全新世毛烏素沙地演化初探

孔夢(mèng)園

摘要：毛烏素沙地是研究氣候變化的理想地區(qū)，文獻(xiàn)綜述通過將全新世以來發(fā)育的剖面進(jìn)行整理，發(fā)現(xiàn)在全新世早期，氣候朝溫暖濕潤方向發(fā)展，為疏林草原時(shí)期，但期間也有寒冷時(shí)期出現(xiàn)，東亞夏季風(fēng)逐漸加強(qiáng)，毛烏素沙地向西、北固定，南界推測(cè)距離現(xiàn)代邊界偏西北約50-100 km；全新世中期，沙地大部分固定，沙地南界比現(xiàn)代邊界偏西北約150-200 km；晚期，全新世大部分發(fā)育風(fēng)成砂層，但期間在1.5 ka BP前后可能氣候回暖過，但總體上氣候逐漸朝干冷方向發(fā)展，夏季風(fēng)衰退，冬季風(fēng)不斷增強(qiáng)，沙地向東南擴(kuò)展約20 km。

關(guān)鍵詞：毛烏素沙地；全新世；演化

全新世是距離我們最近的一個(gè)地質(zhì)歷史時(shí)期，這一萬年的氣候變化與人類社會(huì)發(fā)展和科學(xué)進(jìn)步有著重要的關(guān)系。近年來，世界各地對(duì)于全新世氣候變化的報(bào)道屢見不鮮，全新世期間千年、百年尺度氣候快速變化成為近年來國際古環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，格陵蘭冰芯記錄的氣候變化揭示出氣候存在千年尺度的氣候突變，研究認(rèn)為中緯度地區(qū)間冰期氣候波動(dòng)主要受控于地球軌道參數(shù)變化引起的北半球太陽輻射值的變化。這些千年尺度上的氣候波動(dòng)事件在全球是否具有一致性，氣候變化的特征和成因機(jī)制等諸多問題還有待深入研究，但深入研究的前提是建立在大量證據(jù)之上的。

毛烏素沙地位于長(zhǎng)城以北，鄂爾多斯高原東南部，屬黃土高原與鄂爾多斯干燥剝蝕高原過渡帶，地勢(shì)西北高東南低，是唯一和黃土高原直接相連的沙地，兩者的交互部位構(gòu)成了沙漠一黃土邊界帶，由于毛烏素沙地所處的特殊的地理位置，兼具生態(tài)脆弱性和氣候敏感性，在時(shí)間和空間上具有高度不穩(wěn)定性，隨著氣候冷暖的波動(dòng)，使毛烏素沙地不斷固定一活化，這里的氣候變化、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和人類活動(dòng)在沙漠的形成和演化中均有重要作用，學(xué)者們?cè)谶@里進(jìn)行大量的研究，為毛烏素沙地在地質(zhì)歷史時(shí)期的固定與活化建立了詳細(xì)的年代框架。

1 研究區(qū)概況

毛烏素沙地位于鄂爾多斯高原東南部，地理位置為37o27′-39o22′N，107o20′-111o30′E，地處我國東部季風(fēng)邊緣區(qū)，氣候類型為干旱一半干旱的大陸季風(fēng)型氣候，植被由草原向荒漠草原過渡，其季風(fēng)環(huán)流的影響強(qiáng)度因季節(jié)變化而不同，冬季受到來自高緯度地區(qū)的蒙古一西伯利亞反氣旋的控制，盛行西北季風(fēng)，寒冷干燥；夏季主要受到北太平洋副熱帶高壓和印度洋低壓共同控制。

2 研究方法

通過對(duì)文獻(xiàn)剖面的綜述，看在同一時(shí)期地層沉積相反映的氣候變化是否一致，初步推測(cè)沙地的變化情況。將所收集到的前人己研究到的30個(gè)剖面繪制如圖1所示，研究過的剖面大多位于毛烏素沙地的東緣和東南緣，在沙地腹地、北緣和西緣的剖面較少，可能是因?yàn)樵谏车馗沟睾捅本壍纳城鹬袑ふ夜磐寥辣容^困難，而且古土壤易受到剝蝕不好保存，其中三道溝剖面，鎮(zhèn)北臺(tái)剖面、楊橋畔剖面、糜地灣剖面和柳樹灣剖面的沉積序列較完整，分辨率較高。為方便對(duì)比，地層中的14C年齡全部轉(zhuǎn)化為了日歷年。

將所收集到的前人己研究過到的30個(gè)剖面繪制于圖1中，研究過的剖面大多位于毛烏素沙地的東緣和東南緣，在沙地腹地、北緣和西緣的剖面較少，可能是因?yàn)樵谏车馗沟睾捅本壍纳城鹬袑ふ夜磐寥辣容^困難，而且古土壤易受到剝蝕不好保存，其中3道溝剖面，鎮(zhèn)北臺(tái)剖面、楊橋畔剖面、糜地灣剖面和柳樹灣剖面的沉積序列較完整，分辨率較高。

3 全新世毛烏素沙地的演化

全新世早期，神木楊桃峁剖面、金剛寺剖面、趙家峁剖面、鎮(zhèn)北臺(tái)剖面、滴哨溝灣剖面、楊橋畔剖面都發(fā)育了古土壤，三道溝剖面發(fā)育了弱成壤，但期間也堆積過風(fēng)成砂，楊桃峁剖面在9.398 ka BP前后堆積風(fēng)成砂，趙家峁在10 ka BP之前堆積風(fēng)成砂，達(dá)拉石剖面在8.54 ka BP之前為風(fēng)成砂，說明氣候在朝溫暖濕潤方向發(fā)展。孢粉記錄表明，在全新世早期的11-9 ka BP為疏林草原時(shí)期，但期間也有寒冷時(shí)期出現(xiàn)，降水量比現(xiàn)今高100mm，東亞夏季風(fēng)逐漸加強(qiáng)，毛烏素沙地向西、北固定，南界推測(cè)距離現(xiàn)代邊界偏西北。通過對(duì)毛烏素沙地東南緣全新世氣候研究發(fā)現(xiàn)，全新世早期氣候不穩(wěn)定，夏季風(fēng)有增強(qiáng)趨勢(shì)；渾善達(dá)克沙地10-7.1 ka BP為升溫波動(dòng)期；科爾沁沙地在8-10 ka BP沙丘由流動(dòng)向固定轉(zhuǎn)化。

全新世中期，沙地大部分剖面都發(fā)育了古土壤層，鎮(zhèn)北臺(tái)剖面在11.432 ka BP之后都堆積了古土壤和弱成壤，但3道溝剖面記錄到了3次的風(fēng)沙事件，高家村剖面記錄到了5次風(fēng)沙事件，說明氣候也不是一直暖濕的，期間有寒冷事件的出現(xiàn)，總體上是溫暖濕潤的。沙地大部分固定，孢粉數(shù)據(jù)顯示該期是以蒿屬為主的疏林草原，降水量在最適宜期比現(xiàn)代高100--200mm，沙地南界比現(xiàn)代邊界偏西北約150～200 km。渾善達(dá)克沙地8.0-2.7 ka BP，氣候濕潤，植被茂密，沙地呈固定一半固定狀態(tài)；科爾沁沙地在8.0-3.0 kaBP發(fā)育砂質(zhì)古土壤，沙地大部分被固定，我國北方氣候普遍溫暖濕潤，盛行夏季風(fēng)，降水增多，生草成壤作用強(qiáng)烈。

晚全新世大部分發(fā)育風(fēng)成砂層，但期間在1.5 ka BP前后可能氣候回暖過，錦界剖面和何家梁剖面發(fā)育過古土壤層，總體上，氣候逐漸朝干冷方向發(fā)展，夏季風(fēng)衰退，冬季風(fēng)不斷增強(qiáng)。這個(gè)時(shí)期，主要為疏林草原、干草原，西北部為荒漠草原，沙地向東南擴(kuò)展約20 km。渾善達(dá)克沙地在2.3 ka BP，沙丘活化；但這期間也出現(xiàn)過短暫的回暖時(shí)期，滴哨溝灣剖面記錄到在0.96-1.35 ka BP，氣候暖濕導(dǎo)致沙地縮小。