寶雞五丈塬剖面全新世黃土磁化率與古氣候演變

王艷娟

（蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 蘭州 730021）

全新世氣候環(huán)境的變化在不同時(shí)期和方面促進(jìn)了人類文明的發(fā)展，但氣候環(huán)境的惡化也能會(huì)阻礙人類社會(huì)的發(fā)展，尤其是在人口日益增多的現(xiàn)在，人類的影響已不可忽視。研究氣候環(huán)境的變化規(guī)律及影響因子能夠更好地指導(dǎo)人類發(fā)展決策，也為正在解決的環(huán)境問(wèn)題提供科學(xué)依據(jù)與信息。因此，本文借用黃土磁化率作為氣候替代指標(biāo)對(duì)關(guān)中西部地區(qū)的五丈塬剖面進(jìn)行研究，并與前人的研究進(jìn)行對(duì)比，為全新世氣候環(huán)境變化與沙塵暴活動(dòng)研究提供更多依據(jù)。

1 區(qū)域概況與剖面特征

五丈塬位于關(guān)中西部地區(qū)渭河以南岐山縣高店鎮(zhèn)，該剖面位于古遺跡諸葛亮廟附近。剖面所在地區(qū)總體地勢(shì)南、北、西三面環(huán)山，中部較低平，渭河水系為區(qū)域內(nèi)主要河流。研究地區(qū)為暖溫帶半濕潤(rùn)氣候，年平均氣溫為13℃，年平均降水量為530～700mm。西部降水量較東部多，而蒸發(fā)量卻比東部小。降水量年內(nèi)分配不均，易有早春旱與伏旱，秋季多雨濕潤(rùn)。

經(jīng)過(guò)較為細(xì)致的野外觀察、地層對(duì)比和劃分，發(fā)現(xiàn)距五丈塬村西邊村50m處剖面為原生且地層結(jié)構(gòu)明顯的全新世剖面，所以，對(duì)該剖面以2cm間隔采樣100個(gè)，深度2m，該剖面地層結(jié)構(gòu)由上至下描述見(jiàn)表1。

表1 寶雞五丈塬剖面全新世黃土-古土壤序列特征描述

圖1 五丈塬剖面年代和磁化率隨深度的變化

對(duì)于研究黃土地層與古氣候變化，確定黃土-古土壤序列的年齡是進(jìn)行研究的關(guān)鍵，由于客觀條件有限，未對(duì)本文研究剖面進(jìn)行年齡測(cè)定，但由于黃土地層分布穩(wěn)定，且根據(jù)不變的磁性顆粒沉積速率可計(jì)算出黃土的年齡[1]。于是，本文利用Kukla等（1988）提出的磁化率年齡模型，采用已測(cè)磁化率資料并結(jié)合其他研究地區(qū)地層年齡作為節(jié)點(diǎn)控制年齡對(duì)寶雞岐山五丈塬剖面進(jìn)行年代計(jì)算，從而確定研究剖面年代，及其與深度、磁化率關(guān)系（如圖1）。

2 黃土磁化率及其反映的古氣候演變

磁化率能夠反映土壤中鐵磁性礦物含量的變化[2]，而其中的鐵磁性礦物主要在風(fēng)化成壤過(guò)程中產(chǎn)生，故而磁化率反映了成壤強(qiáng)度的變化[3-4]，間接地反映了氣溫降水強(qiáng)度變化，指示了夏季風(fēng)強(qiáng)度變化。前人研究已證明在黃土高原地區(qū)磁化率值低指示氣候干冷，反之指示氣候溫暖濕潤(rùn)。

根據(jù)剖面年代和磁化率變化關(guān)系圖可以反映五丈塬地區(qū)全新世古氣候環(huán)境演變規(guī)律，具體分析如下：

（1）10000～8500 aB.P.， 黃土磁化率呈現(xiàn)出明顯波動(dòng)快速上升趨勢(shì)，并在8700 aB.P.達(dá)到此階段最高值，說(shuō)明夏季風(fēng)勢(shì)力逐漸增強(qiáng)取代冬季風(fēng)，氣溫開(kāi)始回升，氣候由寒冷向全新世溫暖期過(guò)渡，這與寶雞勝利村剖面所顯示的成壤作用與粘化作用增強(qiáng)相對(duì)應(yīng)[5]。此階段氣溫雖有回升，但降水仍較少，氣候干燥。

（2）8500～3100aB.P.，磁化率值在此階段一直處于高值，氣溫波動(dòng)上升。

在8500～6000 aB.P.階段磁化率呈小幅度波動(dòng)直線上升，顯示氣候越來(lái)越溫暖，氣溫有所回升，但在7500 aB.P.突然降至此階段低谷值，之后氣溫又開(kāi)始回升，說(shuō)明這個(gè)時(shí)期可能發(fā)生了一次短時(shí)期的氣候極端事件；

6000～4500 aB.P.階段磁化率值整體處于全新世高值階段，說(shuō)明氣候溫暖濕潤(rùn)，為全新世夏季風(fēng)最強(qiáng)盛階段。

4500～3100 aB.P.階段在 4000 aB.P.出現(xiàn)磁化率極低值，在 4000 aB.P.前迅速降低，之后快速上升，說(shuō)明這可能是一次迅速干冷事件，這與勝利村剖面所反映的氣候干旱事件相比，存在時(shí)間滯后性[5]。這種滯后的原因可能是研究選擇的節(jié)點(diǎn)控制年齡有所不同，也可能是測(cè)定存在的物理誤差。

（3）3100～0 aB.P.，此階段磁化率值波動(dòng)下降后逐漸回升，說(shuō)明氣候變干冷后有所緩和。在此階段前期氣候逐漸變干冷，1700aB.P.后略有回升，這與勝利村剖面反映的氣候變化總體趨勢(shì)基本一致[5]，在此階段冬季風(fēng)逐漸增強(qiáng)，夏季風(fēng)勢(shì)力減弱，氣候干旱化，風(fēng)塵堆積加速。

3 結(jié)論

通過(guò)分析研究五丈塬剖面全新世黃土-古土壤序列，可初步得出以下認(rèn)識(shí)：

（1）本文選取磁化率作為氣候替代指標(biāo)，其所反映的氣候變化規(guī)律與其他地區(qū)總體一致，說(shuō)明該氣候替代指標(biāo)在剖面所在地區(qū)能夠較好的反映氣候演變規(guī)律；

（2）五丈塬剖面所在地區(qū)全新世氣候變化規(guī)律：10000～8700 aB.P.干冷向溫濕轉(zhuǎn)變、8700～8100 aB.P.短暫的轉(zhuǎn)冷波動(dòng)、8100～6000 aB.P.較溫暖濕潤(rùn)、6000～4500 aB.P.溫暖濕潤(rùn)、4500～3100aB.P.氣候劇烈波動(dòng)、3100～1700 aB.P.由暖轉(zhuǎn)冷、1700 aB.P.～現(xiàn)今干燥涼爽；

（3）五丈塬剖面與勝利村剖面都地處關(guān)中西部地區(qū)，五丈塬剖面與勝利村剖面反映的氣候變化規(guī)律基本一致，豐富了研究關(guān)中西部地區(qū)沙塵暴活動(dòng)信息；

（4）剖面磁化率值所反映的氣候事件大致與其他地區(qū)剖面所反映的氣候事件時(shí)間上存在先后差異，這種時(shí)間差異的可能原因只是初步推敲，還需要進(jìn)一步的研究。

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