东北地区环境演化的基本特点.doc

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1、东北地区气候与环境演变规律任国玉国家气候中心气候研究开放实验室，北京东北地区的气候与环境经历了明显的变化。这种变化反映在多种时间尺度上，变化的驱动力有自然因子，也有人类活动的作用。本文根据近20余年多学科的研究成果,对东北地区过去不同时间尺度的环境演变规律做个初步分析和评估，深入系统研究有待今后继续工作。1.全新世植被经历巨大变化桦树在全新世初期遍布从三江平原到辽东半岛最南端的东北东部地区,在森林中占居绝对优势地位。榆属和栎属等阔叶乔木在早中全新世的大部分时间内是东部森林中的主要种类。在大约6kaBP以后,东北现在林区的松属包括长白山

2、、小兴安岭的红松、辽西山地的油松和辽东半岛的赤松等经历了迅速的增加,东部和北部的云、冷杉属也表现出较明显扩大,森林的郁闭度比原来增大了（陈承惠等，1977；孔昭宸、杜乃秋，1984；孙建中等，1985；夏玉梅，1988；刘金陵，1989；孙湘君、袁绍敏，1990；孙湘君、翁成郁，1992；任国玉、张兰生，1997；RenandZhang,1998）。东北平原东部森林--草原生态过渡带在千年时间尺度上经历过一定程度的摆动。和全新世初比较,4kaBP时森林--草原边界向西迁移约130km。但是,这种幅度的迁移并不很多。在次一级时间尺度(世

3、纪至千年)上,森林-草原边界曾有过更偏西的记录。不考虑人为因素影响,森林--草原生态过渡在中晚全新世是持续向西迁移的（任国玉，1998）。因此,东北松辽平原的中西部在全新世从未出现过森林,松辽平原东部也未发育过郁闭森林。2.全新世气候干湿变化明显植物花粉、沙地埋藏土壤年代、沼泽泥炭形成与发展、沙丘活动历史、黄土状土堆积和黑土发育等多方面代用资料记录一致地指示,东北地区的湿润程度和土壤水分含量在早中全新世较低,5kaBP以后不断增加（马学慧等，1987；任国玉，1999）。早中全新世最干燥时段出现在C-14年代9-8kaBP,中晚全新世

4、最湿润时期可能发生于距今1千年前后,现代气候和整个全新世期间平均状况比较是足够湿润的。根据花粉资料估计，长白山地区6kaBP以来年降水量持续缓慢增多，约增加50mm（7%）左右，松辽分水岭地区年降水量增加64mm（10%）左右（图1）。因此，东北中东部地区6kaBP以来年降水量约增加50～65mm（7-10%）左右（任国玉，1998，1999）。东北其他地区降水或干湿程度变化与中东部地区相似，但变化的量值还难以估计。图1东北中东部地区1万年以来年降水量变化的估计在全新世早期的10～6kaBP东北地区降水量较少。由于早中全新世夏季地面温

5、度较高（COHMAPMembers，1988；RenandZhang,1998），这可能造成更匮乏的土壤水分含量，干燥程度更为显著；另一方面，尽管6kaBP以来年降水量只增加约50～65mm,但当考虑到夏季地面气温也呈长期变凉趋势,中全新世以来气候湿润程度的增加仍是比较明显的。东北地区早中全新世的冬季气温比目前略低,而夏季平均气温比现在暖热,温度年较差和气候大陆度更大（RenandZhang,1998）。自全新世中期以来，东北地区温度的变化主要表现为冬、夏半年温度长期相反方向的发展趋势，年平均气温可能略有降低，但变幅不大。3.中晚全新

6、世人类活动影响突出全新世东北地区森林开始减少时间由南向北不断推迟,辽东半岛森林开始减少时间大约在6-5kaBP，辽北和科尔沁沙地东南边缘在3kaBP，吉林中北部在2kaBP，长白山地西部在1kaBP，而三江平原和大、小兴安岭地区森林的明显减少只是近百年的事情。这一变化的时空特征与农业人口密度和农业土地利用强度由南向北、由平原向山地和沼泽的辐射过程基本一致。人类活动的增多是造成东北地区近5000年来森林覆盖变化的主要因素之一（朱士光，1992；任国玉，1994，1999；RenandZhang,1998）。人类活动对植被的破坏也是东北中

7、晚全新世泥炭埋藏、沙丘活化和沙丘土壤埋藏的基本原因。沼泽停止发育和泥炭被埋藏的时间由南向北、由平原向山区渐次推迟,沙丘埋藏土壤层数在沙地气候湿润和人口密集一侧多于内部、在同一地点由下而上减薄和变淡,以及泥炭和土壤埋藏发生于中晚全新世森林开始减少之后等事实,都有利于支持这一解释（任国玉，1994，1997，1999）。4.科尔沁沙地东南部环境演变示例麦里地区曾发育过典型的沙地稀疏落叶阔叶林。以蒙古栎为代表的乔木花粉从3100aBP开始出现显著下降,蒿属和藜科等草本植物花粉在蒙古栎等乔木迅速减少以后逐渐上升，草本植物中的藜科花粉开始上升时

8、间又迟于蒿属花粉（图2）。这个变化主要是人类居住和活动引起的（任国玉、张兰生,1997；RenandZhang,1998；任国玉，1999）。各主要种类花粉变化的顺序表明,不同状态沙丘的数量或面积比例发生了改变，原来的固