黄土高原地区古气候定量化研究方法评述.pdf

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1、年笫l地质论评GEOLOGICALREVIEWV0J1a．n5．6N20O．110黄土高原地区古气候定量化研究方法评述宁有丰1)西安理工大学，西北水资源与环境生态教育部重点实验室，西安，710048；2)中国科学院地球环境研究所，黄土与第四纪地质国家重点实验室，西安，710075内容提要：定量化重建黄土高原地区古气候，是黄土研究的新方向和大趋势。本文主要从土壤磁化率、植物孢粉、植物硅酸体和稳定同位素等替代性指标方面回顾了国内外对黄土高原地区古气候定量化研究的现状，并对研究中存在的问题进行了讨论。相

2、关的研究结果表明，黄土高原地区的古气候定量化研究取得了积极的成果，但还仍处在初步阶段。由于指标本身存在局限性或指标与气候要素之间机理尚不十分清楚，所获得的定量化结果并不能令人十分满意。提出今后定量化重建古气候研究的重点是要进一步加强对黄土高原现代生态过程的研究，清楚地认识各指标与气候要素之间的机理和联系，建立可信的相关函数。希望对这方面的研究有所裨益。关键词：黄土高原；定量化；替代性指标；古气候恢复黄土高原地区广泛分布着黄土一古土壤沉积序夏季风强度的指标，在黄土研究中被广泛应用于指列，这些沉积物很

3、好地记录了晚中新世以来的气候示黄土高原地区的第四纪气候变化，一般来说，高磁变化和生态演化历史，其中的多种指标已被广泛应化率值对应于相对暖湿的气候条件。用到恢复古环境和古气候的研究当中，取得了令人Maher等(1994，1995)较早地用磁化率指标来瞩目的成果(刘东生，1985；Aneta1．，1991；Luet定量化反映古降水的变化。Maher等(1994)在黄土a1．，1998；Yueta1．，1998；孙建中，2005；Liuet高原地区根据降雨梯度沿东南至西北方向采集了9a1．，2005a)

4、。然而，在这些研究当中，大部分都是定种类型的37个代表性现代土壤样品，测定其磁化性化的探讨黄土高原地区的古气候和古环境变化，率，并与实测的年降水量之间建立了线性相关方程。定量化恢复重建黄土高原地区的古气候一直是国内作者利用该相关方程和黄土一古土壤序列的土壤磁外学者所关心和考虑的科学问题。化率值，定量化重建了黄土高原末次冰期一间冰期为了定量化探讨黄土高原地区地质历史时期的以来的古降水，并与黄土高原现代降雨量做了对比。古气候变化，以往的科研工作者进行了多种尝试，分Maher等(1995)又以黄土高原中

5、部地区的西峰剖面别利用黄土一古土壤沉积序列中的磁化率、孢粉、稳为例，根据上述方程，利用土壤磁化率值重建了该地定同位素、植物硅酸体和其它替代性指标来建立各区1．1Ma以来的古降水变化。其研究结果显示，在指标与气候要素之间的相关关系，以期定量化反演过去1．1Ma以来，约8O时间内该地区的年降水黄土高原地区的古气候变化。本文概述了上述替代量都要比现在少。性指标在古气候定量化研究方面的进展和现状，并吕厚远等(1994)将土壤磁化率分别与年均温和对黄土高原地区古气候定量化研究进行了总结和展年降水量联系起来。

6、作者将黄土高原及周边地区望。63个表层土壤样品的磁化率值与年均温和年降水1黄土高原地区古气候定量化研究方量分别建立了一元4次回归方程，并利用该回归方法概述程对洛川坡头黄土剖面130ka以来的古温度和古降1．1土壤磁化率指标水进行了计算。Porter等(2001)对中国黄土高原现土壤磁化率指标(Susceptibility)已被用作东亚代表土的磁化率进行了测定，结果发现，磁化率与年注：本文为国家重点基础研究发展计划项目(编号2007CB714100)、陕西省自然科学基金(编号2oo7Do2)、中国博

7、士后科学基金(编号20080430543)和黄土与第四纪地质国家重点实验室开放基金(编号SKLLQG0611)资助项目的成果。收稿日期：2009—06—03；改回日期：2009—08—23；责任编辑：章雨旭。作者简介：宁有丰，男，1979年生。博士，副教授。主要从事地球化学和气候变化研究。Email：yfning@xaut．edu．cn。地质论评2010拄均温、年降水量以及年均温和降水量的乘积之间呈数的一种特殊运用。这种方法首先要选取若干有代现很好的指数相关关系，随着磁化率值的增加，年均表性的花粉

8、类型，逐类将现代花粉丰度在地理空问温、年降水量以及年均温和降水量的乘积均呈指数的分布转换为气候空间分布，然后用多次响应面函增加。数的方法，求出该类花粉分布的气候最佳条件时的相比其它的指标，土壤磁化率有易于测定的优最高值与极端条件下的最低值，再将化石花粉组合势。然而，迄今为止对黄土一古土壤磁化率的形成的数据与各种花粉的气候响应面对比，便可定量化和变化机制尚不是很清楚。就中国黄土类型而言，恢复古气候。对古土壤磁化率增强的解释有多种假说：Heller等国内，宋长青等(1997a，1997