大同盆地晚更新世以来气候变化

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1、大同盆地晚更新世以来气候变化杨宗园1，苏志珠2（1山西大学环境与资源学院，太原030006；2山西大学历史文化学院，太原030006）摘要：为了更好地了解大同盆地过去气候的变化过程，找出其气候变化规律，预测未来气候变化趋势，更好地指导农业生产。本研究通过对沉积剖面地层的观察与样品的测年，运用磁化率和粒度指标，恢复了大同盆地晚更新世以来的气候变化：整体呈现出“暖湿—冷干—暖干”的气候旋回特征，分为上更新世许家窑组暖湿期、马兰组干冷期及全新世暖干期，并且气候有逐渐干旱化趋势。部分学者对近些年降水与气温变

2、化的研究以及未来气候趋势的预测，更证实了这一结论的合理性。总之，大同盆地晚更新世以来气候总体呈干旱化趋势，此结论将为本区干旱化农业发展政策的制定提供可靠的科学依据。.jyqkail：[email protected]。通讯：苏志珠，男，1964年出生，硕士生导师，主要从事全球气候变化研究。通信030006山西省太原市小店区坞城路92号山西大学历史文化学院，Tel：0351-7010600，E-mail：[email protected]。收稿日期：2015-01-06，修回日期：

3、2015-02-20。0引言认识过去的气候是为了更好地了解现在和预测未来的气候变化，研究某地区过去的气温和降水变化是重建过去气候特征的关键。大同盆地处于季风边缘区，对季风的强弱变化非常敏感，是研究气候变化的理想区域；盆地中地层沉积特征连续，能很好地反映过去气候的变化过程。通过研究大同盆地过去气候变化，分析气候变化成因，能更好地了解现阶段的气候特征并预测未来的气候变化趋势，为本区农业生产等方面提供重要依据。近年来，大同盆地的气候变化逐渐引起学者们的关注，并且已经做了一些研究。如关于盆地中桑干河河流阶地

4、[1-3]的研究、大同火山的研究[4-5]、盆地中地下水和沉积物化学元素变化[6-9]等。通过这些研究，反映了大同盆地过去经历的一些气候变化事件。还有一些研究是通过对近些年大同地区气温、降水数据的统计与分析[10-13]，反映现阶段气候特征，预测未来气候变化的趋势。在这些研究中，能够较连续地反映过去气候变化过程的文献不多，其中范淑贤等[14-15]运用孢粉指标对本区气候的研究还是比较具有代表性的，但是能较好地连续性地反映本区气候变化过程的研究仍较薄弱。因此，本研究将通过测年技术的运用、气候代用指标的

5、分析，并结合过去学者们对地层的对比研究，反映本区晚更新世以来的气候变化过程，以期丰富和完善对本区晚更新世气候变化的研究，预测盆地未来气候变化趋势，更好地为与人类密切相关的农业生产的发展方向提供依据。1大同盆地的自然概况大同盆地位于山西省北部，为北东向展布的半封闭盆地，盆地北、西、南三面环山，东面与阳原盆地相通。盆地内主干河流桑干河属海河水系，自西向东穿过本区流入阳原盆地（见图1）[16]。盆地处于东亚季风气候的边缘，属温带大陆性季风气候，为半湿润气候向半干旱气候过渡。2大同盆地晚更新世地层之前有学者

6、对本区地层有研究（见表1、图2），本研究根据对重点剖面的观察和区域对比，将本区晚更新世地层自下而上划分为：上更新统—许家窑组、马兰组、峙峪组；全新统[17]。许家窑组(Q3x)地层广布于大同盆地内部及其边山地带，在桑干河、南洋河及其主要支流两岸常见出露，通常组成其三级阶地剖面的中下部和二级阶地的下部。岩性主要为灰黄、棕黄及灰褐色的亚砂土、亚粘土、粘土及砂层、砂砾层或砾石层，在盆地中常夹有灰绿层。本地层最具代表性的是许家窑遗址剖面，古化石铀系法测年约10万年[18]。在虎头梁剖面相似地层中，发现的叠层

7、石的ESR测年结果为(9.3~12.3)万年[19]。马兰组(Q3m)地层分布于边山地带的梁坡之上，岩性为马兰黄土，为灰黄色亚砂土，明显具垂直节理。东咀剖面和分水岭剖面顶部以及大道坡和洞沟剖面顶部皆有马兰黄土沉积，黄土底部测年约7万年，顶部约为1万年[20]。本组地层年龄下界可对应萨拉乌苏地层中的城川组[21]。峙峪组(Q3s)地层分布较广，基本组成桑干河和南洋河水系的二级阶地剖面的全部堆积。岩性为灰黄、浅棕、棕黄色的亚粘土、亚砂土与砾层、砂砾层或砾石层，间夹灰绿层。峙峪遗址文化层中发现的王氏水牛骨

8、化石14C测年结果为28945+1370年[22]。全新统(Q4)地层主要分布于大同盆地底部以及边山地区，通常多组成现代河床，河漫滩以及阶地堆积，岩性主要是砂层、砂砾层和砾石层。典型剖面为阳高县东水头剖面[14]。3大同盆地晚更新世以来气候变化本研究采样剖面位于盆地东南部，处于河流交汇的三角洲地带。剖面厚度4.6m，在剖面0.4m和1.6m处采用ESR测年结果分别是7.1万年、13.8万年，结合许家窑组和马兰组岩性特征，可以推断剖面1.6m处自下而上是上更新统许家窑组