李保生, 溫小浩, 王豐年, 郭元軍, 李忠云, 郭億華, 司月君, 牛東風, 胡觀冠, 鄭春紅
(1.華南師范大學地理科學學院,廣東廣州 510631;2.惠州學院旅游學院,廣東惠州 516007;3.廣州地理研究所,廣東廣州 510070;4.河南師范大學旅游學院,河南新鄉(xiāng) 453007)
我國上更新統(tǒng)至全新統(tǒng)千年尺度氣候地層劃分研究進展
李保生1*, 溫小浩1, 王豐年2, 郭元軍1, 李忠云1, 郭億華3, 司月君4, 牛東風1, 胡觀冠1, 鄭春紅1
(1.華南師范大學地理科學學院,廣東廣州 510631;2.惠州學院旅游學院,廣東惠州 516007;3.廣州地理研究所,廣東廣州 510070;4.河南師范大學旅游學院,河南新鄉(xiāng) 453007)
基于對最近20年來國際上更新統(tǒng)至全新統(tǒng)千年尺度氣候地層劃分認識的基礎,粗略解析了2012年編制的過去270 ka以來區(qū)域年代地層對比表,并評述了我國上更新統(tǒng)至全新統(tǒng)千年尺度氣候地層劃分與研究進展.對于氣候變化不穩(wěn)定性的原因,列舉了一些學者對其驅(qū)動機制的看法,并傾向地認為千年尺度變化是在地球外部太陽活動強迫因子影響下與地球氣候系統(tǒng)內(nèi)部耦合發(fā)生的氣候的震蕩.
中國; 上更新統(tǒng)至全新統(tǒng); 千年尺度氣候地層; 劃分
在軌道旋回地層學逐漸興起的最近20余年,差不多與之伴隨并成為非軌道成因的氣候地層的發(fā)現(xiàn)陸續(xù)被第四紀地質(zhì)學界廣為接受,成為與之并行的另外一個古氣候研究的重大進展.其中,尤以對上更新統(tǒng)至全新統(tǒng)即OIS5(氧同位素曲線5階段,也即末次間冰期)以來的千年尺度氣候地層劃分最為詳細.本文將介紹國際上更新統(tǒng)至全新統(tǒng)千年尺度氣候地層劃分的基礎,就最近10余年來我國上更新統(tǒng)至全新統(tǒng)千年尺度氣候地層劃分的研究進展作一簡述.
早在1988年,HEINRICH[1]在北大西洋深海中發(fā)現(xiàn)若干陸源浮冰碎屑層,提出末次冰期曾經(jīng)發(fā)生多次北極冰山向北大西洋傾瀉的事件,即Heinrich事件,簡稱為H事件.1992年,BOND等[2]在北大西洋也發(fā)現(xiàn)了類似沉積,并認為這些事件伴隨有海面溫度和鹽度的降低.嗣后不久,歐洲格陵蘭冰芯計劃(GRIP)[3]和美國格陵蘭冰蓋計劃(GISP2)[4]幾乎同時在格陵蘭冰芯中發(fā)現(xiàn)一系列千年級別的快速氣候變化事件,后來稱之為D/O旋回,這使得古氣候?qū)W的熱點很快轉(zhuǎn)向這些“非軌道”事件的研究.
在2012年編制的過去270 ka以來區(qū)域年代地層對比表(圖1)中,列出了這一時期海洋鉆探、格陵蘭冰芯氧同位素曲線及北大西洋的H事件[5].由圖1可見,在270~190 ka BP,海洋和冰芯氧同位素曲線分別呈現(xiàn)為明顯的萬年和千年尺度的氣候波動;自190 ka BP以來,兩者都具有明顯的千年尺度的波動,后者更為顯著且在130 ka BP以來的波動幅度較大.冰芯氧同位素曲線中千年尺度的氣候變化具體的表達為:末次冰期即OIS2~OIS4,高分辨率的間冰階(Interstadial,簡稱IS)達18個“IS1~IS18”;末次間冰期的OIS5則僅列出“IS19~IS24”[6],其下的δ18O5e即相當于Eemian溫暖期(大約126~116 ka BP),因冰芯地層擾動而沒有給出間冰階的數(shù)字,但實際上,此后NGRIP獲得的δ18O曲線卻顯示還有IS25和IS26的存在[7];GRIP冰芯記錄還顯示Eemian具有3個明顯的暖階:5el、5e3、5e5,2個冷階:5e2、5e4.歐洲孢粉記錄[8]顯示出Eemian氣候的不穩(wěn)定顯著:其開始時溫度上升很快,大約在126~125 ka BP達到最高值,在125~124 ka BP下降了4 ℃,隨后的4 000 a緩慢變冷,大約自120~118 ka BP溫度快速下降約7 ℃,恢復到Eemian開始前的溫度;海侵在 124 ka BP達到最大值,比溫度最高值滯后 2000 a.在這一對比圖中還顯示H事件與海洋和冰芯氧同位素曲線一系列的低谷相對應.其中,H事件發(fā)生于全新世1次,與8.2 ka BP的寒冷事件對應;發(fā)生于末次冰期7次,H0~H6事件,將其中的新仙女木事件(YD事件)命名為H0;發(fā)生于末次間冰期4次,從新至老依次于OIS5a、OIS5b、OIS5c/OIS5d界限、OIS5d;最老的1次H事件發(fā)生在接近于OIS6之末期.
圖1 過去270 ka以來區(qū)域年代地層對比表[5]
該年代地層對比圖的冰芯氧同位素曲線顯示的冰后期(或者間冰期)的全新世,除了8.2 ka BP的寒冷事件外,總體上表現(xiàn)出8.5 ka BP前后開始δ18O高于現(xiàn)代進入溫暖期,在4.0 ka BP以來伴隨著δ18O值短期顫動呈現(xiàn)降低趨勢,顯示全球氣候變冷.這似乎與很早曾流行的布利特—色爾南德方案(表1)[9]的前北方期向亞大西洋期的逐漸過渡趨勢一致,當時并沒有發(fā)現(xiàn)8.2 ka BP的寒冷事件.但圖中海洋氧同位素曲線顯示的幾次明顯波動,卻與DENTON和KARLEN[10]根據(jù)北半球冰進定出的4次冷期波動相似.
表1 北歐全新世氣候分期Table 1 Climatic division of North Europe during the Holocene
至上個世紀末葉,BOND等通過對北大西洋玻璃碎屑和染色赤鐵礦顆粒的碎石百分比的研究確定全新世存在9個寒冷時期[11];小冰期為最新的一次寒冷期,編號為0,其余編號自1至8,第9為YD事件[12].如果加上1990年代在阿拉伯海鉆孔Gbulloides豐度[13]和南極冰芯發(fā)現(xiàn)的6.2 ka BP的寒冷事件[14],則至少達到10次,顯示出全新世以來差不多具有平均1 ka旋回的寒暖變化.應該指出的是,BOND等[11]的小冰期的年代只能夠看作是一個寒冷事件發(fā)生的極端時間點.因為此前對小冰期起始時間的看法不一致,或者認為16世紀或者是13世紀,都終結(jié)于19世紀末.此前關于小冰期的研究似乎顯示出其具有更高的氣候地層變化頻率:在歐洲顯示為3次主要的冰川冰進,如瑞士Aletsch冰進為公元1350、1650和1850年前后[15].新西蘭主要冰進的時間與之幾乎一致,為公元 1350、1600和 1850 年前后[16];南極冰進為公元 1200—1450、1720—1780和1825—1880年[17].這幾次冰進之間則是溫暖氣候?qū)е碌谋耍纱艘部梢钥闯?,在千年尺度氣候背景下,仍然存在百年甚至更短尺度的波動.這種情形也發(fā)生在北極地區(qū),如該地Devon島冰帽氧同位素顯示的近500 年來的氣候變率中,δ18O低值出現(xiàn)在公元1430、1520、1560、1680—1730和1760年[18].
上個世紀90年代—本世紀初葉,我國學者對上更新統(tǒng)至全新統(tǒng)千年尺度氣候事件研究也取得了重要進展.成果表明,冰芯和海洋δ18O曲線指示的氣候波動也在我國不同區(qū)域具有顯著的響應.從而也進一步支持了最近地質(zhì)時期千年尺度氣候事件的廣泛存在.
2.1 上更新統(tǒng)千年尺度氣候地層
在我國黃土研究方面,安芷生等[19]曾在黃土高原末次間冰期古土壤S1中發(fā)現(xiàn)9次粉塵事件,其年代為距今69~71 ka、74.5~75 ka、81.3~84 ka、90~92.5 ka、99.5~102 ka、106 ka、110 ka、113.5~115 ka和119~121.6 ka,其中前6次千年尺度的粉塵事件與北大西洋V29—191孔有孔蟲—Neogloboquadrinapachyderma(S.)高含量指示的6次變涼事件C21~C24[20]和GRIP冰芯的δ18O記錄的寒冷事件具有很好的對應.
方小敏等在蘭州九洲臺黃土的S1中分辨出與GRIP冰芯的δ18O5e可以彼此對應的3個相對的暖期和2個相對的冷期[21];在蘭州沙金坪黃土剖面中確認了60 ka以來有17個跨度為1~2 ka的夏季風增強時期,且可與北大西洋主要暖期進行較好的對比[22].
丁仲禮等[23]在甘肅會寧李家塬末次冰期L1黃土的中值粒徑中檢測到與GISP2δ18O2—4中IS1~IS20大致對應的暖階,中值粒徑的若干粗粒組分能夠與H事件對比(圖2).圖2中“*”表示時間跨度較大的間冰階(如8、12、14、16、17、19和20).這些,在南極的Vostok冰芯記錄中也有很強的顯示[24].不僅于此,在新疆伊犁則克臺,葉瑋等[25]在該地相當于L1黃土的<10 μm顆粒含量中還甄別出指示暖階存在的約20個峰值,也與GISP2δ18O中IS1~IS20具有很好的對比關系(圖2),并認為其與西風作用有關.
在沙漠形成演化研究方面,LI等[26]提出毛烏素沙漠上更新統(tǒng)至全新統(tǒng)曾經(jīng)歷了27個旋回的由冬夏季風交替導致的沙漠期與間沙漠期的演化過程,其中末次冰期就有14個旋回,并分辨出與H事件相對應的沙丘砂沉積.
圖2 會寧李家塬和新疆伊犁則克臺末次冰期黃土粒度反映的暖階及其與格陵蘭冰芯的對比[23,25]
在青藏高原冰芯研究方面,姚檀棟[27]將古里雅冰芯和格陵蘭冰芯末次間冰期以來δ18O曲線進行11點滑動平均后都可分辨出14個氣候暖事件,且二者一一對應,而在末次冰期的古里雅冰芯中可以分辨出10個暖事件.
2.2 全新統(tǒng)千年尺度氣候地層
上面闡述到的對北大西洋、阿拉伯海和南極全新統(tǒng)寒冷事件研究所顯示的千年尺度的寒暖變化,實際上我國學者亦有更早的發(fā)現(xiàn)與研究.早在上個世紀70年代,竺可楨[28]發(fā)現(xiàn)僅最近數(shù)千年來就存在3次寒冷氣候波動.之后20余年,我國科學家在冰芯、湖泊、黃土等地質(zhì)信息、考古與史料中檢測出全新世存在多次千年尺度的寒冷氣候事件.王紹武和謝志輝[29]曾就我國全新世中的冷期做了很好的歸納,其結(jié)果見表2.由該表及涉及到的相關文獻[11,30-40]可以看出,BOND等的北大西洋寒冷事件在我國都可以找到,只是6 200 ka BP的事件未能夠顯示出來.應該指出的是,BOND 等的小冰期在我國也有如上述的歐洲等地一樣,同樣存在明顯的氣候波動記錄.1973年,竺可楨指出我國最近幾個世紀以來的寒冷期是公元1470—1520年、公元 1620—1720 年和公元 1840—1890 年,最低氣溫出現(xiàn)在公元 1650 年前后,氣溫距平為-1.8 ℃.這3個冷期在敦德冰芯、樹輪等及至我國北回歸線以南的地區(qū)都有不同程度的記錄(表3及相關文獻[28,41-44]).如果將前述中的世界其他一些地區(qū)小冰期的研究結(jié)果考慮進去,表明這幾次冷期波動應該是全球性的較高分辨率的氣候事件.
表2 中國全新世中的冷期Table 2 Cold period in China during the Holocene ka BP
表3 中國小冰期寒冷階段對比Table 3 Comparison of the cold stages in China during the Little Ice Age
自本世紀開始的最近10余年,國內(nèi)外基本上是沿以上個世紀90年代建立的上更新統(tǒng)至全新統(tǒng)千年尺度氣候地層劃分的框架為基礎進行的研究,成果頗多、劃分亦更加詳細.可以說,該時期主要是對此前已建立的這一框架在世界各地是否存在、表現(xiàn)形式如何進行研究.我國在這方面的研究成果較多,以下僅擇其中一些進展作一闡述.
首先闡述石筍方面的研究成果.本世紀開初,WANG等采用江蘇葫蘆洞石筍微層結(jié)合TIMS-U系法定年建立了77~10 ka BP δ18O氣候曲線[45],之后又據(jù)貴州董哥洞和湖北三寶洞石筍分別建立了9 ka BP[46]和224 ka BP[47]以來的δ18O氣候曲線.研究獲得的主要結(jié)論是:
葫蘆洞石筍記錄的11~75 ka BP δ18O氣候曲線與格陵蘭冰芯的氧同位素記錄極為相似,反映東亞季風變化與格陵蘭溫度的變化同步,兩者在各個冷事件的時間上相對應;11~30 ka期間,東亞季風的時間變化與GISP2記錄相吻合,是GISP2年代序列的又一有利證據(jù).
董哥洞石筍δ18O變化提供了9 ka以來高分辨的亞洲季風變化記錄,在其反映夏季太陽輻射連續(xù)變化的同時,還間隔有8次持續(xù)100~500 a的弱季風事件,其中有8.2 ka事件、中國新石器文化衰弱、北大西洋冰伐事件.十年、百年尺度的季風變化與14C記錄相互關聯(lián),但并不能表明季風變化是由于太陽輻射變化導致的.
三寶洞石筍高分辨率完整地記錄了224 ka以來東亞季風變化.其反映的23 ka周期與北緯65°太陽輻射變化是同步的,證實了熱帶/亞熱帶季風直接響應了北半球太陽輻射的軌道周期變化.同時還完整記錄了疊加在冰期-間冰期中的一系列千年尺度強夏季風事件(間冰段),它們在最后2個冰期中都表現(xiàn)為延續(xù)時間的縮短和發(fā)生頻率的增加,這表明冰蓋規(guī)模決定這些夏季風的強弱和節(jié)律.這些精準的強夏季風事件為古氣候記錄對比和校準提供了參照.
此后,吳江瀅等[48]詳細剖析了葫蘆洞石筍δ18O在19.9~17.1 ka BP的高分辨率序列,提出:該時段存在東亞夏季風顯著增強,其內(nèi)部存在數(shù)十年~百年尺度的高頻大幅振蕩、夏季風最強盛時期甚至接近于B?ling暖期.
石筍的這些研究結(jié)果,使得包括上更新統(tǒng)至全新統(tǒng)在內(nèi)的氣候地層學躋身于世界前列,由于其采用的TIMS-U系法定年誤差較小,在氣候事件的時間厘定上也更加準確.
在黃土研究方面,SUN等[49]對黃土高原西北部靖遠和古浪2個黃土剖面的光釋光測年和粒度分析,揭示出最近60 ka以來東亞冬季風的強度具有明顯的千年尺度變化,并通過耦合氣候模擬研究得出,由于大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流導致大量淡水涌入北大西洋而影響季風系統(tǒng),使東亞冬季風增強為黃土高原帶來更多的粉塵,夏季風減弱使降水減少.其中西風帶是大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流影響亞洲季風快速變化的紐帶.呂連清等[50]通過青藏高原東北部合作盆地黃土剖面高分辨率的粒度研究發(fā)現(xiàn),該剖面記錄了至少8個明顯的粒度變粗事件C0~C8和近20個較為明顯的粒度變細事件FG1~FG20,表明末次冰期以來青藏高原冬季風存在明顯的可與北半球高緯地區(qū)相對比的千年尺度變化.在黃土的地球化學研究方面,ZHOU等[51]采用黃土高原黃土10Be重建了最近13萬年季風變化曲線,與石筍記錄對比良好,這可能為重建內(nèi)陸降水變化提供了新的途徑.
在中國沙漠研究方面,LI等[52]按毛烏素沙漠薩拉烏蘇河流域米浪溝灣剖面上更新統(tǒng)至全新統(tǒng)年代測試結(jié)果將該剖面劃分出在時代上與OIS1~OIS6和OIS5a~OIS5e相對應的層段,分別為MGS1~MGS6和MGS5a~MGS5e,同時根據(jù)巖性、沉積相、SiO2、AL2O3含量和AL2O3/SiO2曲線的分布規(guī)律并參考古生物指示的古生態(tài),提出該地由沙丘砂與河湖相、古土壤相互疊覆記錄的沙漠演化與東亞冬夏季風對全球氣候的響應有關.在此基礎上,對該剖面進行了一系列的千年尺度變化研究,結(jié)果證實,MGS1~MGS5都存在可在時間和氣候性質(zhì)上與OIS1~OIS5進行對比的千年尺度氣候變化[53-62].
我國沙漠這一階段千年尺度氣候地層的類似研究還見于塔克拉瑪干沙漠[63-66]、巴丹吉林沙漠[67-69]、騰格里沙漠[70-71]、渾善達克沙地[72]、共和沙地[73]等,幾乎所有的沙漠、沙地都有所涉及.
在湖泊沼澤記錄的研究方面,AN等[74]對青海湖32 ka BP以來沉積物的有機質(zhì)(TOC)含量和>25 μm通量分析認為,其分別反映了半干旱區(qū)東亞夏季風和西風的演化過程及其對全球氣候事件的響應(圖3).由圖3可見,西風指標(WI)在32~11 ka BP指示出顯著的西風帶強度對全球變化的響應,冷暖峰谷鮮明且尤以對H與YD事件的響應更為顯著;夏季風指標(SMI)在12 ka BP以來指示的亞洲冬夏季風對全球變化具有明顯的響應.不僅如此,這2個指標還反映出在千年尺度背景下存在強烈的百年尺度的震蕩.
最近10余年來,我國上更新統(tǒng)至全新統(tǒng)千年尺度氣候地層劃分還見于:通過南海南部陸坡鉆孔(NS-93-5)δ18O的分析,發(fā)現(xiàn)該地存在的D/O事件IS1~IS21和H1~H6的記錄[75]、南海北部孢粉記錄揭示的末次冰期以來的千年尺度氣候事件[76]、東北地區(qū)的哈尼泥炭纖維素δ18O研究[77]揭示的氣溫突然變冷事件(Older Dryas, Inter-Aller?d, Younger Dryas)、我國干旱區(qū)湖泊沉積記錄的全新世千百年尺度的夏季風快速變化[78]、東南沿海的湖光巖高分辨率含磁性鈦的沉積反映的YD事件和中、晚全新世期間的B?ling—Allerod暖期發(fā)生強冬季風現(xiàn)象[79]、青藏高原古里雅和普若崗日冰芯δ18O共同記錄的7 ka BP以來4次明顯的冷事件[80]等等,相關成果不再一一贅述.
以上列舉的上更新統(tǒng)至全新統(tǒng)中各種氣候信息揭示出來的末次間冰期以來氣候變化的不穩(wěn)定性,其形成機制迄今仍然不甚清楚,或者可以認為還處在一個開始探索的階段.ALLEY等[81]提出這種全球性或者說是北半球的千年尺度氣候變化是冰蓋—海洋—大氣的相互作用的產(chǎn)物,形成機制可能與北大西洋的熱鹽環(huán)流(THC)有關.具體過程可歸納為[82]:①勞倫冰蓋發(fā)育到一定程度后,因內(nèi)部的顫動(internal oscillation)可以向大西洋輸入大量的冰山;②冰山融化后產(chǎn)生大量淡水而降低大西洋表層水的鹽度;③鹽度降低后,大西洋表層下沉水量減少,底層流減弱或停止發(fā)生;④一旦大西洋底層流“關閉”,大西洋與太平洋之間的海洋“熱量傳輸帶”不再起作用,從而導致大西洋傳輸?shù)臒崃繙p少;⑤北大西洋從海面向大氣釋放的熱量減少,洋溫度降低,并由此影響其他地區(qū).
圖3 青海湖32 ka BP以來氣候代用指標指示的西風、夏季風的變化及其與δ18O曲線、65°N太陽輻射的對比[74]
然而,這個理論還難以解釋全球氣候的不穩(wěn)定性.首先,H事件中浮冰碎屑,其源區(qū)并非僅是勞倫冰蓋,還有如北歐冰蓋、巴倫支冰蓋及格陵蘭冰蓋等在H事件發(fā)生時期,同樣有冰山輸入海洋,并且?guī)缀跏峭瑫r的.這就表明這些冰蓋發(fā)生冰山輸入海洋的事件,很可能同時受控于某個因子的改變,如高緯大氣溫度的變化.其次,南半球山地冰川(如安第斯山脈和新西蘭阿爾卑斯山脈)YD事件和最近的幾個H事件也同時發(fā)生了冰川擴張過程,北美的山岳冰川亦有同樣的記錄,這樣大范圍的同時變化僅用大西洋的變化來解釋似乎是困難的.
上更新統(tǒng)至全新統(tǒng)無論是在格陵蘭冰芯、北大西洋深海,還是在我國廣泛的區(qū)域,都記錄了末次間冰期以來非軌道的千年尺度快速氣候事件,其產(chǎn)生應當與地球的諸如下墊面狀況、大洋、洋流等之間的反饋相互作用有關.BOND等[11]探討了全新世1.5 ka準周期氣候波動,認為其很可能受控于太陽活動周期[83]而與冰蓋的顫動無關.于學峰等[84]通過研究發(fā)現(xiàn),青藏高原若爾蓋地區(qū)全新世泥炭的變化與北半球夏季太陽輻射變化規(guī)律較為吻合,提出太陽輻射會直接影響驅(qū)動季風的海陸差異.DYKOSKI等[85]根據(jù)董哥洞的石筍記錄,認為冰消期以來氣候變化亞洲季風與北大西洋有密切聯(lián)系,同時也發(fā)現(xiàn)其與太陽活動有關,認為海洋—大氣的相互作用對于太陽活動起到一個加強的作用.如果認為這一看法合宜,則可以理解為這是在地球外部太陽活動強迫因子影響下與地球氣候系統(tǒng)內(nèi)部耦合發(fā)生的氣候地層的震蕩.
如果認為末次冰消期以來千年尺度氣候地層的變化歸因于太陽活動周期規(guī)律影響下的海洋—大氣的相互作用的結(jié)果,那么冰消期以前乃至到我們看到的過去270 ka由格陵蘭和北大西洋δ18O曲線顯示的那些千年尺度的變化(圖1)又應該如何解釋呢?另外,MCGLONE等[86]在南大洋Campbell Island 島重建的18 ka BP以來的氣候變化,似乎與普遍認為的冰消期以來千年尺度氣候變化的那些階段在時間和氣候性質(zhì)上也不盡一致,如他們發(fā)現(xiàn)的顯著的12 500~11 000 a BP暖期、9 200 a BP的冷期和6 000~5 000 a BP迅速升溫至頂點的暖期,以及隨后的3個小幅度冷期5 200~4 000 a、3 000~1 700 a和700~100 a BP等.可以認為,目前對千年尺度氣候變化不穩(wěn)定性原因的探討還處在開始階段,也許還有很長的路要走.
[1] HEINRICH H. Origin and consequences of cyclic ice-rafting in the Northeast Atlantic Ocean during the past 130000 years[J]. Quaternary Res, 1988, 29: 142-152.
[2] BOND G, HEIRICH H, BROCKER W S, et al. Evedence for massive discharges of icebergs into the North Atlantic Ocean during the last glacial period[J]. Nature, 1992, 360: 245-249.
[3] DANSGAARD W, JOHNSEN S J, CLAUSEN H B, et al. Evidence for general instability of past climate from a 250-kyr ice-core record[J].Nature, 1993,364:218-220.
[4] GROOTES P M, STUIVER M, WHITE J W C,et al. Comparison of oxygen isotope records from the GLSP2 and GRIP Greenland ice cores[J].Nature, 1993, 366:552-554.
[5] COHEN K M, GIBBARD P L.Regional chronostratigraphical correlation table for the last 270,000 years Europe north of the Mediterranean[K]. Subcommission on Quaternary Stratigraphy(International Commission on Stratigraphy),2012.
[6] ANKLIN M, BARNOLA J M, BEER J, et al. Climate instability during the last interglacial period recorded in the GRIP ice core[J]. Nature, 1993, 364: 203-207.
[7] ANDERSEN K K, AZUMA N, BARNOLA J M, et al.High-resolution record of northern hemisphere climate extending into the last interglacial period[J]. Nature, 2004, 431: 147-151.
[8] LARSEN E,SEJRUP H P,JOHNSEN S J,et al. Do Greenland ice cores reflect NW European interglacial climate variations?[J]. Quaternary Res,1995,43(2):125-132.
[9] DEEVEY E S, FLINT R F. Postglacial hypsithermal interval[J]. Science, 1957, 125: 182-184.
[10] DENTON G H, KARLEN W. Holocene climatic variations their pattern and possible cause[J]. Quaternary Res, 1973, 3: 155-205.
[11] BOND G C, SHOWERS W, ELLIOT M, et al. The North Atlantic’s 1-2 kyr climate rhythm: Relation to Heinrich events, Dansgaard Oeschger cycles and the Little Ice Age[M]∥CLARK P U, WEBB R S, KEIGWIN L D. Mechanisms of global climate change at millennial time scales geophysical monograph. Washington, DC:American Geophysical Union,1999, 112: 35-58.
[12] BOND G, SHOWERS W, CHESEBY M, et al. A pervasive millennial-scale cycle in North Atlantic Holocene and glacial climates[J]. Science, 1997, 278: 1257-1266.
[13] STAGER J C, MAYEWSKI P A. Abrupt early to Mid-Holocene climatic transition registered at the equator and poles[J]. Science, 1997, 276: 1834-1836.
[14] STUIVER M, GROOTES P M, BRAZIUNAS T F. The GISP218O climate record of the past 16500 years and the role of the sun, ocean and volcanoes[J]. Quaternary Res, 1995, 44: 341-354.
[15] CLAPPERTON C M. Quaternary glaciations in the Southern Ocean and Antarctic peninsula area[J]. Pollenet Spores, 1990, 24: 523- 535.
[16] GELLATELY A F, ROTHISBERGER F, GEYH M A. Holocene glacier variations in New Zealand (South Island)[J]. Zeitschrift für gletscherkunde and glazialgeologie, 1985, 21: 265-273.
[17] BIRKENMAJER K. Raised marine features and glacial history in the vicinity of Ariaowski station, King Geoge island (South Shetlands, West Antarctica)[J]. Bulletin de I’Academie Polonaise des Sciences, 1981, 29: 109-117.
[18] BRADLEY R S. Holocene paleoclimatology of the Queen Elizabeth Islands, Canadian High Arctic[J]. Quaternary Sci Rev, 1990, 9: 365-384.
[19] 安芷生,李力,鹿化煜,等.末次間冰期東亞冬季風氣候的不穩(wěn)定性[R]∥國家自然科學基金資助項目研究成果年報:地球科學(1997-1998).北京:科學出版社,1999:18-19.
[20] MCMANUS J F, BOND G C, BROECKER W S, et al. High-resolution climate records from the North Atlantic during the last interglacial[J]. Nature, 1994, 371: 326-329.
[21] 方小敏,李吉均,BANERJEE S,等.末次間冰期5e亞階段季風快速變化的環(huán)境巖石磁學研究[J]. 科學通報,1998,43(21):2330-2332.
[22] 方小敏,潘保田,管東紅,等.蘭州約60 ka以來夏季風千年尺度不穩(wěn)定性研究[J].科學通報,1999,44(4):436-439.
[23] 丁仲禮,任劍璋,劉東生,等.晚更新世季風-沙漠系統(tǒng)千年尺度的不規(guī)則變化及其機制問題[J].中國科學:D輯,1996,26(5):385-391.
[24] BENDER M, SOWER T, DICKSON M-L, et al. Climate correlations between Greenland and Antarctica during the past 100,000 years[J]. Nature,1994,372: 663-666.
[25] 葉瑋,董光榮,袁玉江,等.新疆伊犁地區(qū)末次冰期氣候的不穩(wěn)定性[J].科學通報,2000,45(6):641-646.
[26] LI Baosheng, ZHANG D D, JIN Heling, et al. Palaeo-monsoon activities of Mu Us Desert,China since 150 ka:A study of the stratigraphic sequences of the Milanggouwan section,Salawusu River[J].Palaeogeogr Palaeocl, 2000, 162:1-16.
[27] 姚檀棟.末次冰期青藏高原的氣候突變—古里雅冰芯與格陵蘭GRIP冰芯對比研究[J].中國科學:D輯,1999,29(2):175-184.
[28] 竺可楨.中國五千年來氣候變遷的初步研究[J].中國科學,1973,16(2):226-256.
[29] 王紹武,謝志輝.千年尺度氣候變率的研究[J].地學前緣,2002,9(1):143-153.
[30] 黃春長.環(huán)境變遷[M]. 北京:科學出版社,1998:209.
[31] 王紹武,葉瑾琳,龔道溢.中國小冰期的氣候[J].第四紀研究,1998(1):54-64.
[32] 竺可楨.中國近五千年來氣候變遷的初步研究[J].考古學報,1972, 2(1):15-38.
[33] HAMEED S, 龔高法.中國歷史時期溫度的變化[C]∥張翼,張柸遠,張厚,等.氣候變化及其影響.北京:氣象出版社,1993:57-69.
[34] 施雅風,孔昭宸,王蘇民,等.中國全新世大暖期氣候與環(huán)境的基本特征[C]∥施雅風,孔昭宸.中國全新世大暖期氣候與環(huán)境. 北京:海洋出版社,1992:1-18.
[35] 安芷生,PORTER S,KUKLA G,et al.最近13萬年黃土高原季風變遷的磁化率證據(jù)[J].科學通報,1990,7:529-532.
[36] 王蘇民.末次冰期以來岱海環(huán)境變化與古氣候[J].第四紀研究,1990(3):223-232.
[37] 姚檀棟,施雅風.祁連山敦德冰芯記錄的全新世氣候變化[C]∥施雅風,孔昭宸.中國全新世大暖期與環(huán)境.北京:海洋出版社,1992:206-211.
[38] 陳吉陽.天山烏魯木齊河源全新世冰川變化的地衣學若干問題的初步研究[J].中國科學:B輯,1988(1):95-104.
[39] 李吉均. 西藏冰川的基本特征[M]∥李吉均. 西藏冰川.北京:科學出版社,1986:37-66.
[40] 徐國昌.中國干旱半干旱區(qū)氣候變化[M].北京:氣象出版社,1997:1-101.
[41] 康興成,GRAUMLICH L J, SHEPPARD P.青海都蘭地區(qū)1835年來的氣候變化—來自樹輪資料[J].第四紀研究,1997(1):70-75.
[42] 張德二.中國的小冰期氣候及其與全球變化的關系[J].第四紀研究,1991(2):104-111.
[43] 姚檀棟,謝自楚,武筱聆,等.敦德冰帽中的小冰期氣候記錄[J].中國科學:B輯,1990,11: 1197-1201.
[44] 儲國強.廣東湖光巖瑪洱湖600年來古氣候、古環(huán)境變化[D].北京:中國科學院,1999.
[45] WANG Y J, CHENG H, EDWARDS R L, et al. A high-resolution absolute-dated late Pleistocene monsoon record from Hulu Cave,China[J]. Science, 2001, 294: 2345-2348.
[46] WANG Yongjin, CHENG Hai, EDWARDS R L,et al. The Holocene Asian monsoon: Links to solar changes and North Atlantic climate[J]. Science, 2005, 308: 854-857.
[47] WANG Yongjin, CHENG Hai, EDWARDS R L, et al. Millennial-and orbital-scale changes in the East Asian monsoon over the past 224,000 years[J]. Nature, 2008, 451: 1090-1093.
[48] 吳江瀅,汪永進,邵曉華,等.晚更新世東亞季風氣候不穩(wěn)定性的洞穴石筍同位素證據(jù)[J].地質(zhì)學報,2002,76(3):413-419.
[49] SUN Y, CLEMENS S C, MORRILL C, et al. Influence of Atlantic meridional overturning circulation on the East Asian winter monsoon[J]. Nat Geosci, 2011, 5(1): 46-49.
[50] 呂連清,方小敏,鹿化煜,等.青藏高原東北緣黃土粒度記錄的末次冰期千年尺度氣候變化[J].科學通報,2004, 49(11):1091-1098.
[51] ZHOU Weijian, XIAN Feng, BECK Warren, et al. Reconstruction of 130-kyr relative geomagnetic intensities from10Be in two Chinese loess sections[J]. Radiocarbon, 2010, 52 (1): 129-147.
[52] LI Baosheng, WEN Xiaohao, QIU Shifan, et al. Phases of environmental evolution idicated by primary chemical elements and paleotological records in the upper Pleistocene-Holocene series for the Salawusu River Valley, China[J]. Acta Geol Sin-Engl, 2007, 81(4): 555-565.
[53] 歐陽椿陶,李保生,歐先交,等.薩拉烏蘇河流域末次間冰期古土壤化學風化與古氣候[J].地理學報,2007,62(5):518-528.
[54] LI Baosheng, CHEN Deniu, ZHANG D D, et al. Fossil gastropods from the MGS3 stratigraphic segment in the Salawusu River Valley and their climatic and environmental implications[J]. Sci China: Ser C,2008, 51(3): 339-348.
[55] NIU Dongfeng, LI Baosheng, DU Shuhuan, et al.Cold event of Holocene indicated by primary elements distribution of the high-resolution sand dune in the Salawusu River Valley[J]. J Geogr Sci, 2008,18: 26-36.
[56] OU Xianjiao, LI Baosheng, JIN Heling, et al. Sedimentary characteristics of paleo-aeolian dune sands of Salawusu formation in the Salawusu River Valley[J]. J Geogr Sci, 2008, 18(2): 211-224.
[57] 杜恕環(huán),李保生,ZHANG D D,等.薩拉烏蘇河流域MGS5層段CaCO3記錄的末次間冰期東亞季風與沙漠環(huán)境演化[J].自然科學進展,2009,19(11):1187-1193.
[58] LU Yingxia, LI B S, WEN X H, et al. Millennial-centennial scales climate changes of Holocene indicatedby magnetic susceptibility of high-resolution section in Salawusu River Valley[J]. Chinese Geogr Sci, 2010, 20(3): 243-251.
[59] DU Shuhuan,LI B S,NIU D F,et al. Age of the MGS5 segment of the Milanggouwan stratigraphical section and evolution of the desert environment on a kiloyear scale during the last interglacial in China’s Salawusu River Valley: Evidence from Rb and Sr contents and ratios[J]. Chem Erde-Geochem, 2011,71(1): 87-95.
[60] DU Shuhuan, LI B S, CHEN M H, et al. Kiloyear-scale climate events and evolution during the last interglacial, Mu Us Desert, China[J]. Quatern Int, 2012(263): 63-70.
[61] WANG F N, LI B S, WANG J L, et al. Pleniglacial millennium-scale climate variations in northern China based on records from the Salawusu River Valley[J]. Journal of Arid Land, 2012, 4(3): 231-240.
[62] SI Yuejun, LI Baosheng, WANG Fengnian, et al. Climate fluctuation record from China’s Salawusu River Valley during the early last glacial[J]. Geochem Int+, 2013, 51(3): 240-248.
[63] LI Baosheng, ZHANG D D, ZHOU Xingjia, et al. A preliminary study of the sediments in the Yutian-Hotan Oasis, South Xinjiang, China[J]. Acta Geol Sin-Engl, 2002, 76 (2):221-228.
[64] YANG Xiaoping, ZHU Zhenda, JAEKEL D, et al. Late Quaternary palaeoenvironment change and landscape evolution along the Keriya River, Xinjiang, China: The relationship between high mountain glaciation and landscape evolution in foreland desert regions[J]. Quatern Int,2002, 97-98: 155-166.
[65] YANG Xiaoping, PREUSSER Frank, RADTKE Ulrich. Late Quaternary environmental changes in the Taklamakan Desert, western China, inferred from OSL-dated lacustrine and aeolian deposits[J]. Quaternary Sci Rev, 2006, 25: 923-932.
[66] 李保生,溫小浩,ZHANG D D,等.昆侖山北麓阿羌黃土剖面AQS3層段記錄的末次間冰階千年尺度的氣候波動[J].第四紀研究,2008,28(1):140-149.
[67] GAO Quanzhou, ZAO Zhen, LI Baosheng, et al. Palaeomosoon variability in the southern fringe of the Badain Jaran Desert, China, since 130 ka B.P[J]. Earth Surface Processes and Landforms, 2006, 9(31): 265-283.
[68] YANG Yi, LI Baosheng, QIU Shifan, et al. Trace elements variations at chagelebulu stratigraphic profile, southern fringe of the Badain Jaran Desert during the last 150 ka and their paleoclimate implications[J]. Geochem Int+, 2008, 46 (1): 96-103.
[69] 郭億華,李保生,溫小浩,等.巴丹吉林沙漠東南緣查格勒布魯剖面CGS1層段粒度特征及其指示的全新世千年尺度氣候變化[J].中國沙漠,2012,32(5):1248-1255.
[70] ZHANG H C, PENG J L,MA Y Z, et al. Late Quaternary palaeolake levels in Tengger Desert, NW China[J]. Palaeogeogr Palaeocl, 2004, 211: 45-58.
[71] WEN Xiaohao, LI Baosheng, WANG Fengnian,et al. Grain-size characteristics and climate variability in TMS5e sequence of Tumen section in southern Tengger Desert, northwestern China[J]. Chinese Geogr Sci, 2012, 22 (1):48-62.
[72] 靳鶴齡,蘇志珠,孫良英,等.渾善達克沙地全新世氣候變化[J].科學通報, 2004,49(15):1532-1536.
[73] 劉冰,靳鶴齡,孫忠,等.青藏高原東北部風成沉積微量元素揭示的全新世千年尺度氣候變化[J].古地理學報,2013, 15(3):423-433.
[74] AN Zhisheng, COLMAN S M, ZHOU W J, et al. Interplay between the westerlies and Asian monsoon recorded in Lake Qinghai sediments since 32 ka[J]. Scientific reports, 2012, 2: 1-7.
[75] 陳木宏,涂霞,鄭范,等.南海南部近20萬年沉積序列與古氣候變化關系[J].科學通報,2000,45(5):542-548.
[76] 羅運利,孫湘君.末次冰期以來南海北部孢粉記錄的植被演化及千年尺度氣候事件[J].科學通報,2005,50 (7): 691-697.
[77] 洪冰, 劉叢強, 林慶華, 等.哈尼泥炭δ18O記錄的過去14000年溫度演變[J].中國科學:D輯, 2009, 39(5):626-637.
[78] 陳發(fā)虎,朱艷,李吉均,等.民勤盆地湖泊沉積記錄的全新世千百年尺度的夏季風快速變化[J].科學通報,2001,46(17):414-1419.
[79] GERGANA Yancheva, NOWACZYK N R, MINGRAM Jens, et al. Influence of the intertropical convergence zone on the East Asian monsoon[J]. Nature, 2007, 445: 74-77.
[80] 段克勤,姚檀棟,王寧練,等.青藏高原中部全新世氣候不穩(wěn)定性的高分辨率冰芯記錄[J].中國科學:D輯,2012, 42(9):1441-1449.
[81] ALLEY R B, CLARK P U, KELGWIN L D, et al. Making sense of millennial scale climate change[J]. Geophlysical Monograph,1999, 112: 386-394.
[82] 劉東生. 黃土與干旱環(huán)境[M]. 合肥:安徽科學技術出版社, 2009.
[83] BOND G, KROMER B, BEER J, et al. Persistent solar influence on North Atlantic climate during the Holocene[J]. Science, 2001, 294: 2130-2136.
[84] 于學峰,周衛(wèi)健,F(xiàn)RANZEN L G,等.青藏高原東部全新世冬夏季風變化的高分辨率泥炭記錄[J].中國科學:D輯,2006, 36(2):182-187.
[85] DYKOSKI C A, EDWARDS R L, CHENG H, et al. A high-resolution, absolute-dated Holocene and deglacial Asian monsoon record from Dongge Cave, China[J]. Earth Planet Sc Lett, 2005, 233:71-86.
[86] MCGLONE M S, TURNEY C S M, WILMSHURST J M, et al. Divergent trends in land and ocean temperature in the Southern Ocean over the past 18,000 years[J]. Nature, 2010, 931: 622-626.
Keywords: China; Upper Pleistocene-Holocene; millennial-scale climate strata; subdivision
ResearchofMillennial-scale’ClimaticStratigraphicDivisiononUpperPleistocene-HoloceneSeriesinChinaandResearchProgress
LI Baosheng1*, WEN Xiaohao1, WANG Fengnian2, GUO Yuanjun1, LI Zhongyun1, GUO Yihua3, SI Yuejun4, NIU Dongfeng1, HU Guanguan1, ZHENG Chunhong1
(1. School of Geographical Sciences, South China Normal University, Guangzhou 510631,China;2. Tourism Department, Huizhou University, Huizhou 516007,China;3. Guangzhou Institute of Geography, Guangzhou 510070,China;4. Tourism College of Henan Normal University, Xinxiang 453007,China)
Based on the international research on division of Upper Pleistocene-Holocene millennial-scale climate strata in the latest 20 years, the regional chronostratigraphy comparison table for the past 270 ka compiled in 2012 is analyzed, and division of Upper Pleistocene-Holocene millennial-scale climate strata and research progress in China are reviewed. To the reasons of climate instability, a number of scholars view that accounted for the driving mechanism are cited, and the conclusion that millennial-scale climate changes were climate oscillations caused by the forcing factors of solar activity outside the Earth coupling with the Earth inner climate system is drawn.
2013-09-03
國家重大科學研究計劃項目(2013CB955903);國家自然科學基金重大項目(41290250)
*通訊作者:李保生,教授,Email: libsh2009@qq.com.
1000-5463(2013)06-0171-11
P532
A
10.6054/j.jscnun.2013.09.023
【中文責編:莊曉瓊 英文責編:肖菁】