魯北平原東部巨淀湖巖心沉積物記錄的全新世環(huán)境演變*

鄒春輝 趙 強 毛龍江，3

1 南京信息工程大學科學技術(shù)史研究院，江蘇南京 210044 2 濟南大學水利與環(huán)境學院，山東濟南 250022 3 南京信息工程大學海洋科學學院，江蘇南京 210044

全新世與人類發(fā)展聯(lián)系緊密，其氣候變化規(guī)律反映了未來氣候變化的一般趨勢，因而成為PAGES關(guān)注的焦點。大量高分辨率地質(zhì)記錄表明，全新世氣候溫暖濕潤，但也存在一系列百年至千年時間尺度大幅度氣候突變事件(王紹武和龔道溢，2002;Thompsonetal.，2002；Chenetal.，2016；Wangetal.，2016，2019)。研究全新世氣候的時空變化、驅(qū)動機制及其對陸地環(huán)境影響，可為當今全球變暖提供歷史參照，對預(yù)測未來可能出現(xiàn)的全球環(huán)境變化也具有重要的借鑒意義(Zhangetal.，2000；陳發(fā)虎等，2006)。

20世紀90年代以來，學者們利用孢粉、黃土和考古資料等對山東省全新世氣候環(huán)境變遷展開研究，成果多集中在山東半島(韓有松與孟廣蘭，1986；趙濟，1992)、魯南地區(qū)(高華中等，2006；彭淑貞等，2007；徐樹建，2010；趙全科等，2013)和魯中山區(qū)(劉樂軍等，2000；卞學昌，2004；張祖陸等，2005；靳桂云，2006；丁敏等，2011)，而對魯北地區(qū)的研究較少，且缺乏基于湖相沉積的高分辨率環(huán)境演化成果。巨淀湖地處魯北平原東部海岸帶地區(qū)，同時位于中國北方季風區(qū)，對于環(huán)境演變的響應(yīng)比較敏感。全新世以來，伴隨著黃驊海侵、海退，湖面發(fā)生多次波動，處于濱海洼地內(nèi)的古老的河口海灣在河口三角洲和海岸沙堤不斷發(fā)展擴大的條件下演變成潟湖，后經(jīng)注入河流不斷淡化最終形成淡水湖。對巨淀湖地區(qū)的環(huán)境演變進行研究，能夠重建湖區(qū)過去的氣候變化，也可為山東海岸帶地區(qū)的古氣候研究提供新的素材。因此，本研究通過對巨淀湖沉積巖心高分辨率的孢粉和粒度指標分析，結(jié)合AMS14C年代序列，重建研究區(qū)8900 cal a BP以來的環(huán)境變化過程，并結(jié)合已有的山東省古氣候資料進行綜合對比分析，以期為探究山東省全新世環(huán)境演變提供參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

1.1 地理位置與湖泊演變

巨淀湖又名清水泊、鉅定湖，地處黃河下游，坐落于山東省濰坊、東營交界處，位于廣饒縣東部、壽光市西北部，是魯北平原東部地區(qū)面積最大的古湖泊。巨淀湖長40ikm以上，寬約20ikm。從地貌單元上看，巨淀湖位于彌河、白浪河沖積扇的前緣、海積平原與沖積平原的過渡地帶，高程在2～10im之間(張麗娜，2003)。目前，巨淀湖面積逐年縮小，現(xiàn)有湖區(qū)面積約16.6ikm2，剩余湖面主要位于壽光境內(nèi)，是濰坊最大的天然濕地、壽光市唯一的天然湖泊，也是壽光自然面貌保持最原始的地方。

魯北平原東部沿岸古湖泊的形成受到黃驊海侵及入注河流的共同作用。黃驊海侵于6000 a BP左右達到鼎盛期，此時海面最高，后海水逐漸北退，海平面也隨之降低。與此同時，入注河流和沿岸流向萊州灣輸送大量泥沙，使得原淹沒的平原逐漸干涸并沉積成陸地。河口三角洲和海岸沙堤由此不斷發(fā)展，處于濱海洼地內(nèi)的古河口海灣逐漸演變?yōu)闈暫?，如淄水、時水、鐲水等共同入注的河口海灣演變成巨淀湖；白浪河、虞河共同入注的河口海灣演變成為別畫湖；彌河入注的河口海灣演變成為黑冢泊(韓美等，2002)(圖 1)。

圖 1 山東魯北平原東部巨淀湖及JDH鉆孔位置Fig.1 Location of Judian Lake and borehole JDH in the east of Lubei Plain，Shandong Province

1.2 水文地貌與氣候

巨淀湖地區(qū)屬魯北平原水文地質(zhì)區(qū)的濰北濱海平原水文地質(zhì)亞區(qū)，構(gòu)造環(huán)境主要受郯廬斷裂帶的控制(張麗娜，2003)。區(qū)域地勢低平，地貌類型變化層次清楚，由南部山前洪積—沖積平原向北過渡為沖積平原，至萊州灣沿岸過渡為狹窄帶狀沖積—海積平原和海積平原。河流多為短源入海河流，包括膠萊河、濰河、堤河、白浪河、虞河和彌河等(韓美和孟慶海，1996)(圖 1)。該區(qū)屬于溫帶季風氣候，大陸性特征較為明顯，冬季寒冷干燥，夏季炎熱多雨，受海洋影響較顯著。年平均溫度12.2i℃，年平均降雨量為559.5imm且主要集中在夏季；年蒸發(fā)量達1802.6imm，約為年平均降水量的3倍。植被類型以濕地鹽生植被及鹽生草甸植被為主，包括蘆葦群落、香蒲群落—旱生茅草群落、檉柳群落—鹽地堿蓬群落以及光灘濕地等4類植被群落(高美霞等，2009)。

2 材料與方法

2.1 樣品采集

2016年7月，在對研究區(qū)地質(zhì)、地貌、植被等進行了全面野外考察、調(diào)查的基礎(chǔ)上，利用打鉆一體機在巨淀湖西部湖區(qū)進行樣品采集，獲得深度為860icm的連續(xù)沉積巖心(文中將該孔命名為JDH鉆孔，圖1)(未見底)。根據(jù)沉積物的顏色、結(jié)構(gòu)等特征，JDH鉆孔可以劃分為6個巖性層段： 0～200icm，為黃褐色粉砂，夾帶有腐爛植物殘體，局部有少量薄層泥炭，偶見貝殼碎片和少量蟲孔；200～375icm，為黃灰色粉砂質(zhì)砂，偶見少量貝殼碎片；375～560icm，為黃褐色砂質(zhì)粉砂，局部有少量薄層泥炭，偶見少量貝殼碎片；560～590icm，為灰黃色粉砂質(zhì)砂；590～800icm，為黃褐色砂質(zhì)粉砂，局部有少量薄層泥炭，偶見貝殼碎片和少量蟲孔；800～860icm，為黃灰色粉砂質(zhì)砂(圖 2)。所采集的巖心沉積物均于PVC巖心管中密封保存并存于減震箱中，之后運回實驗室中低溫儲存以備處理分析。

圖 2 山東魯北平原東部巨淀湖JDH鉆孔剖面巖性特征Fig.2 Lithology characteristics of borehole JDH of Judian Lake in the east of Lubei Plain，Shandong Province

2.2 樣品處理

在實驗室處理的過程中，以2～10icm間隔取樣，共獲得215個樣品。樣品分析包括AMS14C測年、孢粉鑒定以及粒度的實驗室分析。JDH鉆孔年代測定由美國BETA年代測定實驗室進行AMS14C測年，測試結(jié)果用2013INT CAL 軟件結(jié)合INT CAL 98校正數(shù)據(jù)庫進行年齡校正。

樣品的粒度測試在臨沂大學的粒度實驗室內(nèi)完成，使用英國Malvern公司生產(chǎn)的馬爾文Mastersizer 2000激光粒度儀進行粒度測量。具體實驗步驟如下： (1)取0.3～0.5ig樣品放入燒杯中，加入10imL的雙氧水搖勻、加熱煮沸，直至無細小的氣泡產(chǎn)生為止；(2)向燒杯中加入10imL濃度10%的稀鹽酸，加熱煮沸，直到無氣泡產(chǎn)生；(3)燒杯中注滿蒸餾水并靜置12 h，待所有顆粒沉降，去掉上層清液；(4)取10imL濃度為5imol/L的六偏磷酸鈉加入燒杯并搖勻，放入超聲波清洗儀震蕩10imin；(5)將震蕩后形成的高分散懸浮液使用激光粒度儀進行粒度測量。馬爾文Mastersizer 2000激光粒度儀測量范圍為0.02～2000iμm，重復測量誤差小于2%。

孢粉鑒定于中國科學院南京地質(zhì)古生物研究所現(xiàn)代古生物和地層學國家重點實驗室完成。以20icm為間隔不等距取樣，共取得43塊樣品，并保證所取每個樣品的質(zhì)量不小于200ig。鑒定中取樣50ig，經(jīng)過泡酸、煮堿、氫氟酸處理脫去礦物質(zhì)，后用濃鹽酸進行氧化，最后過篩集中孢粉，并裝管進行鏡下鑒定。

3 結(jié)果

3.1 年代測定

全新世以來巨淀湖鉆孔沉積連續(xù)無間斷，符合取得有機沉積物進行AMS14C測年的要求。 在0～860icm共取得4個AMS14C測年數(shù)據(jù)，其與深度呈現(xiàn)很好的線性關(guān)系(R2=0.99)(圖 3)。 結(jié)合巨淀湖年代與深度的關(guān)系以及前人的研究方法(Longetal.，1992)，得到巨淀湖湖泊沉積物4個年代與深度的對應(yīng)關(guān)系(表 1)。 其他層位的年代則根據(jù)已獲得的年代利用沉積速率進行線性內(nèi)插外推獲得，得到巖心頂部年代為3150 cal a BP，巖心底部年代為8900 cal a BP，由此建立了巨淀湖巖心精確的年代框架。

圖 3 山東魯北平原東部巨淀湖JDH鉆孔年代—深度模式Fig.3 Age-depth model of borehole JDH of Judian Lake in the east of Lubei Plain，Shandong Province

圖 4 山東魯北平原東部巨淀湖JDH鉆孔沉積物粒度參數(shù)隨深度變化曲線Fig.4 Variation curves of grain size parameters with depth of core sediments from borehole JDH of Judian Lake in the east of Lubei Plain，Shandong Province

表 1 山東魯北平原東部巨淀湖鉆孔沉積物AMS14C年代Table 1 AMS14C dating of core sediments of Judian Lake in the east of Lubei Plain，Shandong Province

3.2 粒度分析

表 2 山東魯北平原東部巨淀湖鉆孔JDH巖心沉積物粒度組成及參數(shù)特征(樣品數(shù)： 215)Table 2 Particle size composition and parameter characteristics of core sediments from borehole JDH of Judian Lake in the east of Lubei Plain，Shandong Province(215 samples)

根據(jù)JDH鉆孔沉積物粒度各參數(shù)變化特征，結(jié)合部分層位介形蟲和有孔蟲的分析，可將整個剖面粒度與沉積環(huán)境的變化細分為4個階段(圖 4):

Ⅰ階段(800～860icm)： 此階段砂的平均含量為18.84%，粉砂的平均含量為73.35%，黏土的平均含量為7.81%。砂的平均含量處于整個剖面較高的階段，平均粒徑整體較小。分選系數(shù)變化范圍在2.98～3.25之間，顯示分選很差。對本層位4個微體樣品的分析發(fā)現(xiàn)，僅頂部樣見1枚有孔蟲和14瓣淡水介形類，下部未見任何生物標本，推測此時沉積環(huán)境為泛濫平原和積水洼地，分選效能差，水動力較弱。

Ⅱ階段(375～800icm)： 此階段砂的平均含量為10.26%，粉砂的平均含量為80.41%，黏土的平均含量為9.33%，粉砂的含量達到整個剖面的較高值，黏土和砂的含量較相近。與前一階段相比，平均粒徑變化幅度不大。分選系數(shù)在650～750icm層間波動降低，顯示分選程度轉(zhuǎn)好，該層應(yīng)為海灘—濱岸相沉積環(huán)境。此環(huán)境中在波浪往復運動作用下，沉積物受到多次搬運和分選，細的泥質(zhì)等顆粒被搬運到離岸較遠處，故其分選程度轉(zhuǎn)好，水動力條件較強。此后海平面上升，沉積環(huán)境演變?yōu)闈暫獪\海，沉積物分選系數(shù)增大，分選效能下降，水動力條件減弱。

Ⅲ階段(200～375icm)： 此階段砂的平均含量為17.83%，粉砂的平均含量為74.23%，黏土的平均含量為7.95%。同時中值粒徑和粉砂的含量下降到剖面最低值，分選系數(shù)較大，分選性很差，水動力條件減弱。結(jié)合本階段樣品中介形類整體顯示低分異度(種數(shù))、高優(yōu)勢度(標本數(shù)量)的特征，加之低鹽種為主，故判斷為稍開放潟湖相沉積。

Ⅳ階段(0～200icm)： 此階段0～149icm，砂平均含量為0.35%，粉砂平均含量為87.86%，黏土的平均含量為11.78%。期間出現(xiàn)了2個明顯的峰值： 黏土的含量在149icm處達到了整個剖面的峰值25.44%，粉砂的含量在43icm處達到了整個剖面的峰值92.49%。其中黏土的含量在97icm、143icm和149icm處深度有小幅度的升高，而對應(yīng)粉砂含量變化與其相反。149～200icm，砂含量相比0～149icm出現(xiàn)顯著升高，黏土含量降低。3種粒徑含量波動頻繁，對應(yīng)深度的含量出現(xiàn)較大變化，顯示了沉積環(huán)境的顯著轉(zhuǎn)變。本階段層位中有孔蟲分析顯示，以中國地方性著名的廣溫低鹽種多變小假九字蟲PseudononionellavariabilisZheng為主，次之為世界性廣溫廣鹽種畢克卷轉(zhuǎn)蟲變種Ammoniabeccariivars.(Lineé)，結(jié)合出現(xiàn)指示成土作用的根管，判斷此階段沉積環(huán)境為濕草甸土與受到風暴潮影響的積水低平原。

3.3 孢粉分析

JDH鉆孔0～860icm已鑒定的43個孢粉樣品中，共鑒定出57個孢粉屬(科)。其中，木本植物19個屬(科)，草本植物20個屬(科)，蕨類植物12個屬(科)，藻類植物6個屬(科)。除個別孢粉貧乏的樣品外，其他所有樣品均含有較為豐富的孢粉，平均每個樣品統(tǒng)計183粒，最多統(tǒng)計了498粒/樣，最少為108粒/樣，可以滿足分析的需要。

孢粉組合以草本植物為主，平均含量為68.3%，最高達到95.7%；其次為木本植物花粉，平均含量為21.3%；蕨類植物及藻類出現(xiàn)較少，平均含量分別為6.3%和4.1%。在草本植物花粉中，藜科Chenopodiaceae的含量最高，平均含量為53.6%，其次禾本科Gramineae、蒿屬Artemisia和葎草屬Humulus含量較高，喜濕的莎草科Cype-raceae、水生草本植物花粉香蒲屬Typha和狐尾藻屬Myriophyllum有一定含量，菊科(蒲公英型)Taraxacum type、紫菀屬Aster、蒼耳屬Xanthium、敗醬科Valerianaceae、十字花科Cruciferae、蓼屬Polygonum、毛茛科Ranunculaceae、唐松草屬Tha-lictrum、唇形科Labiatae、錦葵科Malvaceae、茜草科Rubiaceae、石竹科Carophyllaceae、澤瀉科Ali-smataceae等有少量出現(xiàn)。木本植物花粉以松屬Pinus為主，平均含量為78.4%；落葉闊葉類花粉其次，見有櫟屬Q(mào)uercus、樺屬Betula、榛屬Corylus、榿木屬Alnus、鵝耳櫪屬Carpinus、榆屬Ulmus、胡桃屬Juglans、楓楊屬Pterocarya、椴樹屬Tilia、鹽膚木屬Rhus、葉底珠屬Securinega、薔薇科Rosaceae；其余如麻黃屬Ephedra、鐵杉屬Tsuga、大戟科Euphorbiaceae、野桐屬Mallotus、?？芃oraceae、蕓香科Rutaceae也有少量出現(xiàn)。蕨類植物孢子主要以中華卷柏Selaginellasinensis和里白屬Hicriopteris為主，水龍骨科Polypodiaceae及水蕨屬Ceratopteris等零星見到。藻類植物孢子以淡水的盤星藻屬Pediastrum和環(huán)紋藻屬Concentricystes為主，溝鞭藻類刺甲藻屬Spiniferites和缽球藻屬Chystroei-sphaeridia偶見。由此，選擇剖面中孢粉含量大于1%、生態(tài)意義較大的孢粉屬種，繪制主要孢粉屬種百分比圖(圖 5)。此處孢粉組合劃分的4個階段與粒度縱向變化的4個階段并不完全對應(yīng)，這是由于二者所指示的環(huán)境意義不同。孢粉組合是反映氣候環(huán)境演變的首要指標，而粒度作為輔助指標用以揭示古湖的沉積過程和沉積動力，由此補充揭示湖區(qū)的氣候環(huán)境變化。

圖 5 山東魯北平原東部巨淀湖JDH鉆孔沉積物孢粉化石含量百分比圖Fig.5 Percentage of spores and pollen fossils of core sediments from borehole JDH of Judian Lake in the east of Lubei Plain，Shandong Province

A—巨淀湖巖心松屬Pinus百分含量，華北地區(qū)；b—湖光巖瑪珥湖沉積物葉綠素a吸收率，華南地區(qū)；c—金川泥炭δ13C記錄，東北地區(qū)；d—董哥洞石筍 δ18O 記錄，西南地區(qū)；e—敦德冰芯 δ18O 記 錄，西北地區(qū)?；疑鶙l表示降雨減少、氣溫降低時期

4 討論

4.1 巨淀湖湖泊沉積物記錄的中全新世環(huán)境演變

依據(jù)JDH鉆孔孢粉組合，結(jié)合粒度參數(shù)變化特征分析，可將8900 cal a BP以來的巨淀湖地區(qū)中全新世以來的氣候環(huán)境演變分為以下4個階段：

Ⅰ階段(8900—7625 cal a BP)： 本階段草本植物花粉占據(jù)絕對優(yōu)勢，以蒿屬Artemisia和藜科Chenopodiaceae為主，木本植物花粉以松屬Pinus和榆屬Ulmus為主。從蒿屬Artemisia/(蒿屬Artemisia+藜科Chenopodiaceae)之比持續(xù)上升可以看出，降水逐漸增多，濕潤有所程度加強。結(jié)合松屬Pinus含量降低、榆屬Ulmus含量升高的情況，可知氣候逐漸由冷轉(zhuǎn)暖，氣溫上升。粒度指標顯示，砂的含量經(jīng)歷2次波動上升后下降，中值粒徑稍有變細，揭示湖泊水動力由強轉(zhuǎn)弱，湖泊水位降低?？傮w上，本階段反映了氣候由冷干向暖濕的轉(zhuǎn)變。

Ⅱ階段(7625—6810 cal a BP)： 本階段孢粉仍以草本植物花粉為主且比例較大，其中以蒿屬Artemisia和藜科Chenopodiaceae含量最高，禾本科Gramineae和葎草屬Humulus次之；木本植物花粉以松屬Pinus為主，櫟屬Q(mào)uercus和榆屬Ulmus次之。與上一階段相比，蒿屬Artemisia有小幅降低，伴隨著藜科Chenopodiaceae含量的升高，表明降水減少，濕潤程度降低。同時木本植物的分析結(jié)果顯示松屬Pinus/櫟屬Q(mào)uercus的比值升高，且榆屬Ulmus含量大幅降低，表明氣候變涼變干。粒度指標顯示中值粒徑整體變化較穩(wěn)定，粗顆粒含量較上一階段有所減少，水動力稍減弱。在7150～6810 cal a BP各指標出現(xiàn)劇烈波動，與松屬Pinus含量達到整個剖面最大值相對應(yīng)，指示了1次氣溫降低事件。這一事件在中國北部季風邊緣區(qū)以及中北部岱海湖也有相似記錄(Lietal.，2004；黃小忠等，2019)。

Ⅲ階段(6810—4435 cal a BP)： 本階段草本植物花粉仍以蒿屬Artemisia和藜科Chenopodiaceae為主，紫菀屬Aster、 莎草科Cyperaceae和香蒲屬Typha也有出現(xiàn)。 蒿屬Artemisia/(蒿屬Artemisia+藜科Chenopodiaceae)的比值經(jīng)歷了由大變小又增大的過程，又出現(xiàn)喜濕的莎草科Cyperaceae、 水生草本植物花粉香蒲屬Typha和部分蕨類植物在個別層位含量較高情況，可知此階段降水增多，濕潤條件較好。 木本植物花粉中松屬Pinus含量降低，櫟屬Q(mào)uercus、 榆屬Ulmus含量升高，反映了氣溫由寒冷向溫暖的轉(zhuǎn)變。 粒度分析顯示，5450 cal a BP左右平均粒徑波動頻繁，粒徑變化幅度大，結(jié)合蒿屬Artemisia/(蒿屬Artemisia+藜科Chenopodiaceae)之比大幅降低，松屬Pinus含量逐漸升高，說明了此時氣候變冷變干。 總體上，本階段氣候體現(xiàn)了全新世中期整體暖濕氣候的特征，但也存在氣候波動。

Ⅳ階段(4435—3150 cal a BP)： 本階段花粉濃度較高，仍然以草本植物為主，以藜科Chenopodiaceae、禾本科Gramineae、蒿屬Artemisia為主，喜濕的莎草科Cyperaceae、水生草本植物花粉香蒲屬Typha和狐尾藻屬Myriophyllum少量出現(xiàn)。木本植物花粉含量較上一階段有所上升，平均含量達到23.46%，仍以松屬為主，落葉闊葉類花粉少量出現(xiàn)，但種類較上一階段偏多，見有櫟屬Q(mào)uercus、樺屬Betula、榆屬Ulmus、楓楊屬Pterocarya等。依據(jù)蒿屬Artemisia/(蒿屬Artemisia+藜科Chenopo-dia-ceae)之比有小幅降低，且伴隨著禾本科花粉的大量增加以及蕨類植物孢子平均含量略微減少的情況，可推測本階段濕潤程度稍有降低。松屬Pinus在本段的平均含量達到最高，櫟屬Q(mào)uercus、榆屬Ulmus的含量極低，反映了氣候比較寒冷。粒度分析顯示，4090 cal a BP左右砂的含量最低，說明此時期水動力條件減弱，攜帶能力下降；結(jié)合松屬Pinus含量達到整個剖面最大值以及蒿屬Artemisia含量也幾乎降為0的情況，可知此時指示氣候干冷。綜上所述，本階段氣候整體呈冷濕的特征，其間也存在溫度小幅回升，并且在4100 cal a BP左右存在1次較強烈的干冷事件。

總體來看，JDH巖心沉積物反映的湖區(qū)全新世環(huán)境變化，與韓有松等(1996)利用天津北塘P8孔孢粉和海相門類化石組合重建的萊州灣南岸平原中全新世以來的氣候環(huán)境演變具有很大的相似性。同時，張麗娜(2003)指出，中全新世氣溫大幅回暖，進入古湖泊發(fā)展的興盛時期；晚全新世氣候溫涼偏干，為古湖泊的收縮時期。魯北平原東部沿岸古湖泊的消亡與氣候變化、河道遷徙以及人類活動有著密切的關(guān)系。其中氣候變化是古湖泊消亡的根本原因，河流改道是古湖泊消亡的直接原因，而人類活動則進一步加速了古湖泊的消亡(張維英等，2003)。

4.2 氣候突變事件

4.2.1 5450—5280 cal a BP期間的降溫事件與中國季風區(qū)5.5 ka BP事件對比

5450—5280 cal a BP，JDH鉆孔松屬Pinus、藜科Chenopodiaceae的含量顯著增加，蒿屬Artemisia、櫟屬Q(mào)uercus和榆屬Ulmus含量的減低，揭示了氣候向冷干的轉(zhuǎn)變。在全球許多地區(qū)，許多文獻資料也記錄此次發(fā)生在全新世中期的氣候變冷、變干事件，一般將其命名為5.5 ka BP事件。Magny等(2006)綜合分析了南北半球的海洋和陸地多種環(huán)境代用指標序列，證明5.5 ka BP事件具有全球性。在中國也有很多地區(qū)對此事件存在響應(yīng)(圖 6)，如魯東南地區(qū)的全新世地球化學指標分析顯示沂沭河流域在5200 a BP左右出現(xiàn)降溫事件(高華中等，2006)；華南地區(qū)湖光巖瑪珥湖沉積物中表現(xiàn)為葉綠素a濃度于5500—5000 a BP達到最低值(吳旭東等，2011)；東北地區(qū)表現(xiàn)為金川泥炭纖維素δ13C值在5500 a BP左右開始升高并于5000 a BP達到最高(洪業(yè)湯和李漢鼎，1997)；敦德冰芯δ18O 值在6000—5500 a BP出現(xiàn)百分含量下降，而董哥洞δ18O 值在5300iaiBP左右含量上升，二者均指示此時段氣溫突然降低，氣候變冷(衛(wèi)克勤和林瑞芬，1994；李偉，2015)。此次降溫事件的驅(qū)動機制可能與太陽輻射減少導致的赤道輻合帶南移和大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流減弱導致的亞洲夏季風減弱有關(guān)(李東等，2016)。經(jīng)過對比可以發(fā)現(xiàn)，JDH鉆孔巖心反映的5450—5280 cal a BP發(fā)生的降溫事件與其他地區(qū)相近時段發(fā)生的降溫事件具有一致性。但在不同地區(qū)的記錄中，此次事件的表現(xiàn)形式和開始時間有所差異，這可能是由于氣候代用指標不同以及測年誤差所致，也有可能是氣候事件的響應(yīng)存在著區(qū)域差異，具體的原因還需進一步厘清。

A—巨淀湖巖心松屬Pinus百分含量，華北地區(qū)；b—董哥洞石筍 δ18O 記錄，西南地區(qū)；c—太師莊泥炭δ13C記錄，華北地區(qū)；d—西藏錯鄂湖沉積物Rb/Sr記錄，西部地區(qū)；e—神農(nóng)架石筍 δ18O 記錄，華中地區(qū)?；疑鶙l表示降雨減少時期

根據(jù)山東半島濱海平原區(qū)中全新世海相層14C年齡數(shù)據(jù)，認為該區(qū)全新世海侵起始于8000—7000 a BP，至6000 a BP左右海面達到最高(李道高，1995)。此后由于海平面下降及陸地淤長，出現(xiàn)海退過程。本區(qū)壽光市郭井子附近遺留下的1條貝殼堤便是海水退去過程中留下的古岸線的顯著標志，其貝殼堤上層年齡為5680±110 a BP(趙希濤，1980；彭貴，1984)。由此可推測5450—5280 cal a BP期間氣候變冷變干，海平面隨之下降，濱海洼地內(nèi)的古河口海灣逐漸演變?yōu)闈暫?/p>

4.2.2 4160—4090 cal a BP期間的降溫事件與中國季風區(qū)4.2 ka BP事件對比

4160—4090 cal a BP，JDH鉆孔巖心松屬Pinus、藜科Chenopodiaceae花粉含量急劇增加，同時蒿屬Artemisia、喜溫的禾本科Gramineae、喜濕的莎草科Cyperaceae以及水生草本香蒲屬Typha含量下降，各項孢粉證據(jù)均指示此時氣溫降低、降水減少，氣候變得干冷。4.2 ka BP事件是發(fā)生在中全新世大暖期的一次氣候變冷事件，并在世界范圍內(nèi)的中低緯度和亞熱帶地區(qū)，如亞洲、歐洲、非洲和北美洲的記錄在開始時間、持續(xù)時間和強弱程度上表現(xiàn)相似(Bondetal.，1999；Morosetal.，2004)。此事件在中國也普遍存在，如在華中地區(qū)神農(nóng)架山寶洞表現(xiàn)為4300 a BP前后δ18O 值在約200 a內(nèi)迅速正偏1‰(邵曉華等，2006)；青藏高原地區(qū)錯鄂湖表現(xiàn)為4200 a BP前后，反映風化程度的微量元素Rb/Sr值出現(xiàn)峰值(吳艷宏等，2006)；重慶新涯洞表現(xiàn)為4400—4100 a BP期間δ18O 的含量在200ia的時間尺度內(nèi)上升了約1.61%(王建力等，2010)；河北太師莊表現(xiàn)為泥炭δ13C值在4800—4200 a BP大幅升高(靳桂云與劉東生，2001)(圖 7)。Marchant 和Hooghiemstra(2004)對非洲和南美洲本時段氣候突變的證據(jù)進行大量分析后發(fā)現(xiàn)，4.2 ka BP事件是多種因素綜合作用的環(huán)境表現(xiàn)。北半球中低緯度地區(qū)在中全新世以來，太陽輻射持續(xù)減少，一方面導致赤道輻合帶和北半球副熱帶高壓控制區(qū)南移，造成該地區(qū)降雨減少以及熱帶地表植被惡化；另一方面可能導致北大西洋浮冰增加，溫鹽環(huán)流減弱，降低了北半球低—髙緯度的熱量交換，從而使整個北半球中低緯季風減弱(譚亮成等，2008)。對比可知，巨淀湖地區(qū)4160—4090 cal a BP期間所發(fā)生的氣候突變事件與季風區(qū)4.2 ka BP的冷事件具有較強的一致性。

此外，本區(qū)4160—4090 cal a BP期間所發(fā)生的冷干事件伴隨著海平面進一步下降，海水不斷北退，在萊州灣南岸的濰縣央子村至峰臺村一帶發(fā)現(xiàn)有較新的貝殼堤出露。此道貝殼堤為4100—3700 a BP左右的產(chǎn)物，這說明當時海岸線已退至萊州灣南岸的濰縣央子村至峰臺村一帶(趙松齡等，1978；蔡愛智，1981)。海退的過程中，潟湖與海洋隔離，且由于淡水河流的不斷入注，潟湖也逐漸淡化。

5 結(jié)論

1)魯北平原東部巨淀湖JDH鉆孔巖心柱長860icm，巖心頂部年代為3150 cal a BP，巖心底部年代為8900 cal a BP，整體以顆粒偏細的粉砂為主，砂和粉砂的含量變化較大，黏土的含量較穩(wěn)定。粒度及微體生物分析顯示： 800～860icm沉積環(huán)境為泛濫平原和積水洼地；375～800icm沉積環(huán)境演變?yōu)闈暫獪\海；200～375icm為稍開放潟湖相沉積；0～200icm沉積環(huán)境為濕草甸土與受到風暴潮影響的積水低平原。孢粉分析顯示草本植物占據(jù)絕對優(yōu)勢，主要以藜科Chenopodiaceae和禾本科Gramineae含量較高；其次為木本植物花粉，以松屬Pinus為主，落葉闊葉類花粉次之，見有櫟屬Q(mào)uercus、樺屬Betula等；蕨類植物及藻類出現(xiàn)較少。

2)根據(jù)JDH鉆孔剖面孢粉組合，結(jié)合粒度參數(shù)變化特征分析可知： 8900—7625 cal a BP期間，氣候溫暖濕潤；7625—6810 cal a BP期間，氣候變涼變干；6810—4435 cal a BP期間，氣候進入較穩(wěn)定的暖濕期，但也存在小幅波動；4435—3150 cal a BP期間，氣候整體呈寒冷濕潤的特征，期間也存在小幅氣溫回升。

3)巨淀湖地區(qū)的氣候特征記錄了中全新世5450—5280 cal a BP和4160—4090 cal a BP期間出現(xiàn)的明顯冷干事件，這也與中國乃至全球范圍內(nèi)的地質(zhì)氣候記錄存在一致性。這可能是受到太陽輻射變化導致的赤道輻合帶南移、大洋海表溫度的變化以及地表植被的反饋作用影響的結(jié)果。