)周期變化的總趨勢(shì)為冷干、暖濕交替演變。吳乃琴等(2000)對(duì)洛川黃土剖面25萬(wàn)年以來(lái)的陸生蝸牛化石種屬組合的分析表明,東亞夏季風(fēng)對(duì)控制陸地生態(tài)演變有顯著的40ka變化周期。伍斌等深入探討了西峰黃土剖面S5古土壤層的蝸牛化石組合,發(fā)現(xiàn)西峰地區(qū)在S5形成時(shí)氣候環(huán)境經(jīng)歷了幾次顯著的波動(dòng)。陳曉云等(2008)研究了黃土高原西峰和洛川黃土剖面末次冰期較高分辨率的蝸?;M合,發(fā)現(xiàn)黃土高原在59~29kaB.P.期間氣候變化過(guò)程為較溫和濕潤(rùn)—冷干—溫涼—冷干。Li and Wu (2010 )對(duì)黃土高原西部一個(gè)中新世蝸牛化石記錄進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)暖濕種蝸牛個(gè)數(shù)的峰值與中一低緯度平均太陽(yáng)輻射梯度最大值具有良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系,并且北緯35°太陽(yáng)輻射最大值,喜暖種和喜濕種個(gè)體總數(shù)的譜分析結(jié)果也支撐上述推斷。

      (二)短尺度古氣候研究

      吳乃琴等對(duì)陜西省洛川、長(zhǎng)武和渭南3個(gè)黃土剖面蝸?;倪M(jìn)行采樣,以分析影響氣候不穩(wěn)定性的因素,結(jié)果顯示末次冰期晚期時(shí)黃土高原的氣候變化趨勢(shì)與東北太平洋Tanner孔有孔蟲(chóng)含量及GRIP2冰芯δ18O記錄有較好的對(duì)照性。吳乃琴等對(duì)渭南黃土剖面末次盛冰期地層較高分辨率的蝸?;涗涍M(jìn)行了深入分析,研究結(jié)果表明該時(shí)期氣候變化的尺度為百年到千年,溫度變化要顯著先于濕度或降水的變化1 000~2 000a,氣候過(guò)程為變冷—冷濕—冷干—溫干—溫濕。分析顯示造成這一氣候特征是由于東亞冬、夏季風(fēng)共同作用的影響。

      四、結(jié)論

      大量的研究結(jié)果表明,黃土高原蝸牛殼體化石蘊(yùn)含著豐富的古氣候信息,它不僅記錄了第四紀(jì)與新近紀(jì)東亞季風(fēng)長(zhǎng)尺度的演變歷史,同時(shí)也揭示了短尺度末次冰期、末次盛冰期氣候變化演化過(guò)程與溫度、濕度的組合關(guān)系。但目前的研究還存在著不足。首先,對(duì)黃土中蝸?;瘹んw的研究集中在渭南、洛川、長(zhǎng)武、西峰四個(gè)剖面,局限在黃土高原中部地區(qū),而其他區(qū)域黃土的研究極其缺乏,對(duì)蝸?;瘹んw化石的研究應(yīng)拓展到其他不同區(qū)域;其次,在生態(tài)學(xué)方面,我國(guó)對(duì)現(xiàn)代蝸牛的研究尚處于薄弱階段,這是利用蝸牛生物定量研究過(guò)去的氣候環(huán)境參數(shù)的重要環(huán)節(jié),需要長(zhǎng)期大量調(diào)查、觀察和飼養(yǎng)實(shí)驗(yàn);再次,同樣的蝸?;M合在不同地區(qū)代表著不同的氣候環(huán)境意義,因此在解析古環(huán)境時(shí)要注意區(qū)域的差異性;綜上所述,黃土中蝸牛殼體化石的古氣候研究還存在著發(fā)展空間,需要國(guó)內(nèi)外學(xué)者共同努力,彌補(bǔ)該領(lǐng)域研究不足,豐富古氣候信息提取問(wèn)題,進(jìn)一步提高利用蝸牛殼體化石解析古氣候的精確性。

      參考文獻(xiàn):

      [1]劉東生. 黃土與環(huán)境[M]. 科學(xué)出版社, 1985.

      [2]吳乃琴, 李豐江. 陸生蝸牛化石與中國(guó)黃土古環(huán)境研究[C]// 中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2008學(xué)術(shù)論文匯編. 2009:831-840.

      [3]裴云鵬, 吳乃琴. 甘肅西峰紅粘土地層中蝸?;涗浀墓艢夂蜃兓芷赱J]. 第四紀(jì)研究, 2005, 25(5):663-663.

      [4]吳乃琴, 呂厚遠(yuǎn), 陳德牛,等. 陜西渭南晚冰期時(shí)的環(huán)境與氣候──蝸?;淖C據(jù)[J]. 第四紀(jì)研究, 1995(2):139-149.

      [5]Li F, Wu N. Pliocene land snail record from western Chinese Loess Plateau and implica-

      tions for impacts of the summer insolation gradient between middle and low latitudes on the East Asian summer monsoon[J]. Global & Planetary Change, 2010, 72(1):73-78.

      作者簡(jiǎn)介:

      范訸嘉(1996—06月—18日) 女,漢族,河南鄭州人,河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院,2014級(jí)本科生,研究方向:地理科學(xué)。

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