渾善達(dá)克沙地近5000年來環(huán)境演變研究

1、 研究生：武健偉研究生：武健偉導(dǎo)導(dǎo) 師：高尚玉教授師：高尚玉教授渾善達(dá)克沙地近渾善達(dá)克沙地近5000年來環(huán)境演變研究年來環(huán)境演變研究博士學(xué)位論文答辯博士學(xué)位論文答辯論文提綱論文提綱第一章第一章 緒緒 論論第二章第二章 研究區(qū)自然地理概況研究區(qū)自然地理概況第三章第三章 剖面概況與地層年代序列剖面概況與地層年代序列第四章第四章 沙地環(huán)境演變的證據(jù)沙地環(huán)境演變的證據(jù)第五章第五章 近近5000年來渾善達(dá)克沙地環(huán)境變化重建年來渾善達(dá)克沙地環(huán)境變化重建第六章第六章 中世紀(jì)暖期渾善達(dá)克沙地空間格局與景觀特征中世紀(jì)暖期渾善達(dá)克沙地空間格局與景觀特征第七章第七章 結(jié)論與討論結(jié)論與討論第一章第一章 緒論緒論第一節(jié)

2、第一節(jié) 選題背景選題背景 近近5000年是過去全球變化研究的重點時段之一，其重要意年是過去全球變化研究的重點時段之一，其重要意義在于該時段各種載體記錄的信息豐富，有利于恢復(fù)氣候與環(huán)義在于該時段各種載體記錄的信息豐富，有利于恢復(fù)氣候與環(huán)境變化過程；近境變化過程；近5000年又是與人類關(guān)系最密切的一個時期，在年又是與人類關(guān)系最密切的一個時期，在此期間環(huán)境演變過程在自然演變的基礎(chǔ)上又疊加了人類對環(huán)境此期間環(huán)境演變過程在自然演變的基礎(chǔ)上又疊加了人類對環(huán)境的影響，從而使環(huán)境演變過程變得更加復(fù)雜。的影響，從而使環(huán)境演變過程變得更加復(fù)雜。 位于內(nèi)蒙古高原的渾善達(dá)克沙地是對環(huán)境演變響應(yīng)強烈的位于內(nèi)蒙古高原的渾

3、善達(dá)克沙地是對環(huán)境演變響應(yīng)強烈的生態(tài)脆弱帶，沙地內(nèi)分布有眾多內(nèi)陸封閉、半封閉湖泊和風(fēng)沙生態(tài)脆弱帶，沙地內(nèi)分布有眾多內(nèi)陸封閉、半封閉湖泊和風(fēng)沙露頭剖面，都是記錄環(huán)境變遷的重要載體，敏感的位置與豐富露頭剖面，都是記錄環(huán)境變遷的重要載體，敏感的位置與豐富的信息記錄使該區(qū)域成為環(huán)境演變研究領(lǐng)域關(guān)注的熱點，本研的信息記錄使該區(qū)域成為環(huán)境演變研究領(lǐng)域關(guān)注的熱點，本研究選定渾善達(dá)克沙地為研究對象。究選定渾善達(dá)克沙地為研究對象。 第二節(jié)第二節(jié) 沙漠演化與環(huán)境變化研究現(xiàn)狀沙漠演化與環(huán)境變化研究現(xiàn)狀 1 1 國外研究現(xiàn)狀國外研究現(xiàn)狀（1 1）沙漠演化與環(huán)境變化背景研究）沙漠演化與環(huán)境變化背景研究 （2 2）特征期

4、沙漠空間格局與景觀特征研究）特征期沙漠空間格局與景觀特征研究2 2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀國內(nèi)研究現(xiàn)狀圖圖1-1 中國北方現(xiàn)代沙漠、沙地分布中國北方現(xiàn)代沙漠、沙地分布1 呼倫貝爾沙地呼倫貝爾沙地 2 松嫩沙地松嫩沙地 3 科爾沁沙地科爾沁沙地 4 渾善達(dá)克沙地渾善達(dá)克沙地 5 毛烏素沙地毛烏素沙地 6 庫布齊沙漠庫布齊沙漠 7 烏烏蘭布和沙漠蘭布和沙漠8 騰格里沙漠騰格里沙漠 9 巴丹吉林沙漠巴丹吉林沙漠 10 共和沙地共和沙地 11古爾班通古特沙漠古爾班通古特沙漠 12 塔克拉瑪塔克拉瑪干沙漠干沙漠 13 賀蘭山賀蘭山（1 1）沙漠演化與環(huán)境變化背景研究）沙漠演化與環(huán)境變化背景研究（2 2）特征期沙漠

5、空間格局與景觀特征研究）特征期沙漠空間格局與景觀特征研究 第三節(jié)第三節(jié) 研究內(nèi)容與方法研究內(nèi)容與方法1 1 選題及擬解決的關(guān)鍵問題選題及擬解決的關(guān)鍵問題（1 1）風(fēng)沙沉積記錄的近）風(fēng)沙沉積記錄的近50005000年來渾善達(dá)克沙地環(huán)境演變序列；年來渾善達(dá)克沙地環(huán)境演變序列； （2 2）湖泊沉積記錄的近）湖泊沉積記錄的近500500年來渾善達(dá)克沙地環(huán)境演變序列；年來渾善達(dá)克沙地環(huán)境演變序列；（3 3）渾善達(dá)克沙地現(xiàn)代土地沙漠化研究；）渾善達(dá)克沙地現(xiàn)代土地沙漠化研究；（4 4）重建中世紀(jì)暖期渾善達(dá)克沙地空間格局與景觀特征。）重建中世紀(jì)暖期渾善達(dá)克沙地空間格局與景觀特征。2 2 研究方法與技術(shù)路線研究

6、方法與技術(shù)路線 本研究主要采用野外考察、野外采樣、室內(nèi)實驗、數(shù)據(jù)處理與分本研究主要采用野外考察、野外采樣、室內(nèi)實驗、數(shù)據(jù)處理與分析的研究方法開展析的研究方法開展。3 3 創(chuàng)新點創(chuàng)新點（1 1）風(fēng)沙沉積、湖泊沉積、歷史和考古文獻(xiàn)、現(xiàn)代器測資料等多種）風(fēng)沙沉積、湖泊沉積、歷史和考古文獻(xiàn)、現(xiàn)代器測資料等多種代用資料綜合分析，全面認(rèn)識渾善達(dá)克沙地近代用資料綜合分析，全面認(rèn)識渾善達(dá)克沙地近50005000年來環(huán)境變化年來環(huán)境變化規(guī)律；規(guī)律；（2 2）恢復(fù)近）恢復(fù)近500500年來高分辨率渾善達(dá)克沙地環(huán)境變化時間序列；年來高分辨率渾善達(dá)克沙地環(huán)境變化時間序列；（3 3）重建中世紀(jì)暖期渾善達(dá)克沙地空間格局與

7、景觀特征。）重建中世紀(jì)暖期渾善達(dá)克沙地空間格局與景觀特征。第二章第二章 研究區(qū)自然地理概況研究區(qū)自然地理概況第一節(jié)第一節(jié) 地理位置地理位置 渾善達(dá)克沙地位于內(nèi)蒙古高原中東部，地理位置位于東經(jīng)渾善達(dá)克沙地位于內(nèi)蒙古高原中東部，地理位置位于東經(jīng)112 22 至至117 57 ，北緯，北緯41 56 至至44 24 。沙地呈東西延長的橢圓形，東西。沙地呈東西延長的橢圓形，東西延伸約延伸約450公里，南北寬約公里，南北寬約300公里，面積公里，面積31540km2。第二節(jié)第二節(jié) 自然地理概況自然地理概況1 地質(zhì)地貌地質(zhì)地貌 渾善達(dá)克沙地在地質(zhì)構(gòu)造單元的劃分上是蒙古地槽古生代褶皺帶渾善達(dá)克沙地在地質(zhì)構(gòu)造

8、單元的劃分上是蒙古地槽古生代褶皺帶的一部分的一部分。海西運動上升為陸地，燕山運動以來經(jīng)歷了振蕩式的構(gòu)造。海西運動上升為陸地，燕山運動以來經(jīng)歷了振蕩式的構(gòu)造運動，第三紀(jì)早期，沉降為內(nèi)陸湖盆，堆積了第三紀(jì)湖相沉積物，第運動，第三紀(jì)早期，沉降為內(nèi)陸湖盆，堆積了第三紀(jì)湖相沉積物，第三紀(jì)末和第四紀(jì)初，湖泊縮小，直至消亡，在強勁的風(fēng)力作用下，形三紀(jì)末和第四紀(jì)初，湖泊縮小，直至消亡，在強勁的風(fēng)力作用下，形成沙地。成沙地。 固定、半固定，并含部分半流動和少量流動沙丘的沙丘群與丘間固定、半固定，并含部分半流動和少量流動沙丘的沙丘群與丘間洼地、灘地、積水洼地或大小湖泊的鑲嵌分布是沙地的顯著特色洼地、灘地、積水洼地

9、或大小湖泊的鑲嵌分布是沙地的顯著特色。圖圖2-1 2-1 渾善達(dá)克沙地地貌圖渾善達(dá)克沙地地貌圖 2 氣候氣候 渾善達(dá)克沙地屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，具有氣溫較低、冷熱劇變，渾善達(dá)克沙地屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，具有氣溫較低、冷熱劇變，降水少、變率大，風(fēng)頻高、風(fēng)力大，蒸發(fā)量大、干燥度高等特點。降水少、變率大，風(fēng)頻高、風(fēng)力大，蒸發(fā)量大、干燥度高等特點。3 水文水文 沙地東南部主要有閃電河、灤河等，東部和中部有公格爾音郭勒河、沙地東南部主要有閃電河、灤河等，東部和中部有公格爾音郭勒河、錫林河、高格斯臺河等。沙地中湖泊也相當(dāng)發(fā)育，約有錫林河、高格斯臺河等。沙地中湖泊也相當(dāng)發(fā)育，約有110110個，東部為個，東

10、部為淡水湖，較大的有查干諾爾等；西部多為鹽堿湖，較大的鹽湖有二連諾淡水湖，較大的有查干諾爾等；西部多為鹽堿湖，較大的鹽湖有二連諾爾等。東部地下水豐富，西部地下水缺乏。爾等。東部地下水豐富，西部地下水缺乏。 4 土壤與植被土壤與植被 渾善達(dá)克沙地的主要土壤類型以栗鈣土為主，其次為棕鈣土，非地渾善達(dá)克沙地的主要土壤類型以栗鈣土為主，其次為棕鈣土，非地帶性土壤主要為風(fēng)沙土。渾善達(dá)克沙地植被以草原植被為主，針闊葉喬帶性土壤主要為風(fēng)沙土。渾善達(dá)克沙地植被以草原植被為主，針闊葉喬木、榆樹疏林等超地帶性植被明顯。木、榆樹疏林等超地帶性植被明顯。 第三章第三章 剖面概況與地層年代序列剖面概況與地層年代序列第一

11、節(jié)第一節(jié) 剖面介紹剖面介紹1 湖泊沉積剖面湖泊沉積剖面 白銀庫侖諾爾位于渾善達(dá)克沙地北部，湖泊經(jīng)緯度為白銀庫侖諾爾位于渾善達(dá)克沙地北部，湖泊經(jīng)緯度為43 16 20 43 17 54 N， 116 10 47 116 15 E。湖泊主要依靠天然降水和地下湖泊主要依靠天然降水和地下水補給，湖泊沉積的碎屑物質(zhì)主要來源于湖岸雨水沖刷、岸坡侵蝕和水補給，湖泊沉積的碎屑物質(zhì)主要來源于湖岸雨水沖刷、岸坡侵蝕和風(fēng)力搬運堆積。風(fēng)力搬運堆積。 研究者于研究者于2002年年6月在北緯月在北緯43 17 5 ，東經(jīng)，東經(jīng)116 14 20 處開挖取樣處開挖取樣（編號（編號BY1），），取樣間隔為取樣間隔為1cm，共

12、獲取共獲取117個樣品，樣品以原始狀態(tài)個樣品，樣品以原始狀態(tài)存放于自封塑料袋內(nèi)運回實驗室。剖面整體以淤泥、砂質(zhì)淤泥和粉砂存放于自封塑料袋內(nèi)運回實驗室。剖面整體以淤泥、砂質(zhì)淤泥和粉砂質(zhì)淤泥為主（圖質(zhì)淤泥為主（圖3-1）。）。123456圖圖3-1 白銀庫倫諾爾白銀庫倫諾爾BY1剖面巖芯柱狀圖剖面巖芯柱狀圖 1. 114cm，灰黑色淤泥，膠結(jié)強；2. 1425cm，灰黑色粉砂質(zhì)淤泥，見少量貝殼殘體；3. 2575cm，灰黑色淤泥，水平層理清晰，大量植物、貝殼殘體；4. 7591cm, 灰黑色淤泥，少量植物、貝殼殘體；5. 9198cm，黑色淤泥，膠結(jié)強；6. 98117cm，灰黑色砂質(zhì)淤泥。 柱狀

13、剖面深度（cm）2 2 風(fēng)沙沉積剖面風(fēng)沙沉積剖面2.1 2.1 多倫剖面多倫剖面 多倫剖面采自內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟多倫縣上多倫剖面采自內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟多倫縣上都河鄉(xiāng)境內(nèi)，地理位置為北緯都河鄉(xiāng)境內(nèi)，地理位置為北緯42 20.933 ，東經(jīng)，東經(jīng)116 30.179 ，海拔高度為，海拔高度為1468米，地處渾善達(dá)克沙地南米，地處渾善達(dá)克沙地南部。剖面出露厚度大于部。剖面出露厚度大于320cm，野外按野外按5cm間隔連續(xù)間隔連續(xù)采樣，共取得采樣，共取得62個樣品。剖面詳細(xì)描述如圖個樣品。剖面詳細(xì)描述如圖3-2。1.現(xiàn)代風(fēng)成砂?；尹S色，分選均勻，質(zhì)地疏松，成分以中細(xì)砂、細(xì)砂為主，發(fā)現(xiàn)大量草根，

14、厚約20cm。2.弱砂質(zhì)古土壤。弱發(fā)育，深黃色，質(zhì)地較疏松，略有膠結(jié)，厚約17cm。3.風(fēng)成砂。風(fēng)成層理發(fā)育，灰黃色，分選較均勻，厚約43cm。4.弱砂質(zhì)古土壤。弱發(fā)育，灰褐色，略有膠結(jié)，厚約25cm。5.風(fēng)成砂。灰黃色，分選較均勻，厚約15cm。6.弱砂質(zhì)古土壤。淡褐色，弱發(fā)育，質(zhì)地較疏松，厚約30cm。7.風(fēng)成砂?；尹S色，分選較均勻，厚約10cm。8.古土壤。顏色為深褐色至黑色，顆粒粘性強，質(zhì)地緊實，有機質(zhì)含量高，厚約75cm。9.風(fēng)成砂。黃色，未見底。圖圖3-2 多倫剖面實測圖多倫剖面實測圖1050深度（cm）2.2 哈登胡舒剖面哈登胡舒剖面 哈登胡舒剖面采自內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟正藍(lán)哈

15、登胡舒剖面采自內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟正藍(lán)旗哈登胡舒鄉(xiāng)境內(nèi)，地理位置為北緯旗哈登胡舒鄉(xiāng)境內(nèi)，地理位置為北緯42 35.496 ，東，東經(jīng)經(jīng)115 54.239 ，海拔，海拔1317米，地處渾善達(dá)克沙地中米，地處渾善達(dá)克沙地中部。剖面厚度大于部。剖面厚度大于200cm，野外按野外按5cm間隔連續(xù)采樣，間隔連續(xù)采樣，共取得共取得40個樣品。剖面詳細(xì)描述如圖個樣品。剖面詳細(xì)描述如圖3-3 。1.現(xiàn)代風(fēng)成砂。灰黃色，分選均勻，質(zhì)地疏松，成分以中細(xì)砂、細(xì)砂為 主 ， 發(fā) 現(xiàn)大量草根，厚約56cm。2.弱砂質(zhì)古土壤。弱發(fā)育，深黃色，質(zhì)地較疏松，略有膠結(jié)，厚約11cm。3.古風(fēng)成砂。灰黃色，分選較均勻，厚約6

16、9cm。4.古土壤。顏色為深褐色至黑色，從上至下顏色逐漸變淺，顆粒粘性強，質(zhì)地緊實，有機質(zhì)含量高，厚約57cm。5.古風(fēng)成砂，未見底。圖圖3-3 哈登胡舒剖面實測圖哈登胡舒剖面實測圖EW深度（cm）2.3 蘇尼特剖面蘇尼特剖面 蘇尼特剖面位于蘇尼特右旗二連浩特公路約蘇尼特剖面位于蘇尼特右旗二連浩特公路約40公公里處，地理位置為北緯里處，地理位置為北緯43 06.418 ，東經(jīng)，東經(jīng)112 25.892 ，海拔高度為海拔高度為1079米。剖面厚度大于米。剖面厚度大于300cm，野外按野外按5cm間隔連續(xù)采樣，至砂礫巖頂部，共取得間隔連續(xù)采樣，至砂礫巖頂部，共取得60個樣品。個樣品。剖面詳細(xì)描述如

17、圖剖面詳細(xì)描述如圖3-4。 1.現(xiàn)代風(fēng)成砂?；尹S色，分選均勻，質(zhì)地疏松，風(fēng)成微層理較發(fā)育，成分以細(xì)砂、微細(xì)砂為主，厚約60cm。2.弱砂質(zhì)古土壤。弱發(fā)育，細(xì)砂質(zhì)，顏色較上層風(fēng)成砂變深，暗黃色，較緊實，厚15cm。3.古風(fēng)成砂?；尹S色細(xì)砂，巖性特征與現(xiàn)代風(fēng)成砂相似，厚約20cm。4.弱砂質(zhì)古土壤。弱發(fā)育，淺灰褐色，厚約30cm。5.古風(fēng)成砂。灰黃色細(xì)砂，分選均勻，厚約175cm。6.灰白色砂礫巖。 圖圖3-4 蘇尼特剖面實測圖蘇尼特剖面實測圖NS深度（cm）第二節(jié)第二節(jié) 地層年代測定地層年代測定1 測定方法測定方法 由于本研究所涉及的風(fēng)沙沉積和湖泊沉積均為全由于本研究所涉及的風(fēng)沙沉積和湖泊沉積均

18、為全新世以來的沉積物，常規(guī)新世以來的沉積物，常規(guī)14C測年和放射性核素如測年和放射性核素如210Pb、137Cs測年即可滿足測年要求。因此風(fēng)沙沉積樣測年即可滿足測年要求。因此風(fēng)沙沉積樣品采用常規(guī)品采用常規(guī)14C測年，湖泊沉積表層沉積物采用測年，湖泊沉積表層沉積物采用210Pb和和137Cs測年。測年。 2 沉積物定年沉積物定年2.1 BY1沉積剖面沉積剖面1963年1952年210Pb強度（強度（Bq/kg）137Cs強度（強度（Bq/kg）圖圖3-5 BY1剖面測年剖面測年 綜合綜合137Cs、210Pb測定結(jié)果，計算該剖面平均沉積速率為測定結(jié)果，計算該剖面平均沉積速率為2.3cm/a，根根

19、據(jù)平均沉積速率、剖面深度和分樣間距，據(jù)平均沉積速率、剖面深度和分樣間距，BY1剖面代表了分辨率約剖面代表了分辨率約4.3年年具有約具有約500余年跨度的連續(xù)沉積序列（余年跨度的連續(xù)沉積序列（A.D.15001999），），據(jù)此可推算不據(jù)此可推算不同深度的年齡。同深度的年齡。199919001800170016001500年代（A.D.）柱狀剖面柱狀剖面深度（cm）圖圖 3-6 BY1剖面年代與深度關(guān)系剖面年代與深度關(guān)系 2.2 多倫剖面多倫剖面實驗室編號實驗室編號 深度（深度（cmcm） 樣品材料樣品材料 1414C C測年（測年（aB.P.aB.P.）CG-4381 120CG-4381 1

20、20122 122 砂土砂土 134013409090CG-4380 161CG-4380 161163 163 粘土粘土 22002200100100CG-4322 230CG-4322 230232 232 粘土粘土 494049409595圖圖3-7 多倫剖面深度與年代關(guān)系多倫剖面深度與年代關(guān)系 494095222010013409014C Age(aB.P.)深度（深度（cm）柱狀剖面柱狀剖面2.2 蘇尼特剖面蘇尼特剖面實驗室編號實驗室編號 深度（深度（cmcm） 樣品材料樣品材料 1414C C測年（測年（aB.P.aB.P.）CG-4387 70CG-4387 7072 72 砂土

21、砂土 156015608585CG-4386 118CG-4386 118120 120 砂土砂土 18901890909018909015608514C Age(aB.P.)柱狀剖面柱狀剖面深度（深度（cm）圖圖3-8 蘇尼特剖面深度與年代關(guān)系蘇尼特剖面深度與年代關(guān)系 2.3 2.3 哈登胡舒剖面哈登胡舒剖面 下層古土壤發(fā)育時間約為下層古土壤發(fā)育時間約為23001900aB.P.，上層弱砂質(zhì)古土壤發(fā)上層弱砂質(zhì)古土壤發(fā)育時間約在育時間約在16001000aB.P.。因此，該剖面反映出新冰期第三期因此，該剖面反映出新冰期第三期（32002300aB.P.）以來渾善達(dá)克沙地環(huán)境變化過程。以來渾善達(dá)

22、克沙地環(huán)境變化過程。BA21632163808097580803614808070708080140280801410141088882077207787874379437990906.68m2.8m2mC圖圖3-9 哈登胡舒剖面與其它剖面年代對比哈登胡舒剖面與其它剖面年代對比其中其中A-哈登胡舒剖面（李森等哈登胡舒剖面（李森等 1995）B-桑根達(dá)來剖面（梁玉蓮桑根達(dá)來剖面（梁玉蓮 1991）C-哈登胡舒哈登胡舒剖面（本文）剖面（本文）3 地層年代序列地層年代序列年代年代沉積相沉積相16001000aB.P.古土壤古土壤19001600aB.P.古風(fēng)成砂古風(fēng)成砂23001900aB.P.古土

23、壤古土壤32002300aB.P.古風(fēng)成砂古風(fēng)成砂50003200aB.P.古土壤古土壤 根據(jù)渾善達(dá)克沙地地層沉積相特征、年代測定及與鄰近地區(qū)地根據(jù)渾善達(dá)克沙地地層沉積相特征、年代測定及與鄰近地區(qū)地層對比，可大致建立渾善達(dá)克沙地層對比，可大致建立渾善達(dá)克沙地50001000aB.P.地層年代序列，地層年代序列，即即50003200aB.P.、23001900aB.P.和和16001000aB.P.為三次古為三次古土壤發(fā)育時期，土壤發(fā)育時期，32002300aB.P.、19001600aB.P.為古風(fēng)成砂堆為古風(fēng)成砂堆積時期（表積時期（表3-1）。）。 由于本研究缺乏由于本研究缺乏1000500

24、aB.P.連續(xù)剖面資料，因此連續(xù)剖面資料，因此1000500aB.P.渾善達(dá)克沙地環(huán)境變化將主要依據(jù)歷史文獻(xiàn)和考古資料獲得。渾善達(dá)克沙地環(huán)境變化將主要依據(jù)歷史文獻(xiàn)和考古資料獲得。 近近500年來年代序列的建立則依據(jù)沙地內(nèi)湖泊沉積年來年代序列的建立則依據(jù)沙地內(nèi)湖泊沉積BY1剖面測年結(jié)果。剖面測年結(jié)果。表表3-1 3-1 渾善達(dá)克沙地渾善達(dá)克沙地50001000aB.P.地層分布和年代地層分布和年代 第四章第四章 沙地環(huán)境演變的證據(jù)沙地環(huán)境演變的證據(jù)第一節(jié)第一節(jié) 代用指標(biāo)分析測試代用指標(biāo)分析測試1 代用指標(biāo)的氣候或環(huán)境指示意義代用指標(biāo)的氣候或環(huán)境指示意義 2 代用指標(biāo)分析測試方法代用指標(biāo)分析測試方

25、法第二節(jié)第二節(jié) 粒度特征粒度特征1 1湖泊沉積物粒度特征湖泊沉積物粒度特征1.1粒度組成粒度組成259535250300120柱狀剖面250m（%）中值粒徑中值粒徑深度（cm）15100圖圖 4-1BY1剖面粒度組成及變化剖面粒度組成及變化 y = 326.45e-0.0332xR2 = 0.846104080120050100y = 3.5806x + 7.6114R2 = 0.7831040801200510152025y = -0.3792x + 34.173R2 = 0.8970510152025050100圖圖4-2 粉砂、中值粒徑與細(xì)砂的相關(guān)性粉砂、中值粒徑與細(xì)砂的相關(guān)性（a-粉砂

26、粉砂/中值粒徑中值粒徑 b-細(xì)砂細(xì)砂/中值粒徑中值粒徑 c-細(xì)砂細(xì)砂/粉砂）粉砂） 細(xì)砂主要反映了風(fēng)力的搬運作用，而粉砂則主要反映了細(xì)砂主要反映了風(fēng)力的搬運作用，而粉砂則主要反映了較為濕潤時期的湖泊沉積物。細(xì)砂和粉砂變化大體分為較為濕潤時期的湖泊沉積物。細(xì)砂和粉砂變化大體分為11791cm、9144cm、4423cm及及230cm四段。四段。abc1.2 粒度參數(shù)粒度參數(shù)圖圖4-3BY1剖面粒度參數(shù)變化剖面粒度參數(shù)變化 -111.22.803000.51.5柱狀剖面柱狀剖面平均粒徑平均粒徑標(biāo)準(zhǔn)偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差峰態(tài)峰態(tài)偏度偏度340深度（深度（cm）2 風(fēng)沙沉積物粒度特征風(fēng)沙沉積物粒度特征圖圖4-4

27、 多倫剖面粒度變化多倫剖面粒度變化 50501001001005000.53.5磁化率40m含量(%)平均粒徑（m）標(biāo)準(zhǔn)偏差柱狀剖面494095222010013409014C Age(aB.P.深度（cm）40105001001005031柱狀剖面磁化率平均粒徑（m）40 m含量（%）標(biāo)準(zhǔn)偏差深度（cm）圖圖4-5 哈登胡舒剖面粒度變化哈登胡舒剖面粒度變化 圖圖4-6 蘇尼特剖面粒度變化蘇尼特剖面粒度變化 4500150701000.52.5100柱狀剖面磁化率平均粒徑（m）40m含量(%)標(biāo)準(zhǔn)偏差18909015608514C Age(aB.P.)深度（cm）第三節(jié)第三節(jié) 孢子花粉孢子花粉

28、 對對BY1剖面剖面10個樣品進(jìn)行孢粉分析，根據(jù)孢粉組合特征，劃分為個樣品進(jìn)行孢粉分析，根據(jù)孢粉組合特征，劃分為3個孢粉帶，自下而上依次為：個孢粉帶，自下而上依次為： 孢粉組合孢粉組合：植被面貌為灌叢草原疏林草原，氣候冷干。植被面貌為灌叢草原疏林草原，氣候冷干。 孢粉組合孢粉組合：植被為疏林草原針闊混交林森林草原，氣候冷偏植被為疏林草原針闊混交林森林草原，氣候冷偏干冷偏濕。干冷偏濕。 孢粉組合孢粉組合：植被為針闊混交林森林草原，氣候溫和濕潤溫和植被為針闊混交林森林草原，氣候溫和濕潤溫和偏干。偏干。 本區(qū)近本區(qū)近500年來植被類型曾經(jīng)歷了灌叢草原疏林草原年來植被類型曾經(jīng)歷了灌叢草原疏林草原以松、

29、云以松、云杉為主的森林草原疏林草原杉為主的森林草原疏林草原以松、云杉、樺等為主的森林草原植以松、云杉、樺等為主的森林草原植被。反映該區(qū)氣候出現(xiàn)冷干被。反映該區(qū)氣候出現(xiàn)冷干冷偏干冷偏濕冷偏干冷偏濕溫和濕潤溫和偏干溫和濕潤溫和偏干等一系列更替。等一系列更替。 第四節(jié)第四節(jié) 地球化學(xué)元素地球化學(xué)元素1 湖泊沉積物地球化學(xué)元素湖泊沉積物地球化學(xué)元素圖圖4-7 BY1剖面有機質(zhì)、剖面有機質(zhì)、CaCO3、化學(xué)元素含量變化化學(xué)元素含量變化 002071015500030022柱狀剖面MnSrBa有機質(zhì)有機質(zhì)CaCO3Fe深度（cm）2 2風(fēng)沙沉積物地球化學(xué)元素風(fēng)沙沉積物地球化學(xué)元素層層序序巖性巖性SiO2A

30、l2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OMnO1現(xiàn)代風(fēng)成砂現(xiàn)代風(fēng)成砂82.787.9611.1050.5760.3042.4471.9010.0222弱砂質(zhì)古土壤弱砂質(zhì)古土壤82.258.4071.3630.6040.4022.6011.8930.0283古風(fēng)成砂古風(fēng)成砂82.38.2291.080.5860.3152.6981.960.0234弱砂質(zhì)古土壤弱砂質(zhì)古土壤83.177.7291.1750.5930.3552.7131.8760.0255古風(fēng)成砂古風(fēng)成砂83.807.3950.9490.5340.2652.5041.6760.0196弱砂質(zhì)古土壤弱砂質(zhì)古土壤81.358.478

31、1.0930.5540.2892.8121.8190.0237古風(fēng)成砂古風(fēng)成砂81.998.4690.9490.5490.272.9971.8590.01958砂質(zhì)古土壤砂質(zhì)古土壤81.257.9721.7210.6220.4532.6381.4460.03559古風(fēng)成砂古風(fēng)成砂82.367.2621.0960.5420.3572.4991.5370.021平均值平均值82.387.951.220.580.342.641.750.025表表4-1 多倫剖面常量元素含量（多倫剖面常量元素含量（%） 表表4-2 哈登胡舒剖面常量元素含量哈登胡舒剖面常量元素含量 （%） 層層序序巖性巖性SiO2Al

32、2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OMnO1現(xiàn)代風(fēng)成砂現(xiàn)代風(fēng)成砂83.077.5881.1190.6390.3752.4651.7350.0222弱砂質(zhì)古土壤弱砂質(zhì)古土壤82.987.6721.1830.6940.4022.5081.6570.0273古風(fēng)成砂古風(fēng)成砂83.867.2410.9030.5440.3442.4281.7770.0194弱砂質(zhì)古土弱砂質(zhì)古土82.818.0471.2310.6390.422.7691.7090.0245古風(fēng)成砂古風(fēng)成砂84.086.4520.9160.5560.2692.4771.720.015平均值平均值83.27.611.120.630.3

33、82.561.720.022表表4-3 蘇尼特剖面常量元素成分蘇尼特剖面常量元素成分 （%） 層層序序巖性巖性SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OMnO1現(xiàn)代風(fēng)成砂現(xiàn)代風(fēng)成砂80.858.71.4460.6240.362.512.2560.0252弱砂質(zhì)古土壤弱砂質(zhì)古土壤79.2110.211.7051.1770.5282.6332.570.0323古風(fēng)成砂古風(fēng)成砂80.689.111.350.870.4032.7542.3770.0284弱砂質(zhì)古土壤弱砂質(zhì)古土壤78.910.071.7891.0350.4862.6242.5090.0395古風(fēng)成砂古風(fēng)成砂79.959.75

34、91.2930.7360.3772.6212.5040.028平均值平均值79.889.641.480.800.422.592.460.029812120401.22.41.02.21.42.2191301.400.8SiO2/Al2O3SiO2/Fe2O3CaO/MgOK2O/Na2OAl2O3+Fe2O3/RO+R2OSiO2/RO+R2O有機質(zhì)CaCO3柱狀剖面494095222010013409014C Age(aB.P.)深度（cm）圖4-8 多倫剖面氧化物比值、有機質(zhì)、CaCO3變化 1.2SiO2/RO+R2OCaO/MgO120715SiO2/Al2O3SiO2/Fe2O31.

35、22.4K2O/Na2OCaCO32.0Al2O3+Fe2O3/RO+R2O1.42.01812有機質(zhì)01.201.0柱狀剖面深度（cm）40圖4-9 哈登胡舒剖面氧化物比值、有機質(zhì)、CaCO3變化 CaCO31.6SiO2/Fe2O3SiO2/Al2O36103090Al2O3+Fe2O3/RO+R2O1.600.6有機質(zhì)SiO2/RO+R2O1016CaO/MgO1.20K2O/Na2O12.2柱狀剖面18909015608514C Age(aB.P.)深度（cm）22.4圖4-10 蘇尼特剖面氧化物比值、有機質(zhì)、CaCO3變化 第五節(jié)第五節(jié) 磁化率曲線磁化率曲線柱狀剖面磁化率（SI）50

36、494095222010013409014C Age(aB.P.)100深度（cm）4010柱狀剖面磁化率（SI）深度（cm）柱狀剖面磁化率（SI）18909015608514C Age(aB.P.)50100深度（cm） 圖圖4-11 渾善達(dá)克沙地風(fēng)沙沉積剖面磁化率變化渾善達(dá)克沙地風(fēng)沙沉積剖面磁化率變化 磁化率曲線的低谷段與風(fēng)成砂層一一對應(yīng)，反映風(fēng)成砂堆積時期氣候干磁化率曲線的低谷段與風(fēng)成砂層一一對應(yīng)，反映風(fēng)成砂堆積時期氣候干冷，風(fēng)積作用旺盛；而磁化率曲線的高峰段與古土壤層一一對應(yīng)，反映古冷，風(fēng)積作用旺盛；而磁化率曲線的高峰段與古土壤層一一對應(yīng)，反映古土壤發(fā)育時期氣候暖濕，成土作用明顯。土壤

37、發(fā)育時期氣候暖濕，成土作用明顯。 第五章第五章 近近50005000年來渾善達(dá)克沙地環(huán)境變化重建年來渾善達(dá)克沙地環(huán)境變化重建第一節(jié)第一節(jié) 500050001000aB.P.1000aB.P.渾善達(dá)克沙地環(huán)境變化重建渾善達(dá)克沙地環(huán)境變化重建 50003200aB.P.渾善達(dá)克沙地氣候溫暖濕潤，流沙固定成壤，渾善達(dá)克沙地氣候溫暖濕潤，流沙固定成壤，形成森林草原疏林草原景觀。形成森林草原疏林草原景觀。 32002300aB.P.氣候干旱寒冷，流沙擴張，植被退化為荒漠氣候干旱寒冷，流沙擴張，植被退化為荒漠草原景觀。草原景觀。 23001900aB.P.氣候溫和濕潤，流沙再次被固定，形成灌叢氣候溫和濕潤

38、，流沙再次被固定，形成灌叢草原疏林草原景觀。草原疏林草原景觀。 19001600aB.P.氣候寒冷干旱，流沙擴張，植被退化為荒漠氣候寒冷干旱，流沙擴張，植被退化為荒漠草原景觀。草原景觀。 16001000aB.P.氣候溫和偏干，流沙固定，形成干草原疏氣候溫和偏干，流沙固定，形成干草原疏林草原景觀。林草原景觀。第二節(jié)第二節(jié) 10001000500aB.P.500aB.P.渾善達(dá)克沙地環(huán)境變化重建渾善達(dá)克沙地環(huán)境變化重建 1000500aB.P.大致對應(yīng)唐、宋、元三個朝代，研究區(qū)唐宋時大致對應(yīng)唐、宋、元三個朝代，研究區(qū)唐宋時期氣候較溫暖濕潤，為隋唐溫暖期和中世紀(jì)暖期，元代初期氣期氣候較溫暖濕潤，為

39、隋唐溫暖期和中世紀(jì)暖期，元代初期氣候開始轉(zhuǎn)干旱寒冷，標(biāo)志著小冰期的開始。候開始轉(zhuǎn)干旱寒冷，標(biāo)志著小冰期的開始。 第三節(jié)第三節(jié) 近近500500年來渾善達(dá)克沙地環(huán)境變化重建年來渾善達(dá)克沙地環(huán)境變化重建 A.D.15001600，氣候干旱寒冷，植被稀疏，為干草原荒氣候干旱寒冷，植被稀疏，為干草原荒漠草原景觀；漠草原景觀； A.D.16001760，氣候溫和偏干溫和濕潤，沙地內(nèi)植被初氣候溫和偏干溫和濕潤，沙地內(nèi)植被初期為灌叢草原疏林草原，后期以松、樺為主森林草原疏林期為灌叢草原疏林草原，后期以松、樺為主森林草原疏林草原景觀；草原景觀； A.D.17601900，初期氣候較溫和濕潤，形成以樺、櫟、榆初

40、期氣候較溫和濕潤，形成以樺、櫟、榆等為主的森林草原植被，后期氣候趨于干旱，喜暖濕闊葉樹種等為主的森林草原植被，后期氣候趨于干旱，喜暖濕闊葉樹種減少，耐旱種類增多。減少，耐旱種類增多。 A.D.1900以來，氣溫回升，降水量有所增加，初期形成松、以來，氣溫回升，降水量有所增加，初期形成松、云杉、樺、櫟等為主的森林草原植被，但近幾十年來植被退化，云杉、樺、櫟等為主的森林草原植被，但近幾十年來植被退化，直至形成現(xiàn)代的干草原景觀。直至形成現(xiàn)代的干草原景觀。第四節(jié)第四節(jié) 渾善達(dá)克沙地現(xiàn)代土地沙漠化渾善達(dá)克沙地現(xiàn)代土地沙漠化 1 渾善達(dá)克沙地土地沙漠化的自然因素渾善達(dá)克沙地土地沙漠化的自然因素 豐富的沙物

41、質(zhì)、較低的植被覆蓋度、風(fēng)動力條件及風(fēng)旱同豐富的沙物質(zhì)、較低的植被覆蓋度、風(fēng)動力條件及風(fēng)旱同季是土地沙漠化發(fā)生發(fā)展的重要自然因素季是土地沙漠化發(fā)生發(fā)展的重要自然因素。 近近40年來氣候呈現(xiàn)暖濕化增溫增濕的趨勢，應(yīng)有利于土年來氣候呈現(xiàn)暖濕化增溫增濕的趨勢，應(yīng)有利于土地沙漠化逆過程的出現(xiàn)。地沙漠化逆過程的出現(xiàn)。2 渾善達(dá)克沙地土地沙漠化的人為因素渾善達(dá)克沙地土地沙漠化的人為因素 人口增長、過度開墾、過度放牧、過度樵采等。人口增長、過度開墾、過度放牧、過度樵采等。3 渾善達(dá)克沙地土地沙漠化發(fā)展動態(tài)渾善達(dá)克沙地土地沙漠化發(fā)展動態(tài)（1） 2000年已發(fā)生沙漠化土地面積較年已發(fā)生沙漠化土地面積較1983年增

42、加年增加7.48%。（2）研究區(qū)沙漠化土地類型以強烈發(fā)展中沙漠化土地和正在發(fā)研究區(qū)沙漠化土地類型以強烈發(fā)展中沙漠化土地和正在發(fā)展中沙漠化土地為主，展中沙漠化土地為主，1983年和年和2000年這兩類沙漠化土地面積年這兩類沙漠化土地面積之和占總面積的比例分別為之和占總面積的比例分別為69.58%和和72.69%，2000年比年比1983年年增加約增加約3.11%，正在發(fā)展中沙漠化土地面積增加尤其快，正在發(fā)展中沙漠化土地面積增加尤其快，2000年比年比1983年增加約年增加約11.45%。（3） 2000年與年與1983年相比嚴(yán)重沙漠化土地面積增加年相比嚴(yán)重沙漠化土地面積增加4.36%，年，年均增

43、加約均增加約0.24%。（4 4）潛在沙漠化土地、正在發(fā)展中沙漠化土地、強烈發(fā)展中沙）潛在沙漠化土地、正在發(fā)展中沙漠化土地、強烈發(fā)展中沙漠化土地和嚴(yán)重沙漠化土地在空間上大致由東南向西北排列。漠化土地和嚴(yán)重沙漠化土地在空間上大致由東南向西北排列。圖圖5-1 渾善達(dá)克沙地沙漠化土地空間分布圖渾善達(dá)克沙地沙漠化土地空間分布圖1-嚴(yán)重沙漠化土地嚴(yán)重沙漠化土地 2-強烈發(fā)展沙漠化土地強烈發(fā)展沙漠化土地 3-正在發(fā)展沙漠化土地正在發(fā)展沙漠化土地 4-潛在沙漠化土地潛在沙漠化土地第六章第六章 中世紀(jì)暖期渾善達(dá)克沙地空間格局中世紀(jì)暖期渾善達(dá)克沙地空間格局與景觀特征與景觀特征第一節(jié)第一節(jié) 中世紀(jì)暖期中國東西部地

44、區(qū)氣候特征中世紀(jì)暖期中國東西部地區(qū)氣候特征1 1中世紀(jì)暖期中國東部地區(qū)氣候特征中世紀(jì)暖期中國東部地區(qū)氣候特征 6 61313世紀(jì)，東部地區(qū)氣候以溫暖為主，溫暖期年均溫度要世紀(jì)，東部地區(qū)氣候以溫暖為主，溫暖期年均溫度要高于現(xiàn)代水平，高于現(xiàn)代水平，1111世紀(jì)是我國東部氣候變化一個重要的分界世紀(jì)是我國東部氣候變化一個重要的分界點，點，1111世紀(jì)之前氣候較溫暖濕潤，世紀(jì)之前氣候較溫暖濕潤，1111世紀(jì)之后氣候波動較大世紀(jì)之后氣候波動較大趨于降溫。趨于降溫。2 2中世紀(jì)暖期中國西部地區(qū)氣候特征中世紀(jì)暖期中國西部地區(qū)氣候特征 中國西部地區(qū)中國西部地區(qū)6 61313世紀(jì)氣候大致可以分成兩個階段，世紀(jì)氣候

45、大致可以分成兩個階段，6 61111世紀(jì)氣候暖濕，且相對比較穩(wěn)定；世紀(jì)氣候暖濕，且相對比較穩(wěn)定；11111313世紀(jì)則有較大波世紀(jì)則有較大波動。動。第二節(jié)第二節(jié) 中世紀(jì)暖期渾善達(dá)克沙地空間格局與景觀特征中世紀(jì)暖期渾善達(dá)克沙地空間格局與景觀特征1 1中世紀(jì)暖期沙地空間格局中世紀(jì)暖期沙地空間格局分布地點分布地點 1414C C測年（測年（aB.P.aB.P.） 出處出處 克什克騰旗好魯庫北克什克騰旗好魯庫北 120570 武吉華等武吉華等 1992 1992 克什克騰旗達(dá)爾罕烏拉克什克騰旗達(dá)爾罕烏拉 139070 李容全等李容全等 1990 1990 克什克騰旗達(dá)爾罕烏拉克什克騰旗達(dá)爾罕烏拉 14

46、5570 李容全等李容全等 1990 1990 正藍(lán)旗桑根達(dá)來正藍(lán)旗桑根達(dá)來 141088 梁玉蓮梁玉蓮 1991 1991 正藍(lán)旗那日圖正藍(lán)旗那日圖 153378 董玉祥等董玉祥等 1993 1993 正藍(lán)旗哈登胡舒正藍(lán)旗哈登胡舒 140280 李森等李森等 1995 1995 正藍(lán)旗哈登胡舒正藍(lán)旗哈登胡舒 97580 李森等李森等 1995 1995 錫林郭勒河階地錫林郭勒河階地132570劉敬中等劉敬中等 19921992錫林郭勒河階地錫林郭勒河階地115570 劉敬中等劉敬中等 1992 1992 多倫縣上都河鄉(xiāng)多倫縣上都河鄉(xiāng) 134090 本文本文蘇尼特右旗蘇尼特右旗 156088

47、本文本文表表6-1 渾善達(dá)克沙地中世紀(jì)暖期古土壤渾善達(dá)克沙地中世紀(jì)暖期古土壤14C測年測年3mI3m216380975803614807070806.68m1410882077872736715337841671002.82m4.0m437990DEF494095222010013401352.5mG189090H15601351325701155701390701455701.4m0.47m1205701.8mABC140280圖圖6-1渾善達(dá)克沙地風(fēng)沙地層沉積層柱狀剖面渾善達(dá)克沙地風(fēng)沙地層沉積層柱狀剖面 A 克什克騰旗好魯庫牧場（據(jù)武吉華等，克什克騰旗好魯庫牧場（據(jù)武吉華等，1991）B克

48、什克騰旗達(dá)爾罕烏拉（據(jù)李容全等克什克騰旗達(dá)爾罕烏拉（據(jù)李容全等 1990）C克什克什克騰旗達(dá)爾罕烏拉（據(jù)李容全等克騰旗達(dá)爾罕烏拉（據(jù)李容全等 1990）D正藍(lán)旗哈正藍(lán)旗哈登胡碩（據(jù)李森等，登胡碩（據(jù)李森等，1995）E 正藍(lán)旗桑根達(dá)來（據(jù)正藍(lán)旗桑根達(dá)來（據(jù)梁玉蓮，梁玉蓮，1991）F正藍(lán)旗那日圖（據(jù)董玉祥，正藍(lán)旗那日圖（據(jù)董玉祥，1993）G多倫（本文）多倫（本文）H 蘇尼特右旗（本文）蘇尼特右旗（本文）I錫林郭勒河錫林郭勒河階地（據(jù)李容全等階地（據(jù)李容全等 1990） 圖圖6-2 渾善達(dá)克沙地中世紀(jì)暖期古土壤（渾善達(dá)克沙地中世紀(jì)暖期古土壤（）、河湖相沉積（）、河湖相沉積（）分布）分布 約在約

49、在1500700aB.P.渾善達(dá)克沙地氣候條件好轉(zhuǎn)，溫度升高、渾善達(dá)克沙地氣候條件好轉(zhuǎn)，溫度升高、降水增多，植被蓋度增加，流沙固定成壤，流沙面積大大縮小，降水增多，植被蓋度增加，流沙固定成壤，流沙面積大大縮小，但流沙固定范圍和程度較之全新世大暖期均有所不及。但流沙固定范圍和程度較之全新世大暖期均有所不及。 2 中世紀(jì)暖期沙地景觀特征中世紀(jì)暖期沙地景觀特征 中世紀(jì)暖期渾善達(dá)克沙地氣候總體較溫暖濕潤，或溫暖干旱，中世紀(jì)暖期渾善達(dá)克沙地氣候總體較溫暖濕潤，或溫暖干旱，沙地中植被生長良好，原來的荒漠景觀被干草原疏林草原景沙地中植被生長良好，原來的荒漠景觀被干草原疏林草原景觀所代替。觀所代替。 第三節(jié)第

50、三節(jié) 中世紀(jì)暖期的中國東部沙地中世紀(jì)暖期的中國東部沙地 中世紀(jì)暖期中國東部沙地流沙固定成壤，沙地面積縮小，中世紀(jì)暖期中國東部沙地流沙固定成壤，沙地面積縮小，但較之全新世大暖期沙地的收縮情況則大大遜色。中世紀(jì)暖但較之全新世大暖期沙地的收縮情況則大大遜色。中世紀(jì)暖期東部沙地也出現(xiàn)幾次沙漠化正過程，表明在此期間東部沙期東部沙地也出現(xiàn)幾次沙漠化正過程，表明在此期間東部沙地氣候存在溫暖干濕波動，但氣候波動幅度較小，總體為溫地氣候存在溫暖干濕波動，但氣候波動幅度較小，總體為溫干干- -溫濕氣候，沙地以生草成壤占優(yōu)勢。溫濕氣候，沙地以生草成壤占優(yōu)勢。圖圖6-3 中國東部沙地中世紀(jì)暖期古土壤（中國東部沙地中世紀(jì)暖期古土壤（ ）和河湖相沉積（）和河湖相沉積（ ）分布）分布N第七章第七章 結(jié)論與討論結(jié)論與討論一、近一、近5000年來渾善達(dá)克沙地氣候經(jīng)歷了多次冷暖干濕波動，沙地年來渾善達(dá)克沙地氣候經(jīng)歷了多次冷暖干濕波動，沙地相應(yīng)出現(xiàn)多次流沙固定、縮小和沙丘活化、流沙擴張的波動旋迥過相應(yīng)出現(xiàn)多次流沙固定、縮小和沙丘活化、流沙擴張的波動旋迥過程。程。 50003200aB.P.渾善達(dá)克沙地氣候溫暖濕潤，流沙固定成壤，植渾善達(dá)克沙地氣候溫暖濕潤，流沙固定成壤，植被蓋度增加，沙地內(nèi)形成森林草原疏林草原景觀。被蓋度增加，沙地內(nèi)形成森林草原疏林草原景觀。 32002300aB.P. 經(jīng)歷了一次較強的氣候