浑善达克沙地近5000年来环境演变研究VIP

1、 研究生：武健伟研究生：武健伟导导 师：高尚玉教授师：高尚玉教授浑善达克沙地近浑善达克沙地近5000年来环境演变研究年来环境演变研究博士学位论文答辩博士学位论文答辩论文提纲论文提纲第一章第一章 绪绪 论论第二章第二章 研究区自然地理概况研究区自然地理概况第三章第三章 剖面概况与地层年代序列剖面概况与地层年代序列第四章第四章 沙地环境演变的证据沙地环境演变的证据第五章第五章 近近5000年来浑善达克沙地环境变化重建年来浑善达克沙地环境变化重建第六章第六章 中世纪暖期浑善达克沙地空间格局与景观特征中世纪暖期浑善达克沙地空间格局与景观特征第七章第七章 结论与讨论结论与讨论第一章第一章 绪论绪论第一节

2、第一节 选题背景选题背景 近近5000年是过去全球变化研究的重点时段之一，其重要意年是过去全球变化研究的重点时段之一，其重要意义在于该时段各种载体记录的信息丰富，有利于恢复气候与环义在于该时段各种载体记录的信息丰富，有利于恢复气候与环境变化过程；近境变化过程；近5000年又是与人类关系最密切的一个时期，在年又是与人类关系最密切的一个时期，在此期间环境演变过程在自然演变的基础上又叠加了人类对环境此期间环境演变过程在自然演变的基础上又叠加了人类对环境的影响，从而使环境演变过程变得更加复杂。的影响，从而使环境演变过程变得更加复杂。 位于内蒙古高原的浑善达克沙地是对环境演变响应强烈的位于内蒙古高原的浑

3、善达克沙地是对环境演变响应强烈的生态脆弱带，沙地内分布有众多内陆封闭、半封闭湖泊和风沙生态脆弱带，沙地内分布有众多内陆封闭、半封闭湖泊和风沙露头剖面，都是记录环境变迁的重要载体，敏感的位置与丰富露头剖面，都是记录环境变迁的重要载体，敏感的位置与丰富的信息记录使该区域成为环境演变研究领域关注的热点，本研的信息记录使该区域成为环境演变研究领域关注的热点，本研究选定浑善达克沙地为研究对象。究选定浑善达克沙地为研究对象。 第二节第二节 沙漠演化与环境变化研究现状沙漠演化与环境变化研究现状 1 1 国外研究现状国外研究现状（1 1）沙漠演化与环境变化背景研究）沙漠演化与环境变化背景研究 （2 2）特征期

4、沙漠空间格局与景观特征研究）特征期沙漠空间格局与景观特征研究2 2 国内研究现状国内研究现状图图1-1 中国北方现代沙漠、沙地分布中国北方现代沙漠、沙地分布1 呼伦贝尔沙地呼伦贝尔沙地 2 松嫩沙地松嫩沙地 3 科尔沁沙地科尔沁沙地 4 浑善达克沙地浑善达克沙地 5 毛乌素沙地毛乌素沙地 6 库布齐沙漠库布齐沙漠 7 乌乌兰布和沙漠兰布和沙漠8 腾格里沙漠腾格里沙漠 9 巴丹吉林沙漠巴丹吉林沙漠 10 共和沙地共和沙地 11古尔班通古特沙漠古尔班通古特沙漠 12 塔克拉玛塔克拉玛干沙漠干沙漠 13 贺兰山贺兰山（1 1）沙漠演化与环境变化背景研究）沙漠演化与环境变化背景研究（2 2）特征期沙漠

5、空间格局与景观特征研究）特征期沙漠空间格局与景观特征研究 第三节第三节 研究内容与方法研究内容与方法1 1 选题及拟解决的关键问题选题及拟解决的关键问题（1 1）风沙沉积记录的近）风沙沉积记录的近50005000年来浑善达克沙地环境演变序列；年来浑善达克沙地环境演变序列； （2 2）湖泊沉积记录的近）湖泊沉积记录的近500500年来浑善达克沙地环境演变序列；年来浑善达克沙地环境演变序列；（3 3）浑善达克沙地现代土地沙漠化研究；）浑善达克沙地现代土地沙漠化研究；（4 4）重建中世纪暖期浑善达克沙地空间格局与景观特征。）重建中世纪暖期浑善达克沙地空间格局与景观特征。2 2 研究方法与技术路线研究

6、方法与技术路线 本研究主要采用野外考察、野外采样、室内实验、数据处理与分本研究主要采用野外考察、野外采样、室内实验、数据处理与分析的研究方法开展析的研究方法开展。3 3 创新点创新点（1 1）风沙沉积、湖泊沉积、历史和考古文献、现代器测资料等多种）风沙沉积、湖泊沉积、历史和考古文献、现代器测资料等多种代用资料综合分析，全面认识浑善达克沙地近代用资料综合分析，全面认识浑善达克沙地近50005000年来环境变化年来环境变化规律；规律；（2 2）恢复近）恢复近500500年来高分辨率浑善达克沙地环境变化时间序列；年来高分辨率浑善达克沙地环境变化时间序列；（3 3）重建中世纪暖期浑善达克沙地空间格局与

7、景观特征。）重建中世纪暖期浑善达克沙地空间格局与景观特征。第二章第二章 研究区自然地理概况研究区自然地理概况第一节第一节 地理位置地理位置 浑善达克沙地位于内蒙古高原中东部，地理位置位于东经浑善达克沙地位于内蒙古高原中东部，地理位置位于东经112 22 至至117 57 ，北纬，北纬41 56 至至44 24 。沙地呈东西延长的椭圆形，东西。沙地呈东西延长的椭圆形，东西延伸约延伸约450公里，南北宽约公里，南北宽约300公里，面积公里，面积31540km2。第二节第二节 自然地理概况自然地理概况1 地质地貌地质地貌 浑善达克沙地在地质构造单元的划分上是蒙古地槽古生代褶皱带浑善达克沙地在地质构造

8、单元的划分上是蒙古地槽古生代褶皱带的一部分的一部分。海西运动上升为陆地，燕山运动以来经历了振荡式的构造。海西运动上升为陆地，燕山运动以来经历了振荡式的构造运动，第三纪早期，沉降为内陆湖盆，堆积了第三纪湖相沉积物，第运动，第三纪早期，沉降为内陆湖盆，堆积了第三纪湖相沉积物，第三纪末和第四纪初，湖泊缩小，直至消亡，在强劲的风力作用下，形三纪末和第四纪初，湖泊缩小，直至消亡，在强劲的风力作用下，形成沙地。成沙地。 固定、半固定，并含部分半流动和少量流动沙丘的沙丘群与丘间固定、半固定，并含部分半流动和少量流动沙丘的沙丘群与丘间洼地、滩地、积水洼地或大小湖泊的镶嵌分布是沙地的显著特色洼地、滩地、积水洼地

9、或大小湖泊的镶嵌分布是沙地的显著特色。图图2-1 2-1 浑善达克沙地地貌图浑善达克沙地地貌图 2 气候气候 浑善达克沙地属温带大陆性季风气候，具有气温较低、冷热剧变，浑善达克沙地属温带大陆性季风气候，具有气温较低、冷热剧变，降水少、变率大，风频高、风力大，蒸发量大、干燥度高等特点。降水少、变率大，风频高、风力大，蒸发量大、干燥度高等特点。3 水文水文 沙地东南部主要有闪电河、滦河等，东部和中部有公格尔音郭勒河、沙地东南部主要有闪电河、滦河等，东部和中部有公格尔音郭勒河、锡林河、高格斯台河等。沙地中湖泊也相当发育，约有锡林河、高格斯台河等。沙地中湖泊也相当发育，约有110110个，东部为个，东

10、部为淡水湖，较大的有查干诺尔等；西部多为盐碱湖，较大的盐湖有二连诺淡水湖，较大的有查干诺尔等；西部多为盐碱湖，较大的盐湖有二连诺尔等。东部地下水丰富，西部地下水缺乏。尔等。东部地下水丰富，西部地下水缺乏。 4 土壤与植被土壤与植被 浑善达克沙地的主要土壤类型以栗钙土为主，其次为棕钙土，非地浑善达克沙地的主要土壤类型以栗钙土为主，其次为棕钙土，非地带性土壤主要为风沙土。浑善达克沙地植被以草原植被为主，针阔叶乔带性土壤主要为风沙土。浑善达克沙地植被以草原植被为主，针阔叶乔木、榆树疏林等超地带性植被明显。木、榆树疏林等超地带性植被明显。 第三章第三章 剖面概况与地层年代序列剖面概况与地层年代序列第一

11、节第一节 剖面介绍剖面介绍1 湖泊沉积剖面湖泊沉积剖面 白银库仑诺尔位于浑善达克沙地北部，湖泊经纬度为白银库仑诺尔位于浑善达克沙地北部，湖泊经纬度为43 16 20 43 17 54 N， 116 10 47 116 15 E。湖泊主要依靠天然降水和地下湖泊主要依靠天然降水和地下水补给，湖泊沉积的碎屑物质主要来源于湖岸雨水冲刷、岸坡侵蚀和水补给，湖泊沉积的碎屑物质主要来源于湖岸雨水冲刷、岸坡侵蚀和风力搬运堆积。风力搬运堆积。 研究者于研究者于2002年年6月在北纬月在北纬43 17 5 ，东经，东经116 14 20 处开挖取样处开挖取样（编号（编号BY1），），取样间隔为取样间隔为1cm，共

12、获取共获取117个样品，样品以原始状态个样品，样品以原始状态存放于自封塑料袋内运回实验室。剖面整体以淤泥、砂质淤泥和粉砂存放于自封塑料袋内运回实验室。剖面整体以淤泥、砂质淤泥和粉砂质淤泥为主（图质淤泥为主（图3-1）。）。123456图图3-1 白银库伦诺尔白银库伦诺尔BY1剖面岩芯柱状图剖面岩芯柱状图 1. 114cm，灰黑色淤泥，胶结强；2. 1425cm，灰黑色粉砂质淤泥，见少量贝壳残体；3. 2575cm，灰黑色淤泥，水平层理清晰，大量植物、贝壳残体；4. 7591cm, 灰黑色淤泥，少量植物、贝壳残体；5. 9198cm，黑色淤泥，胶结强；6. 98117cm，灰黑色砂质淤泥。 柱状

13、剖面深度（cm）2 2 风沙沉积剖面风沙沉积剖面2.1 2.1 多伦剖面多伦剖面 多伦剖面采自内蒙古自治区锡林郭勒盟多伦县上多伦剖面采自内蒙古自治区锡林郭勒盟多伦县上都河乡境内，地理位置为北纬都河乡境内，地理位置为北纬42 20.933 ，东经，东经116 30.179 ，海拔高度为，海拔高度为1468米，地处浑善达克沙地南米，地处浑善达克沙地南部。剖面出露厚度大于部。剖面出露厚度大于320cm，野外按野外按5cm间隔连续间隔连续采样，共取得采样，共取得62个样品。剖面详细描述如图个样品。剖面详细描述如图3-2。1.现代风成砂。灰黄色，分选均匀，质地疏松，成分以中细砂、细砂为主，发现大量草根，

14、厚约20cm。2.弱砂质古土壤。弱发育，深黄色，质地较疏松，略有胶结，厚约17cm。3.风成砂。风成层理发育，灰黄色，分选较均匀，厚约43cm。4.弱砂质古土壤。弱发育，灰褐色，略有胶结，厚约25cm。5.风成砂。灰黄色，分选较均匀，厚约15cm。6.弱砂质古土壤。淡褐色，弱发育，质地较疏松，厚约30cm。7.风成砂。灰黄色，分选较均匀，厚约10cm。8.古土壤。颜色为深褐色至黑色，颗粒粘性强，质地紧实，有机质含量高，厚约75cm。9.风成砂。黄色，未见底。图图3-2 多伦剖面实测图多伦剖面实测图1050深度（cm）2.2 哈登胡舒剖面哈登胡舒剖面 哈登胡舒剖面采自内蒙古自治区锡林郭勒盟正蓝哈

15、登胡舒剖面采自内蒙古自治区锡林郭勒盟正蓝旗哈登胡舒乡境内，地理位置为北纬旗哈登胡舒乡境内，地理位置为北纬42 35.496 ，东，东经经115 54.239 ，海拔，海拔1317米，地处浑善达克沙地中米，地处浑善达克沙地中部。剖面厚度大于部。剖面厚度大于200cm，野外按野外按5cm间隔连续采样，间隔连续采样，共取得共取得40个样品。剖面详细描述如图个样品。剖面详细描述如图3-3 。1.现代风成砂。灰黄色，分选均匀，质地疏松，成分以中细砂、细砂为 主 ， 发 现大量草根，厚约56cm。2.弱砂质古土壤。弱发育，深黄色，质地较疏松，略有胶结，厚约11cm。3.古风成砂。灰黄色，分选较均匀，厚约6

16、9cm。4.古土壤。颜色为深褐色至黑色，从上至下颜色逐渐变浅，颗粒粘性强，质地紧实，有机质含量高，厚约57cm。5.古风成砂，未见底。图图3-3 哈登胡舒剖面实测图哈登胡舒剖面实测图EW深度（cm）2.3 苏尼特剖面苏尼特剖面 苏尼特剖面位于苏尼特右旗二连浩特公路约苏尼特剖面位于苏尼特右旗二连浩特公路约40公公里处，地理位置为北纬里处，地理位置为北纬43 06.418 ，东经，东经112 25.892 ，海拔高度为海拔高度为1079米。剖面厚度大于米。剖面厚度大于300cm，野外按野外按5cm间隔连续采样，至砂砾岩顶部，共取得间隔连续采样，至砂砾岩顶部，共取得60个样品。个样品。剖面详细描述如

17、图剖面详细描述如图3-4。 1.现代风成砂。灰黄色，分选均匀，质地疏松，风成微层理较发育，成分以细砂、微细砂为主，厚约60cm。2.弱砂质古土壤。弱发育，细砂质，颜色较上层风成砂变深，暗黄色，较紧实，厚15cm。3.古风成砂。灰黄色细砂，岩性特征与现代风成砂相似，厚约20cm。4.弱砂质古土壤。弱发育，浅灰褐色，厚约30cm。5.古风成砂。灰黄色细砂，分选均匀，厚约175cm。6.灰白色砂砾岩。 图图3-4 苏尼特剖面实测图苏尼特剖面实测图NS深度（cm）第二节第二节 地层年代测定地层年代测定1 测定方法测定方法 由于本研究所涉及的风沙沉积和湖泊沉积均为全由于本研究所涉及的风沙沉积和湖泊沉积均

18、为全新世以来的沉积物，常规新世以来的沉积物，常规14C测年和放射性核素如测年和放射性核素如210Pb、137Cs测年即可满足测年要求。因此风沙沉积样测年即可满足测年要求。因此风沙沉积样品采用常规品采用常规14C测年，湖泊沉积表层沉积物采用测年，湖泊沉积表层沉积物采用210Pb和和137Cs测年。测年。 2 沉积物定年沉积物定年2.1 BY1沉积剖面沉积剖面1963年1952年210Pb强度（强度（Bq/kg）137Cs强度（强度（Bq/kg）图图3-5 BY1剖面测年剖面测年 综合综合137Cs、210Pb测定结果，计算该剖面平均沉积速率为测定结果，计算该剖面平均沉积速率为2.3cm/a，根根

19、据平均沉积速率、剖面深度和分样间距，据平均沉积速率、剖面深度和分样间距，BY1剖面代表了分辨率约剖面代表了分辨率约4.3年年具有约具有约500余年跨度的连续沉积序列（余年跨度的连续沉积序列（A.D.15001999），），据此可推算不据此可推算不同深度的年龄。同深度的年龄。199919001800170016001500年代（A.D.）柱状剖面柱状剖面深度（cm）图图 3-6 BY1剖面年代与深度关系剖面年代与深度关系 2.2 多伦剖面多伦剖面实验室编号实验室编号 深度（深度（cmcm） 样品材料样品材料 1414C C测年（测年（aB.P.aB.P.）CG-4381 120CG-4381 1

20、20122 122 砂土砂土 134013409090CG-4380 161CG-4380 161163 163 粘土粘土 22002200100100CG-4322 230CG-4322 230232 232 粘土粘土 494049409595图图3-7 多伦剖面深度与年代关系多伦剖面深度与年代关系 494095222010013409014C Age(aB.P.)深度（深度（cm）柱状剖面柱状剖面2.2 苏尼特剖面苏尼特剖面实验室编号实验室编号 深度（深度（cmcm） 样品材料样品材料 1414C C测年（测年（aB.P.aB.P.）CG-4387 70CG-4387 7072 72 砂土

21、砂土 156015608585CG-4386 118CG-4386 118120 120 砂土砂土 18901890909018909015608514C Age(aB.P.)柱状剖面柱状剖面深度（深度（cm）图图3-8 苏尼特剖面深度与年代关系苏尼特剖面深度与年代关系 2.3 2.3 哈登胡舒剖面哈登胡舒剖面 下层古土壤发育时间约为下层古土壤发育时间约为23001900aB.P.，上层弱砂质古土壤发上层弱砂质古土壤发育时间约在育时间约在16001000aB.P.。因此，该剖面反映出新冰期第三期因此，该剖面反映出新冰期第三期（32002300aB.P.）以来浑善达克沙地环境变化过程。以来浑善达

22、克沙地环境变化过程。BA21632163808097580803614808070708080140280801410141088882077207787874379437990906.68m2.8m2mC图图3-9 哈登胡舒剖面与其它剖面年代对比哈登胡舒剖面与其它剖面年代对比其中其中A-哈登胡舒剖面（李森等哈登胡舒剖面（李森等 1995）B-桑根达来剖面（梁玉莲桑根达来剖面（梁玉莲 1991）C-哈登胡舒哈登胡舒剖面（本文）剖面（本文）3 地层年代序列地层年代序列年代年代沉积相沉积相16001000aB.P.古土壤古土壤19001600aB.P.古风成砂古风成砂23001900aB.P.古土

23、壤古土壤32002300aB.P.古风成砂古风成砂50003200aB.P.古土壤古土壤 根据浑善达克沙地地层沉积相特征、年代测定及与邻近地区地根据浑善达克沙地地层沉积相特征、年代测定及与邻近地区地层对比，可大致建立浑善达克沙地层对比，可大致建立浑善达克沙地50001000aB.P.地层年代序列，地层年代序列，即即50003200aB.P.、23001900aB.P.和和16001000aB.P.为三次古为三次古土壤发育时期，土壤发育时期，32002300aB.P.、19001600aB.P.为古风成砂堆为古风成砂堆积时期（表积时期（表3-1）。）。 由于本研究缺乏由于本研究缺乏1000500

24、aB.P.连续剖面资料，因此连续剖面资料，因此1000500aB.P.浑善达克沙地环境变化将主要依据历史文献和考古资料获得。浑善达克沙地环境变化将主要依据历史文献和考古资料获得。 近近500年来年代序列的建立则依据沙地内湖泊沉积年来年代序列的建立则依据沙地内湖泊沉积BY1剖面测年结果。剖面测年结果。表表3-1 3-1 浑善达克沙地浑善达克沙地50001000aB.P.地层分布和年代地层分布和年代 第四章第四章 沙地环境演变的证据沙地环境演变的证据第一节第一节 代用指标分析测试代用指标分析测试1 代用指标的气候或环境指示意义代用指标的气候或环境指示意义 2 代用指标分析测试方法代用指标分析测试方

25、法第二节第二节 粒度特征粒度特征1 1湖泊沉积物粒度特征湖泊沉积物粒度特征1.1粒度组成粒度组成259535250300120柱状剖面250m（%）中值粒径中值粒径深度（cm）15100图图 4-1BY1剖面粒度组成及变化剖面粒度组成及变化 y = 326.45e-0.0332xR2 = 0.846104080120050100y = 3.5806x + 7.6114R2 = 0.7831040801200510152025y = -0.3792x + 34.173R2 = 0.8970510152025050100图图4-2 粉砂、中值粒径与细砂的相关性粉砂、中值粒径与细砂的相关性（a-粉砂

26、粉砂/中值粒径中值粒径 b-细砂细砂/中值粒径中值粒径 c-细砂细砂/粉砂）粉砂） 细砂主要反映了风力的搬运作用，而粉砂则主要反映了细砂主要反映了风力的搬运作用，而粉砂则主要反映了较为湿润时期的湖泊沉积物。细砂和粉砂变化大体分为较为湿润时期的湖泊沉积物。细砂和粉砂变化大体分为11791cm、9144cm、4423cm及及230cm四段。四段。abc1.2 粒度参数粒度参数图图4-3BY1剖面粒度参数变化剖面粒度参数变化 -111.22.803000.51.5柱状剖面柱状剖面平均粒径平均粒径标准偏差标准偏差峰态峰态偏度偏度340深度（深度（cm）2 风沙沉积物粒度特征风沙沉积物粒度特征图图4-4

27、 多伦剖面粒度变化多伦剖面粒度变化 50501001001005000.53.5磁化率40m含量(%)平均粒径（m）标准偏差柱状剖面494095222010013409014C Age(aB.P.深度（cm）40105001001005031柱状剖面磁化率平均粒径（m）40 m含量（%）标准偏差深度（cm）图图4-5 哈登胡舒剖面粒度变化哈登胡舒剖面粒度变化 图图4-6 苏尼特剖面粒度变化苏尼特剖面粒度变化 4500150701000.52.5100柱状剖面磁化率平均粒径（m）40m含量(%)标准偏差18909015608514C Age(aB.P.)深度（cm）第三节第三节 孢子花粉孢子花粉

28、 对对BY1剖面剖面10个样品进行孢粉分析，根据孢粉组合特征，划分为个样品进行孢粉分析，根据孢粉组合特征，划分为3个孢粉带，自下而上依次为：个孢粉带，自下而上依次为： 孢粉组合孢粉组合：植被面貌为灌丛草原疏林草原，气候冷干。植被面貌为灌丛草原疏林草原，气候冷干。 孢粉组合孢粉组合：植被为疏林草原针阔混交林森林草原，气候冷偏植被为疏林草原针阔混交林森林草原，气候冷偏干冷偏湿。干冷偏湿。 孢粉组合孢粉组合：植被为针阔混交林森林草原，气候温和湿润温和植被为针阔混交林森林草原，气候温和湿润温和偏干。偏干。 本区近本区近500年来植被类型曾经历了灌丛草原疏林草原年来植被类型曾经历了灌丛草原疏林草原以松、

29、云以松、云杉为主的森林草原疏林草原杉为主的森林草原疏林草原以松、云杉、桦等为主的森林草原植以松、云杉、桦等为主的森林草原植被。反映该区气候出现冷干被。反映该区气候出现冷干冷偏干冷偏湿冷偏干冷偏湿温和湿润温和偏干温和湿润温和偏干等一系列更替。等一系列更替。 第四节第四节 地球化学元素地球化学元素1 湖泊沉积物地球化学元素湖泊沉积物地球化学元素图图4-7 BY1剖面有机质、剖面有机质、CaCO3、化学元素含量变化化学元素含量变化 002071015500030022柱状剖面MnSrBa有机质有机质CaCO3Fe深度（cm）2 2风沙沉积物地球化学元素风沙沉积物地球化学元素层层序序岩性岩性SiO2A

30、l2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OMnO1现代风成砂现代风成砂82.787.9611.1050.5760.3042.4471.9010.0222弱砂质古土壤弱砂质古土壤82.258.4071.3630.6040.4022.6011.8930.0283古风成砂古风成砂82.38.2291.080.5860.3152.6981.960.0234弱砂质古土壤弱砂质古土壤83.177.7291.1750.5930.3552.7131.8760.0255古风成砂古风成砂83.807.3950.9490.5340.2652.5041.6760.0196弱砂质古土壤弱砂质古土壤81.358.478

31、1.0930.5540.2892.8121.8190.0237古风成砂古风成砂81.998.4690.9490.5490.272.9971.8590.01958砂质古土壤砂质古土壤81.257.9721.7210.6220.4532.6381.4460.03559古风成砂古风成砂82.367.2621.0960.5420.3572.4991.5370.021平均值平均值82.387.951.220.580.342.641.750.025表表4-1 多伦剖面常量元素含量（多伦剖面常量元素含量（%） 表表4-2 哈登胡舒剖面常量元素含量哈登胡舒剖面常量元素含量 （%） 层层序序岩性岩性SiO2Al

32、2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OMnO1现代风成砂现代风成砂83.077.5881.1190.6390.3752.4651.7350.0222弱砂质古土壤弱砂质古土壤82.987.6721.1830.6940.4022.5081.6570.0273古风成砂古风成砂83.867.2410.9030.5440.3442.4281.7770.0194弱砂质古土弱砂质古土82.818.0471.2310.6390.422.7691.7090.0245古风成砂古风成砂84.086.4520.9160.5560.2692.4771.720.015平均值平均值83.27.611.120.630.3

33、82.561.720.022表表4-3 苏尼特剖面常量元素成分苏尼特剖面常量元素成分 （%） 层层序序岩性岩性SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OMnO1现代风成砂现代风成砂80.858.71.4460.6240.362.512.2560.0252弱砂质古土壤弱砂质古土壤79.2110.211.7051.1770.5282.6332.570.0323古风成砂古风成砂80.689.111.350.870.4032.7542.3770.0284弱砂质古土壤弱砂质古土壤78.910.071.7891.0350.4862.6242.5090.0395古风成砂古风成砂79.959.75

34、91.2930.7360.3772.6212.5040.028平均值平均值79.889.641.480.800.422.592.460.029812120401.22.41.02.21.42.2191301.400.8SiO2/Al2O3SiO2/Fe2O3CaO/MgOK2O/Na2OAl2O3+Fe2O3/RO+R2OSiO2/RO+R2O有机质CaCO3柱状剖面494095222010013409014C Age(aB.P.)深度（cm）图4-8 多伦剖面氧化物比值、有机质、CaCO3变化 1.2SiO2/RO+R2OCaO/MgO120715SiO2/Al2O3SiO2/Fe2O31.

35、22.4K2O/Na2OCaCO32.0Al2O3+Fe2O3/RO+R2O1.42.01812有机质01.201.0柱状剖面深度（cm）40图4-9 哈登胡舒剖面氧化物比值、有机质、CaCO3变化 CaCO31.6SiO2/Fe2O3SiO2/Al2O36103090Al2O3+Fe2O3/RO+R2O1.600.6有机质SiO2/RO+R2O1016CaO/MgO1.20K2O/Na2O12.2柱状剖面18909015608514C Age(aB.P.)深度（cm）22.4图4-10 苏尼特剖面氧化物比值、有机质、CaCO3变化 第五节第五节 磁化率曲线磁化率曲线柱状剖面磁化率（SI）50

36、494095222010013409014C Age(aB.P.)100深度（cm）4010柱状剖面磁化率（SI）深度（cm）柱状剖面磁化率（SI）18909015608514C Age(aB.P.)50100深度（cm） 图图4-11 浑善达克沙地风沙沉积剖面磁化率变化浑善达克沙地风沙沉积剖面磁化率变化 磁化率曲线的低谷段与风成砂层一一对应，反映风成砂堆积时期气候干磁化率曲线的低谷段与风成砂层一一对应，反映风成砂堆积时期气候干冷，风积作用旺盛；而磁化率曲线的高峰段与古土壤层一一对应，反映古冷，风积作用旺盛；而磁化率曲线的高峰段与古土壤层一一对应，反映古土壤发育时期气候暖湿，成土作用明显。土壤

37、发育时期气候暖湿，成土作用明显。 第五章第五章 近近50005000年来浑善达克沙地环境变化重建年来浑善达克沙地环境变化重建第一节第一节 500050001000aB.P.1000aB.P.浑善达克沙地环境变化重建浑善达克沙地环境变化重建 50003200aB.P.浑善达克沙地气候温暖湿润，流沙固定成壤，浑善达克沙地气候温暖湿润，流沙固定成壤，形成森林草原疏林草原景观。形成森林草原疏林草原景观。 32002300aB.P.气候干旱寒冷，流沙扩张，植被退化为荒漠气候干旱寒冷，流沙扩张，植被退化为荒漠草原景观。草原景观。 23001900aB.P.气候温和湿润，流沙再次被固定，形成灌丛气候温和湿润

38、，流沙再次被固定，形成灌丛草原疏林草原景观。草原疏林草原景观。 19001600aB.P.气候寒冷干旱，流沙扩张，植被退化为荒漠气候寒冷干旱，流沙扩张，植被退化为荒漠草原景观。草原景观。 16001000aB.P.气候温和偏干，流沙固定，形成干草原疏气候温和偏干，流沙固定，形成干草原疏林草原景观。林草原景观。第二节第二节 10001000500aB.P.500aB.P.浑善达克沙地环境变化重建浑善达克沙地环境变化重建 1000500aB.P.大致对应唐、宋、元三个朝代，研究区唐宋时大致对应唐、宋、元三个朝代，研究区唐宋时期气候较温暖湿润，为隋唐温暖期和中世纪暖期，元代初期气期气候较温暖湿润，为

39、隋唐温暖期和中世纪暖期，元代初期气候开始转干旱寒冷，标志着小冰期的开始。候开始转干旱寒冷，标志着小冰期的开始。 第三节第三节 近近500500年来浑善达克沙地环境变化重建年来浑善达克沙地环境变化重建 A.D.15001600，气候干旱寒冷，植被稀疏，为干草原荒气候干旱寒冷，植被稀疏，为干草原荒漠草原景观；漠草原景观； A.D.16001760，气候温和偏干温和湿润，沙地内植被初气候温和偏干温和湿润，沙地内植被初期为灌丛草原疏林草原，后期以松、桦为主森林草原疏林期为灌丛草原疏林草原，后期以松、桦为主森林草原疏林草原景观；草原景观； A.D.17601900，初期气候较温和湿润，形成以桦、栎、榆初

40、期气候较温和湿润，形成以桦、栎、榆等为主的森林草原植被，后期气候趋于干旱，喜暖湿阔叶树种等为主的森林草原植被，后期气候趋于干旱，喜暖湿阔叶树种减少，耐旱种类增多。减少，耐旱种类增多。 A.D.1900以来，气温回升，降水量有所增加，初期形成松、以来，气温回升，降水量有所增加，初期形成松、云杉、桦、栎等为主的森林草原植被，但近几十年来植被退化，云杉、桦、栎等为主的森林草原植被，但近几十年来植被退化，直至形成现代的干草原景观。直至形成现代的干草原景观。第四节第四节 浑善达克沙地现代土地沙漠化浑善达克沙地现代土地沙漠化 1 浑善达克沙地土地沙漠化的自然因素浑善达克沙地土地沙漠化的自然因素 丰富的沙物

41、质、较低的植被覆盖度、风动力条件及风旱同丰富的沙物质、较低的植被覆盖度、风动力条件及风旱同季是土地沙漠化发生发展的重要自然因素季是土地沙漠化发生发展的重要自然因素。 近近40年来气候呈现暖湿化增温增湿的趋势，应有利于土年来气候呈现暖湿化增温增湿的趋势，应有利于土地沙漠化逆过程的出现。地沙漠化逆过程的出现。2 浑善达克沙地土地沙漠化的人为因素浑善达克沙地土地沙漠化的人为因素 人口增长、过度开垦、过度放牧、过度樵采等。人口增长、过度开垦、过度放牧、过度樵采等。3 浑善达克沙地土地沙漠化发展动态浑善达克沙地土地沙漠化发展动态（1） 2000年已发生沙漠化土地面积较年已发生沙漠化土地面积较1983年增

42、加年增加7.48%。（2）研究区沙漠化土地类型以强烈发展中沙漠化土地和正在发研究区沙漠化土地类型以强烈发展中沙漠化土地和正在发展中沙漠化土地为主，展中沙漠化土地为主，1983年和年和2000年这两类沙漠化土地面积年这两类沙漠化土地面积之和占总面积的比例分别为之和占总面积的比例分别为69.58%和和72.69%，2000年比年比1983年年增加约增加约3.11%，正在发展中沙漠化土地面积增加尤其快，正在发展中沙漠化土地面积增加尤其快，2000年比年比1983年增加约年增加约11.45%。（3） 2000年与年与1983年相比严重沙漠化土地面积增加年相比严重沙漠化土地面积增加4.36%，年，年均增

43、加约均增加约0.24%。（4 4）潜在沙漠化土地、正在发展中沙漠化土地、强烈发展中沙）潜在沙漠化土地、正在发展中沙漠化土地、强烈发展中沙漠化土地和严重沙漠化土地在空间上大致由东南向西北排列。漠化土地和严重沙漠化土地在空间上大致由东南向西北排列。图图5-1 浑善达克沙地沙漠化土地空间分布图浑善达克沙地沙漠化土地空间分布图1-严重沙漠化土地严重沙漠化土地 2-强烈发展沙漠化土地强烈发展沙漠化土地 3-正在发展沙漠化土地正在发展沙漠化土地 4-潜在沙漠化土地潜在沙漠化土地第六章第六章 中世纪暖期浑善达克沙地空间格局中世纪暖期浑善达克沙地空间格局与景观特征与景观特征第一节第一节 中世纪暖期中国东西部地

44、区气候特征中世纪暖期中国东西部地区气候特征1 1中世纪暖期中国东部地区气候特征中世纪暖期中国东部地区气候特征 6 61313世纪，东部地区气候以温暖为主，温暖期年均温度要世纪，东部地区气候以温暖为主，温暖期年均温度要高于现代水平，高于现代水平，1111世纪是我国东部气候变化一个重要的分界世纪是我国东部气候变化一个重要的分界点，点，1111世纪之前气候较温暖湿润，世纪之前气候较温暖湿润，1111世纪之后气候波动较大世纪之后气候波动较大趋于降温。趋于降温。2 2中世纪暖期中国西部地区气候特征中世纪暖期中国西部地区气候特征 中国西部地区中国西部地区6 61313世纪气候大致可以分成两个阶段，世纪气候

45、大致可以分成两个阶段，6 61111世纪气候暖湿，且相对比较稳定；世纪气候暖湿，且相对比较稳定；11111313世纪则有较大波世纪则有较大波动。动。第二节第二节 中世纪暖期浑善达克沙地空间格局与景观特征中世纪暖期浑善达克沙地空间格局与景观特征1 1中世纪暖期沙地空间格局中世纪暖期沙地空间格局分布地点分布地点 1414C C测年（测年（aB.P.aB.P.） 出处出处 克什克腾旗好鲁库北克什克腾旗好鲁库北 120570 武吉华等武吉华等 1992 1992 克什克腾旗达尔罕乌拉克什克腾旗达尔罕乌拉 139070 李容全等李容全等 1990 1990 克什克腾旗达尔罕乌拉克什克腾旗达尔罕乌拉 14

46、5570 李容全等李容全等 1990 1990 正蓝旗桑根达来正蓝旗桑根达来 141088 梁玉莲梁玉莲 1991 1991 正蓝旗那日图正蓝旗那日图 153378 董玉祥等董玉祥等 1993 1993 正蓝旗哈登胡舒正蓝旗哈登胡舒 140280 李森等李森等 1995 1995 正蓝旗哈登胡舒正蓝旗哈登胡舒 97580 李森等李森等 1995 1995 锡林郭勒河阶地锡林郭勒河阶地132570刘敬中等刘敬中等 19921992锡林郭勒河阶地锡林郭勒河阶地115570 刘敬中等刘敬中等 1992 1992 多伦县上都河乡多伦县上都河乡 134090 本文本文苏尼特右旗苏尼特右旗 156088

47、本文本文表表6-1 浑善达克沙地中世纪暖期古土壤浑善达克沙地中世纪暖期古土壤14C测年测年3mI3m216380975803614807070806.68m1410882077872736715337841671002.82m4.0m437990DEF494095222010013401352.5mG189090H15601351325701155701390701455701.4m0.47m1205701.8mABC140280图图6-1浑善达克沙地风沙地层沉积层柱状剖面浑善达克沙地风沙地层沉积层柱状剖面 A 克什克腾旗好鲁库牧场（据武吉华等，克什克腾旗好鲁库牧场（据武吉华等，1991）B克

48、什克腾旗达尔罕乌拉（据李容全等克什克腾旗达尔罕乌拉（据李容全等 1990）C克什克什克腾旗达尔罕乌拉（据李容全等克腾旗达尔罕乌拉（据李容全等 1990）D正蓝旗哈正蓝旗哈登胡硕（据李森等，登胡硕（据李森等，1995）E 正蓝旗桑根达来（据正蓝旗桑根达来（据梁玉莲，梁玉莲，1991）F正蓝旗那日图（据董玉祥，正蓝旗那日图（据董玉祥，1993）G多伦（本文）多伦（本文）H 苏尼特右旗（本文）苏尼特右旗（本文）I锡林郭勒河锡林郭勒河阶地（据李容全等阶地（据李容全等 1990） 图图6-2 浑善达克沙地中世纪暖期古土壤（浑善达克沙地中世纪暖期古土壤（）、河湖相沉积（）、河湖相沉积（）分布）分布 约在约

49、在1500700aB.P.浑善达克沙地气候条件好转，温度升高、浑善达克沙地气候条件好转，温度升高、降水增多，植被盖度增加，流沙固定成壤，流沙面积大大缩小，降水增多，植被盖度增加，流沙固定成壤，流沙面积大大缩小，但流沙固定范围和程度较之全新世大暖期均有所不及。但流沙固定范围和程度较之全新世大暖期均有所不及。 2 中世纪暖期沙地景观特征中世纪暖期沙地景观特征 中世纪暖期浑善达克沙地气候总体较温暖湿润，或温暖干旱，中世纪暖期浑善达克沙地气候总体较温暖湿润，或温暖干旱，沙地中植被生长良好，原来的荒漠景观被干草原疏林草原景沙地中植被生长良好，原来的荒漠景观被干草原疏林草原景观所代替。观所代替。 第三节第

50、三节 中世纪暖期的中国东部沙地中世纪暖期的中国东部沙地 中世纪暖期中国东部沙地流沙固定成壤，沙地面积缩小，中世纪暖期中国东部沙地流沙固定成壤，沙地面积缩小，但较之全新世大暖期沙地的收缩情况则大大逊色。中世纪暖但较之全新世大暖期沙地的收缩情况则大大逊色。中世纪暖期东部沙地也出现几次沙漠化正过程，表明在此期间东部沙期东部沙地也出现几次沙漠化正过程，表明在此期间东部沙地气候存在温暖干湿波动，但气候波动幅度较小，总体为温地气候存在温暖干湿波动，但气候波动幅度较小，总体为温干干- -温湿气候，沙地以生草成壤占优势。温湿气候，沙地以生草成壤占优势。图图6-3 中国东部沙地中世纪暖期古土壤（中国东部沙地中世纪暖期古土壤（ ）和河湖相沉积（）和河湖相沉积（ ）分布）分布N第七章第七章 结论与讨论结论与讨论一、近一、近5000年来浑善达克沙地气候经历了多次冷暖干湿波动，沙地年来浑善达克沙地气候经历了多次冷暖干湿波动，沙地相应出现多次流沙固定、缩小和沙丘活化、流沙扩张的波动旋迥过相应出现多次流沙固定、缩小和沙丘活化、流沙扩张的波动旋迥过程。程。 50003200aB.P.浑善达克沙地气候温暖湿润，流沙固定成壤，植浑善达克沙地气候温暖湿润，流沙固定成壤，植被盖度增加，沙地内形成森林草原疏林草原景观。被盖度增加，沙地内形成森林草原疏林草原景观。 32002300aB.P. 经历了一次较强的气候