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柴达木盆地与珠江三角洲地区晚第四纪气候变化比较研究

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维普资讯 http://www.cqvip.com 第7卷 第4期 2008 广州大学学报(自然科学版) Journal of Guangzhou University(Natural Science Edition) V01.7 No.4 Aug. 2008 8月 文章编号:1671 4229(2008)04-0068—05 柴达木盆地与珠江三角洲地区 晚第四纪气候变化比较研究 潘安定,杨木壮,王志英 (广州大学地理科学学院,广州广东摘510006) 要:第四纪晚期柴达木盆地与珠江三角洲的气候都呈现出冷暖旋回的波动特征,引起相应的环境变迁.但 两地各期的波动起讫时间年代有较大差异,柴达木盆地的降温时间明显旱于珠江三角洲地区,降温幅度明显. 两地都有全新世气候适宜期,但纬向和经向的差异都很大.两地的气候波动变化、进退迁徒、突发事件的对比 在一定程度上反映或代表中国大陆上气候演变的普遍特征. 关键词:第四纪晚期;气候波动;柴达木盆地;珠江三角洲;古气候对比 中图分类号:P 467 文献标识码:A 柴达木盆地与珠江三角洲处于中国的不同气候区,自 然环境有较大差异.两地相距约l5个纬距,接近2 000 km 整体上位于青藏高原东北部、祁连山南麓,地处西部干旱 区、东部季风区、青藏高原区三大区域的交汇地带,受东亚 (图1).研究和比较两地的古气候变化特征,对于全面了 季风和西风带的影响,盆地内地的沉积物详细记录了第四 解第四纪晚期中国大陆环境变化的具体状况,重建古环境 纪时期生态系统和气候系统及环境变化的丰富内容,其独 发展历史,针对未来环境变迁与自然灾害趋势制定对策具 特的地理位置与气候和生态环境特点使其在重建末次冰 有重要意义. 期以来气候变化和生态响应的演化历史等方面有重要的 意义,也为青藏高原东北部构造隆升过程提供证据,并为 全球环境变化研究做出贡献. 柴达木盆地具有典型的大陆性荒漠气候特征.根据气 象资料显示,除盆地中心部分的年平均温度能达到5℃左 右外,其它部分的温度均在0—4℃之间,且各地盛夏都可 能出现0℃或接近0℃的低温.无霜期短.年降水量除东 南一隅可达170 mm以上外,大部分地区不超过100 mm, 西部更是不足20 mm,降水集中在5—9月.全盆地蒸发量 在2 000—3 000 mm之间,最高可达3 700 mm,干燥特征表 现得相当突出. 图1研究区域相对位置示意图 Fig.1 The location of the research districts 1.2珠江三角洲 珠江三角洲地处我国南方沿海,该地区沉积盆地的形 成、发展和演变与柴达木盆地有很大的差异.自20世纪80 年代以来,本地区已进行了大量的钻孔孢粉分析和微体古 1 两地的自然概况比较 1.1柴达木盆地 生物分析,其中孢粉分析资料一直作为古气候和古环境研 究的重要依据. 本文所研究的柴达木盆地地区包括青海湖附近地域, 收稿日期:2008—02—26;修回日期:2008~03—25 珠江三角洲气候特征主要表现在:四季不明,树木常 基金项目:国家自然科学基金资助项日(40671187);广东省自然科学基金资助项目(000301) 作者简介:潘安定(1953一),男,教授,博士,主要从事A然灾害与环境演变研究. 维普资讯 http://www.cqvip.com 第4期 潘安定等:柴达木盆地与珠江三角洲地区晚第四纪气候变化比较研究 69 青.年均温20℃以上,三角洲地势平坦,雨量较四周山丘 西洋深海沉积和青藏高原的古里雅冰芯中均有报道,而青 为少,平均约1 600 mm,而外围地方可达2 000—2 600 mm. 海湖的这次冷事件要比它们的降温幅度大.全新世期间全 球性降温幅度最大的8.2 kaB P的冷事件在研究地区没有 发现,然而青海湖地区9.4 kaB P左右的冷事件为全新世 以来降温幅度最大的这一现象并不是孤立的.1991年里 斯特(Lister GS)等 对青海湖沉积物介形类壳体8 O的 研究显示,8.5—8.3 kaB P期间水位明显下降.另外,宋长 雨量集中在夏季,冬季较少. 2 晚第四纪气候波动对比研究 2.1 柴达木盆地晚第四纪气候波动特征 柴达木盆地地处东亚季风、印度季风和西风急流三者 青等 对内蒙古大青山DJ钻孔花粉的定量研究也表明, 的交汇地带,是利用湖泊沉积研究全球变化的理想地区. 在青藏高原现已开展了大量的高分辨率的气候研究¨ J. 湖相沉积物多指标的高分辨率古气候记录揭示,18.2 kaB P左右为末次冰期盛冰阶进入晚冰期的界限 J,柴达木盆 地内湖泊岩芯沉积物所记录的气候环境变化与东部的青 海湖的记录有很好的对比性.记录显示自16 kaB P以来, 乔木从开始时以寒温性的暗针叶树种云杉、冷杉和松为 主,逐步过渡为以喜温干的阔叶树木桦为主,到全新世大 暖期出现以针叶树种松、云一冷杉和混有阔叶树种桦的针 阔叶混交树种,并在含量上超过了草本,后期以松为主并 逐步衰败;草本开始时以蒿属、藜科为主并伴有旱生灌木 麻黄属,逐步演化为蒿的数量减少,出现湿生的莎草科和 中生的禾本科,后期蒿又逐步增多,并伴有禾本科和莎草 科的共同生长.花粉组合及其演化特征表明:青海湖区自 末次冰期以来,植被类型大体上经历了荒漠草原、草原、森 林草原一森林、森林草原一草原的演化过程,柴达木第四 纪阔叶乔木、喜暖乔木含量高值带与低值带交替出现,说 明干冷与暖湿频繁交替变化是该地区第四纪气候演化的 主要特征_l J. 气候的变化经历了以下几个演化阶段:16.17—15.2 kaB P,寒冷干燥;15.21—13 kaB P,凉偏于;13—10.4 kaB P,温凉偏湿;10.4—8.6 kaB P,温暖偏于;8.6—8.06 kaB P,偏冷干;8.06—5 kaB P,温暖潮湿;5—4 kaB P,温凉偏 湿;4—2.1 kaB P,温凉偏于;2.1—0 kaB P,冷干.其中15.4 —14.1 kaB P和13.7—12.9 kaB P之间的相对暖湿事件, 可同博令(Bolling)和阿勒罗得(Allerod)暖期相对应.在转 暖过程中,发生在16.0—15.4 kaB P、14.1—13.7 kaB P和 12.9—12.1 kaB P期间的3次冷干事件(相当于老仙女 木、中仙女木和新仙女木事件)十分明显,显示晚冰期气候 的不稳定性.这种气候的不稳定性同北大西洋深海沉积、 格陵兰冰芯、欧洲地区湖泊沉积以及我国黄土、古里雅冰 芯等记录的古气候具有很好的可对比性 j. 全新世早期气候的转暖具有突变性的特点,在全新世 中早期转换期问气候明显转冷,最冷期发生在9.4 kaB P 左右,为全新世降温幅度最大的一次.这次冷事件在北大 8.3 kaB P左右年降水量和年平均气温为全新世以来的最 低值. 柴达木至青海湖全新世中早期气候温暖潮湿,鼎盛期 在7.4 kaB P左右,4.5 kaB P左右气候总体向冷干化方向 发展.在7.4-4.5 kaB P期间的近3 000 a内,气候在转 型过程中具有快速的冷暖和干湿变化.全新世晚期(2.06 —0 kaB P)气候以冷干为特征 . 气候变化所引起的植被演替,在青海湖湖泊沉积物孢 粉浓度曲线上具有很好的表现,所反映的气候事件同全球 性的气候事件具有很好的可比性,说明位于生态环境十分 脆弱的西部干旱、半干旱地区的青海湖,其植被的生长对 于气候变化的敏感性.加强青海湖沉积物高分辨率地球化 学指标的定性和定量化综合分析,能够为正确理解不同时 间尺度全球变化的形成机制提供科学的依据. 2.2珠江三角洲地区晚更新世气候波动特征 一些学者对有关气候波动的实例分析表明,珠江三角 洲地区第四纪气候呈现多次波动特征.据研究,晚更新世 为两大旋回,但有变暖事件D/01—21及变冷事件Hl—H6 的表现,可以识别末次间冰期MIS5及其阶段5a一5e;末次 亚问冰期有4—7次冷暖波动;末次冰期温度一般比现今低 1 2℃或3 5℃[ . 末次亚间冰期(M1S3,60—25 kaB P)为回暖期,曾出现 早、晚2个暖阶段,晚阶段更暖.该期气候波动的基本特点 表现为:暖波动不及MIS5,冷波动不及MIS2;温度变化,暖 期比今高1—2℃或2—5℃,冷期比现今低1—2℃或1.5— 3℃;普遍趋湿,年雨量比今多400—500 mm.雷州半岛田 洋火口湖盆地剖面的孢粉分析表明,48 kaB P左右的年均 温比现今高1.0℃,年降雨量多700 mmll . 郑卓等(1998)采用孢粉分析的方法对珠江三角洲北 部地区多个钻孔进行的研究,根据木本植物花粉不同组分 的含量变化以及某些气候敏感属种的出现,推沦晚更新世 亚间冰期的年平均气温比现今低2—4℃左右,盛冰期则低 6℃以上,到全新世中期以后形成了与现今相似的明显受 季风影响的常绿阔叶林-- . 全新世气候波动主要表现为:新仙女木冷回返事件、 维普资讯 http://www.cqvip.com 70 广州大学学报(自然科学版) 第7卷 全新世大暖期、全新世新冰期.中国热带的末次冰期于13 间断面,反映珊瑚多次突然死亡,为低温事件,冬季月平均  kaB P结束而进入末次冰消期,但出现新仙女木冷回返事 温的降幅可达7.9℃以上”J.件(YD).比珠江三角洲纬度更低的广东湛江湖光岩剖面 的生物硅、总有机碳、总氮含量分析表明,冷期含量较低, YD冷回返事件发生时间为11.3~10.2 kaB P. 中国北方在8.5~3 kaB P出现一个全新世大暖期,珠 3 结语与讨论 柴达木盆地和珠江三角洲分别作为中国西部高原区 江三角洲不存在长达5 500 a的大暖期,但暖时段在珠江_二 和东南沿海地带的代表性区域,其末次冰期以来的环境演 又有纬向差异和经向相差异,较明显地反 角洲仍有表现.深圳湾北岸剖面,海桑属花粉仪出现在 变,既有类同点,7 763—5 539 aB P,当时年均温约比现今高2℃ .全新 映r征这段时期内中国大陆区域气候环境演化从东南向  世大暖期内也有冷波动.雷州半岛西南端灯楼角珊瑚礁厚 西北的变化幅度与时空特点(表1).逾4 m, C年龄为6 700~6 200 aB P,沉积剖面j-有9个 表1 末次冰期以来柴达木与珠江三角洲气候变化对比 Table 1 Comparison of climatic evolution by Qaidam with Pearl River Delta since the last glacial epoch 阶段 青海湖 年龄(aB P) 气候环境特,征 寒冷干燥 凉偏_T 温凉偏湿 柴达木尕海湖(陈忠等,2007) 年龄(aB P) 气候环境特征 碳酸盐8 0反映的温度变化趋势 珠江三角洲Ⅲ、 ,“ 16 000—10 200温暖偏凉珠汀三角洲 降温3 4 E-4 年龄(aB P) 气候环境特征温度变化(oc) 末次冰期t6170~15 210 15 210—13 000 13 ooO一10 400 早全新世 。400 ̄8 600 12 710—11 360温湿 冷干 温暖 低于现今1—2 11 360 ̄8 730温度回升,干旱 偏冷f ~。一 ’ 10 300—6 ooO 热湿有 YD事件 低于现今 2.5 3f 8 600—8 060 中全新世 8 060—5 000 一温暖潮湿8 730—5 39o 暖湿 l 8 500—2 500 最湿热 高于现今1 2 54 ooO一4 ooO 温凉偏湿 5 390—3 200 温凉偏F 2 100 温凉偏于 晚全新世 2100—0 冷干 3 200—0 冷下 ≤ 2 500—0 热湿 或2 5 低于现今O.6 1)陈忠,冰消期晚期以来德令哈尕海湖气候环境演变的碳、氧同位素记录.博土学似论文.2007 4 总体来说,晚更新世以来,中国陆地区域气候出现过 给于足够的考虑. 多次冷暖变化.柴达木盆地与珠三角第四纪气候都呈现冷 区.与柴达木盆地相比珠三角地区波动幅度要小. 两地都有新仙女木冷回返事件,按事件年代有东西向 的自生碳酸盐81 s0记录明显显示了柴达木盆地变冷较早, 暖旋回波动特征,柴达木盆地旋回次数要多于珠三角地 差异.8TMO记录能较好地反映气温变化过程.尕海钻孔中 珠三角地区晚更新世以来的气候波动主要为两大旋 为1.1 kaB P;而珠江三角洲较迟,大约在1.0—0.9 kaB P. 回.其中可以识别快速变暖事件有D/1—21以及快速变冷 降温幅度西大东小,柴达木盆地为3.5℃,珠江三角洲约 事件H1一H6.末次亚问冰期MIS3并非稳定的热湿期,而 1—2℃.中全新世适宜期的经度差异表现为年代东早西 是有4—7次暖波动和冷波动.可以区分气候波动的有老 迟,温度变幅东小西大.柴达木盆地为0.75—0.4 kaB P, 仙女木、中仙女木、新仙女木期及其间的波林期和阿勒罗 aB P(南北朝)和1100—800 aB P(五代到南宋).据史籍记 1897年,比现今温度低不到0.6℃ . 年均温比现今高3—5℃;珠江三角洲为0.8—0.35 kaB P, 珠江三角洲没有现代冰川,柴达木周围山地发育现代 以及不同高度的古雪线遗迹有助于考证末次冰期以来的 分析两地古环境变化过程的差异,笔者认为主要应从 以下几方面考虑: 首先,从珠江三角洲到柴达木盆地,自然环境在纬向 德期.2 OO0 a来的历史时期出现两个冷期,即170o一140o 年均温变幅小于1℃. 载,1245—1915年为冷冬年(雪、霜、冻害),小冰期为1485 冰川,末次冰期以来经历冰退一大幅冰退一冰进的过程, 一末次冰期以来两地都经历了,由回暖期、升温期、降温 气候波动. 期的三个主要时期.但各期的年代有较大差异,柴达木盆 地的降温时问明显早于珠江三角洲地区,降温幅度明显. 两地都有全新世气候适宜期,但纬向和经向的差异都很 大.相互对比气候波动阶段应在时间早晚和幅度大小方面 上跨越了6个地带:南热带、南亚热带、北亚热带、南温带、 维普资讯 http://www.cqvip.com

第4期 潘安定等:柴达木盆地与珠江三角洲地区晚第四纪气候变化比较研究 剧了第四纪时期冰期寒冷气候影响的强度. 另外,寒冷时期和冬季柴达木下垫面特点也有巨大的 中温带、北温带,由热带季风气候转变为大陆性高原气候. 第四纪冰期开始的过程由高纬向低纬逐渐扩展,变化强度 逐渐减弱,造成环境的纬向分异十分明显.末次冰期以来 影响.地面积雪较大的反射作用减少了地表对太阳辐射能 两地的自然地带都有迁移.柴达木地区的自然地带性环境 量的吸收,对气候加剧了气候变冷的强度,使得柴达木地 应有相当于5—7个纬度的变异 ,而珠江三角洲的自然 区的气候变化幅度大于珠江三角洲地区. 地带只南移2个纬度 . 地形地势的影响也十分主要.柴达木盆地海拔从 比较多种原因造成的两地第四纪时期气候演变过程 的强烈反差,可为研究和对比我国晚第四纪时期从西北到 2 650~2 800 in的盆地中部到其周边3 500—5 500 in的高 东南气候演变过程特点提供参考和借鉴.上述初步认识虽 原山地,其间高差达900—1 700 in.正是由于较高的海拔 然不足以表达柴达木盆地与珠江三角洲在末次冰期以来 高度和明显的地形差异,使地层中记录的生态环境演变过 发展变化的全过程,但两地的气候波动变化、进退迁徒、突 程为研究第四纪气候变迁提供了清晰、可靠的依据.而珠 发事件的对比在一定程度上反映或代表中国大陆上环境 江三角洲的低海拔和较平坦的地形特点使两地的环境变 演变的普遍特征.进一步深入研究和比较两地的古环境变 迁过程对比更为明显. 化特征,对于全面了解末次冰期以来中国大陆环境变化的 具体状况,重建古环境发展历史,针对未来环境变迁与自 然灾害趋势制定对策具有重要意义. 同时,距海远近也使得气候差异更为突出.珠江三角 洲濒临南海,湿润的南亚热带季风气候更加明显地削弱了 冷暖气候变化的差异.柴达木盆地干旱的大陆性气候则加 参考文献: [1]姚檀栋.Thompson L G.敦德冰芯记录与过去5 ka温度变化[J].中国科学(B辑),1992,10:1 089—1 093. 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The Holocene Megathermalre existed in the two regions,but the latitudinal and longitudinal differences were ob— vious.It reflected and represented the widespread characteristics of the environmenta1 evolution in the China continent,such as the climate fluctuations,advance and retreat of the physical geographic zones and the out— burst events. Key words:the Late Quaternary;paleoclimatic change;the Qaidam Basin;The Pearl River Delta;paleoenvir。 onmenta1 contrast 【责任编辑:方碧真】 

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