甘肃黄土孢粉记录的早中全新世古植被演化

甘肃黄土孢粉记录的早中全新世古植被演化

过去，从洛杉矶高原晚更新世开始，植物作为一个整体进行了研究。然而，由于在黄土中提取一些物质很困难，很难确定足够的物质含量。此外，在研究条件上的限制上，研究剖面中缺乏密集的采样和精确的ams14c数据，重建的古植被可能存在较大的误差。尤其是新世部分硫酸钠研究的分辨率较低。近几年来,晚更新世以来植被和气候的高分辨率的黄土孢粉研究有所进展[10,11,12,13,14,15,16,17,18,19].如孙湘君等陕西渭南10万年以来的植被研究,这个剖面的分辨率在930a.全新世部分约150cm,两个14C测年数据;另一个是周卫建等、李小强等使用21个AMS14C年代数据重建新仙女木期以来沙漠黄土过渡带的植被和气候变化,全新世剖面有近1000cm,有十多个AMS14C测年数据.这是中国黄土地区少有的具有大量测年的高分辨率花粉研究.此外,利用植物硅酸体、分子化石等探讨黄土高原的植被演替都取得较好的成果.但与其他地区的研究相比黄土高原全新世以来系统的、高分辨率的孢粉研究还不多.全新世黄土高原天然植被状况是关系到我国西部大开发中生态建设的方针和策略选择的重大问题.目前对地质历史时期黄土高原原生植被有多种观点,有人认为黄土高原历史时期曾广泛发育森林和森林草原;有的观点是草原植被是黄土高原的顶级群落;还有人提出黄土高原不同的地形和区域有不同的植被类型,黄土高原高分辨率的孢粉研究,将有助于恢复古植被面貌,并对正确认识自然环境演变历史和对黄土高原治理的决策有重要意义.本文详细研究了位于陇中黄土高原地区定西、秦安等地5个全新世自然剖面,分析孢粉化石样品400余块,以及研究点及其附近的表土孢粉样174块.揭示了陇中黄土高原全新世古植被演变过程.5个剖面共测AMS14C年代16个.采样间距2—5cm,全新世每个样品的理论分辨率为200—20a.研究中改进了实验室对黄土样品孢粉分析的分析方法,绝大多数样品能鉴定统计到300粒以上.使孢粉组合解释的更合理,减少恢复古植被的误差.1采样间距及冲积层陇中全新世的研究剖面由东向西分别是马营、大地湾、涧滩、定西和苏家湾5个自然剖面.马营(MY)剖面(35°20′18.2″N,104°59′23.2″E,海拔1800m),位于牛谷河上游小河的南岸.研究剖面系河流侵蚀形成的剖面,厚300cm,采集样品30块.300—290cm为略具土壤结构的松散层;290—170cm为淋溶形成的团粒结构古土壤,根孔发育;170—50cm为块状结构弱古土壤;55cm以上为黄土和表土,根孔极多;大地湾(DDW)剖面(35°00′N,105°54′53.3′E,海拔1400m)位于甘肃省秦安县葫芦河支流清水河南岸一级阶地上,出露厚度500cm,剖面上部(0—120cm)为风成黄土,120—160cm为成壤作用改造过的沼泽相沉积,160—350cm为湿地一冲积物复合沉积,350—404cm为沼泽一湿地相沉积,下伏冲积黄土.该剖面采样间距为2cm,共采孢粉样250块;涧滩(JT)剖面(35°20′18.2″N,104°59′23.2″,海拔1889m),为河沟侵蚀出露,厚450cm,采样12块.380cm以下为灰黑色沼泽一湿地土;380—370cm为黑色弱古土壤;370—40cm为黄土水平冲积层的互层;顶部40cm是现代耕作土;定西(DX)剖面(35°32′53.1″N,104°36′33.5″,海拔1750m),位于定西市城区南部农科院旁,剖面厚度465cm,采集样品47块.剖面上部60cm耕作层,150—60cm和450—400cm为黄土,300—150cm为古土壤,400—300cm为沼泽土;苏家湾(SJW)剖面(35°32′20″N,104°31′22″E,海拔1700m)位于甘肃省定西县关川河支流河西的北岸一级阶地上,出露厚450cm,剖面上部300cm以上3层黄土和3层土壤层相间沉积,中部(300—400cm)为沼泽一湿地相地层,下伏地层(400—450cm)为淤积黄土(图1).该剖面以5cm间距采样85块.这5个剖面均处于东亚季风边缘的半干旱半湿润气候区.其现代植被为温带草原区的森林草原带.上述剖面的地层年代均为14C加速器(AMS)测得,由美国亚利桑那大学14CAMS实验室完成.大地湾、涧滩和苏家湾剖面利用炭屑测得15个14CAMS年代数据.大地湾剖面地层年代为12—3.8kaBP.该剖面分析250块样品,按此推算,每个样品的理论分辨率为20—50a.苏家湾剖面地层年代为10.9—0kaBP.该剖面分析85块样品,每个样品的理论分辨率为200—300年.定西和马营剖面利用有机质测得5个14CAMS年代数据(图1).黄土孢粉分析较困难,为获得足够数量的孢粉,南京地质古生物研究所孢粉实验室对分析方法进行摸索改进,取样20—40g,经多次用5%—10%HCl清洗,过筛,再用HF处理,获得满意效果.大部分样品均能统计到300粒以上花粉.其中339个样品统计到250—500粒,28个样品统计到50—100粒,50个样品统计100—150粒.7个样品花粉极少.处理样品前加入定量的石松孢子以计算孢粉浓度.所有剖面均按各自采样间距分析其粒度,有机质含量,炭屑和蜗牛.有机质含量用化学滴定法获得,炭屑与孢粉同步进行统计,粒度利用MasterSizer2000激光粒度分析仪完成.这些分析除炭屑外均在兰州大学西部环境教育部重点实验室完成.2分析与研究结果2.1森林植被表土花粉为探讨针叶树种花粉在陇中全新世地层中的含量以及针叶林存在的可能性.我们在研究区及其附近地区采集了174个表土孢粉样品(图2).其中采自森林植被的71个;草原草甸的66个;荒漠(草原)的28个;灌丛的9个;森林草原的3个.这些表土孢粉样品中所含针叶树种的分析结果列表1中.从表1可以看出,针叶树种花粉主要是在森林植被中出现最多,尤其是松属(Pinus)和云杉属(Picea)为多.最高含量可占孢粉总数的83.6%,平均也达3.2%—37.6%.特别是在针叶林植被中松属花粉最高达76.2%,平均达20%;在云杉林中,云杉属花粉最高达83.6%,平均达35.5%;在针阔叶混交林中松属平均含量达36.6%,云杉属平均含量达8.3%;在落叶阔叶林中松属花粉平均含量达37.6%,云杉属平均含量达3.2%;冷杉属(Abies)和铁杉属(Tsuga)花粉在森林植被中的含量均低于松和云杉,即使在针叶林植被中他们的含量分别不超过20%和5%.森林草原是森林植被与草原植被过渡的类型,他们中松属和云杉属花粉的含量也或多或少体现出过渡的特点,松属花粉最高含量可达55%,云杉属花粉含量不超过20%.非森林植被的表土花粉谱中针叶树种花粉远不如森林植被中高.在草原或草甸植被中所含松和云杉花粉平均都不超过10%(0.5%—8.4%).个别样品中有达到25%的;荒漠(草原)植被表土中往往由于花粉总数较少,即使有少量外来针叶树种花粉占有一定的比例,但平均含量也不超过10%(5.1%—5.3%).因此,研究区及其附近地区的174个表土孢粉样品分析结果可以看出,草原、草甸和荒漠(草原)植被表土中松属、云杉属、冷杉属和铁杉属花粉的含量均不会超过花粉总数的10%.只有在森林植被的表土中松属和云杉属的花粉含量会超过35%以上,而冷杉属和铁杉属花粉的平均含量均不超过10%;落叶松花粉仅在落叶松林的表土花粉谱中出现;森林草原或灌丛植被的表土花粉谱中不论松属或云杉属,还是冷杉或铁杉其花粉含量均不会超过10%,个别样品最高有可能达20%,但总的花粉谱中应有不少阔叶树种花粉出现.我国西部和北方干旱地区已有的表土花粉资料显示,在甘肃、青海和新疆的草原、草甸或荒漠的表土花粉谱中,松属和云杉属花粉含量一般均在0—10%,个别样品中松属花粉最高含量有33%的,云杉属有32%的.只有在针叶林或针阔混交林(或灌丛)植被的表土花粉谱中松属或云杉属花粉含量才有可能超过30%以上.如秦岭(1500m)松桦林表土中松属花粉含量占孢粉总数的41.2%;青海尖扎(2610m)松林表土中松属花粉达58.3%;甘肃天水针阔混交林表土中松属花粉含量达43.1%;甘肃兴隆山(2360m)云杉林表土中云杉属含量占33.5%,松属占13.5%;甘肃马啣山灌丛(3100m)表土中松属花粉有31.5%;甘肃静宁李子园(1567m)巴东栎林表土中松属花粉占65%,云杉属占0.5%;祁连山云杉林(2240m)下云杉属花粉占49.6%,松属占5.4%;新疆阿尔泰山区森林表土中云杉属最高可达38.8%;甘肃石羊河的终闾湖地区的三角城表土中云杉属花粉含量可高达50%以上;中国北方大量表土花粉一气候响应面显示,云杉丰值区在7月平均气温为10—15℃,年降水量在600mm以上的湿润区花粉丰度一般大于40%.如年降水量在100—400mm,7月份平均气温在0—20℃,其丰值会降到30%以下.可以这样认为在年降水量不到500mm的黄土高原地区一般不可能有云杉林生长,反之,如果花粉组合中针叶树种某属花粉含量超过30%以上,一般可以判定附近有针叶林或针阔混交林.2.2对优势种花粉的特征(1)秦安大地湾剖面孢粉组合特征秦安大地湾剖面孢粉组合由下而上共分为9带.带DDW9(500—454cm,12.0—9.5kaBP)本带以草本植物花粉占绝对优势,主要有菊科(Compositae,20%—60%)和蒿属(Artemisia,30%—70%),这两者的花粉浓度达1000粒/g.其他草本植物花粉还有还阳参属(Cresipe),葎草属(Humulus),霸王属(Zygophyllum)和藜科(Chenopodiace-lae)等.木本植物花粉,有少量松属和榆属(Ulmus),但它们的花粉浓度极低(<20粒/g).带DDW8(454—359cm,9.5—7.5kaBP)木本植物花粉在本带有较多的出现(5%—20%),如松属,圆柏属(Sabina),柏科(Cupressaceae),胡桃属(Juglans),榆属,栎属(Quercus),白刺属(Nitraria)等,其花粉浓度不超过100粒/g.草本植物t花粉中菊科和蒿属仍保持较高的含量,还有禾本科(Gramineae,10%—40%%),毛茛科(Ranunculaceae),还阳参和霸王等花粉.a带DDW7(359—265cm,7.5—6.2kaBP)针叶树种花粉在本带占绝对优势(30%—80%),主要有松属(20%—80%),云杉属和冷杉属(5%—15%),铁杉属(5%),柏科和圆柏(5%—20%)等.在本带后期,还出现落叶阔叶树种桦属(Betula),栎,榛属(Corylus),榆,胡桃等种属的花粉.木本植物花粉的总浓度达200—400粒/g.草本植物花粉有禾本科,菊科,藜科等,含量均不超过20%,并有香蒲属(Typha,0—10%)和莎草科(Cyperaceae)花粉出现.带DDW6(265—242cm,6.2—5.8kaBP)本带的特点是落叶阔叶树种和水湿生草本植物花粉增多.同时,花粉总浓度高达3000—6000粒/g.木本植物花粉主要有桦(10%),榛属(5%—15%),栎(10%),榆(15%),蔷薇科(Rosaceae),朴属(Celtis),柳(Salix),桤木(Alnus)以及松(20%一30%),云冷杉(5%—10%),铁杉和柏科等.草本植物花粉主要是香蒲和莎草科增加较多,含量分别占孢粉总数的10%—25%和5%—25%.其他草本植物花粉有禾本科(5%—20%),蒿(15%),菊科(5%),藜科(5%)和葎草等.带DDW5(242—196cm,5.8—5.5kaBP)本带与WWD6带相比,木本植物花粉中的落叶阔叶成分的数量和浓度均有所减少,而草本植物花粉,如禾本科,菊科,蒿属比WWD6带有增加,但香蒲和莎草科花粉明显的比DDW6带减少.带DDW4(196—83cm,5.5—3.8kaBP)本带以草本植物花粉占优势(60%以上),主要有蒿属(20%—60%),禾本科(20%—50%),菊科(15%—30%),藜科(5%—20%),蓼属(Polygowum,0—15%),葎草,还阳参,唐松草属(Thalictrum),毛茛科,莎草科,香蒲等.木本植物花粉有较多松和榆,分别占10%—30%和5%—20%,其他乔灌木还有云、冷杉,铁杉,柏科,桦,栎,榛,胡桃,胡颓子属(Elaeagnus)和白刺等.带DDW3(83—47cm,3.8kaPB)本带仍以草本植物花粉为主,尤其藜科花粉含量在本带明显增加,达10%—60%,而蒿属比DDW4带有所降低,禾本科(10%—50%),菊科(5%—25%)仍保持较高含量,其他草本植物花粉有蓼属,毛茛科,葎草,莎草科等.木本植物花粉含量较少,有榆(2%—15%)和少量的松,柏,桦,胡颓子等.带DDW2(47—16cm)总体上看,本带的花粉总浓度和百分含量与DDW3带相近,但草本植物花粉中禾本科,蒿,还阳参和莎草科有所增加,木本植物花粉中榆较多.带DDW1(16—0cm)本带的显著特点是藜科花粉突然增加,占孢粉总数的25%—85%,相应的蒿属,禾本科,菊科,花粉明显减少.木本植物花粉很少,仅出现少量的松,鼠李(Rhamnus.0—5%),和柳属(0—2%)花粉.(2)秦安马营剖面孢粉组合特征带MY1(300—180cm,7.5—5.5kaBP)本带相当于大地湾孢粉带DDW7,花粉以木本植物花粉为主,但花粉浓度比大地湾相应的带要低,仅有120—200粒/g.木本植物花粉中以松属占优势(20%—40%),云杉属也有较多出现(10%左右).还有铁杉属和少量冷杉属花粉.伴随针叶树花粉的还有少量落叶阔叶树种花粉,如栎属,桦属,胡桃属等.草本植物花粉以菊科(5%—20%)及蒿属(5%—10%)为主.带MY2(180—80cm,5.5—1.2kaBP)这一带的草本植物花粉种类和数量均较带MY1有明显增加(50%—80%),菊科(5%—25%),蒿属(10%),禾本科(0—15%),蓼属(2%—15%)及毛茛科等均有较多出现.针叶树种花粉有逐渐下降的趋势,而落叶阔叶树种花粉数量和种类均有所增加.本带与大地湾剖面孢粉组合带DDW3—2相近.带MY3(80—10cm,1.2kaPB)草本植物花粉继续保持高含量,比带MY2有所增加,只有在后期由于松属和云杉属花粉的增多,而使草本植物花粉总量有所降低.(3)涧滩剖面靠近马营剖面,沉积剖面岩性与马营相近,孢粉采样间距较大,为10cm.孢粉分析只是作为马营剖面的辅助剖面,分析结果显示,400cm以上相当于马营带MY2和带MY3.(4)苏家湾剖面孢粉组合特征带SJWⅠ(450—410cm,10.9—9kaBP)本带草本植物和乔灌木植物花粉总的含量相当,但乔木植物花粉前期较少,后期松属花粉呈现明显增加趋势(从5%上升到50%左右).草本植物花粉以菊科、蒿属、禾本科为主,约占孢粉总数的60%—10%.花粉浓度很低,不到500粒/g,带SJWⅡ(410—365cm,9.0—5.9kaBP)乔木植物花粉含量达60%—85%,其中松占绝对优势,其次为云杉、冷杉和铁杉属;还有胡桃属,榆属和栎属.草本植物花粉相对较少,有菊科、禾本科及香蒲属.孢粉浓度高达6.5×103粒/g.带SJWⅢ(365—305cm,5.9—3.8kaBP)本带草本植物花粉占优势(40%—80%),主要有菊科(20%—60%),蒿属(20%—50%),禾本科(10%)及毛茛科等.乔木植物花粉开始减少到20%(中期),后期稍有上升(近40%),除松属外,还有胡桃属(5%—10%),榆属(5%)以及栎属和蔷微科花粉,孢粉浓度达(1—3)×103粒/g.带SJWⅣ(305—250cm,3.8—3.3kaBP)本带乔木花粉继续下降(20%—30%).草本植物花粉占孢粉总数的30%—70%,主要有菊科、蒿属、禾本科,藜科含量均在10%—20%,葎草属,毛茛科.另外,香蒲比前一带均有增加(10%左右),葎草属,毛茛科均在5%上下.本带花粉浓度在(1—2)×103粒/g.带SJWV(250—160cm,3.3—2.5kaBP),本带的特点是孢粉组合与前带在孢粉组成上没有多大变化,而乔木植物中松属花粉和草本植物中菊科、蒿属花粉的含量在10%到60%之间频繁波动,其花粉总浓度也波动于(1—3)×103粒/g.带SJWⅥ(160—75cm,2.5—1.7kaBP)乔木植物花粉在本带呈下降趋势,尤其松属花粉下降明显,一般含量在10%—25%.栎属,榛属,榆属等花粉含量有所减少.草本植物花粉平稳增长,达30%—65%,主要是菊科、蒿属、藜科、禾本科、蓼属和豆科.花粉总浓度为(1—2)×103粒/g,带SJWⅦ75—0cm,1.7kaBP)本带草本植物花粉占绝对优势(40%—70%),主要是藜科、菊科、蒿属、禾本科、蓼属,葎草属,豆科等.木本植物花粉含量,在本带前期较少(10%),后期增加到45%,这主要是松属花粉增加较多.其他木本植物花有胡桃属、桦属、榆属和栎属等,均不会超过5%.本带花粉浓度降到>200粒/g.(5)定西城关剖面孢粉组合特征与苏家湾剖面邻近的定西剖面上部250cm沉积相当于苏家湾剖面孢粉带SJWⅣ—Ⅶ(大约3.5kaBP),其孢粉组合可分为4个带:带DX1(250—230cm,约3.5—3.3kaBP)本带孢粉种类相对较少,以草本植物花粉为主,高达60%,尤其蒿属最多(10%—45%),但逐渐下降.木本植物花粉以松属为主逐渐上升,从20%上升到50%.相当于苏家湾孢粉带SJWⅣ.带DX2(230—130cm,约3.3—2.5kaBP)木本植物花粉,尤其松属含量较高(30%—60%),云杉属和铁杉属花粉0—5%,并伴随有落叶阔叶植物榆和胡桃属花粉.草本植物花粉中菊科有所增加(15%左右),蒿属下降明显.本带与SJWⅤ相近似.带DX3(130—55cm,2.0kaBP)本带木本植物花粉明显下降,主要是松属和云杉属花粉分别从60%和30%下降到15%和0%.而草本植物花粉菊科增加较多达20%—30%,本带中部有藜科花粉出现.同时孢子也有逐渐增加趋势.本带与SJWⅥ接近.带DX4(55—10cm)藜科花粉逐渐增加到全剖面最高含量50%,禾本科一直保持在10%,其他草本植物花粉也有少量出现,如毛茛科,蓼属,豆科和茴芹属(Pimpinella).松属和云杉属在本带中上部曾一度出现较多,分别高达50%和5%.孢子明显下降至消失.这带相当与SJWⅦ.2.3其他几代索引的分析2.3.1不同坡面植被中pahs组分含量变化有机质含量反映区域生物量和植被覆盖度的大小.在半干旱区,生物量和植被覆盖度的大小主要受控于水分,所以,可把它作为湿度的定性替代指标.粒度组成中的粗颗粒成分,在黄土研究中被广泛用作冬季风的指标.但风成黄土只出现在的上部,而在沼泽—湿地相沉积中,粒度还和水动力条件有关,类似湖泊中粒度的指示意义.在沼泽—湿地沉积中,粒度反映的不仅是坡面风成黄土中的粒度组成,而且反映坡面流水侵蚀的强弱.当坡面植被差,侵蚀强时,较多的粗粒组分被带到沼泽—湿地中;当坡面植被覆盖度大,侵蚀弱时,沼泽—湿地中细粒组分的含量增加.在陇中全新世剖面中,大约在12—9kaBP有机质含量较低,粒度中<2μm组分含量低,>63μm组分含量高,对应于孢粉浓度低值期;9—5.9kaBP(在马营剖面为6.5—4.5kaBP:在定西剖面为6—5kaBP)有机质含量升高,粒度中>63μm组分含量降低,<2μm组分含量迅速增加;5.9—3.8kaBP有机质含量仍高,粒度中>63μm组分含量值降低,<2μm组分含量高,对应于孢粉组合中乔灌木花粉下降阶段;3.8—3.3kaBP有机质含量急剧降低(大地湾呈波动下降趋势),粒度中>63μm组分含量高(在大地湾骤升30%以上),<2μm组分含量低,对应于孢粉组合中草本植物花粉优势阶段;3.3—2.5kaBP有机质含量波动升高,粒度中>63μm组分含量值降低,<2μm组分含量升高,对应于孢粉组合中乔灌木花粉增加时期;2.5—1.7kaBP有机质含量降低,粒度中<2μm组分含量波动下降低,>63μm组分含量增加;1.7kaBP以后,有机质含量升高,粒度中>63μm组分含量骤增<2μm组分含量波动下降,对应于孢粉浓度低,草本植物花粉占优势阶段.2.3.2水—蜗牛化石蜗牛化石主要出现在苏家湾和大地湾剖面,尤其在苏家湾剖面出现的种属数量和层位较多.在9kaBP以前苏家湾没有发现完整的蜗牛化石个体,仅大地湾剖面出现干冷型蜗牛Valloniatenera(Reinhardt);9—7.5kaBP两个剖面中,均有水—湿生蜗牛化石发现,其中苏家湾剖面出现3个属:有水—湿生的Gyraulus和Galba,以及陆生的Vallonia;7.5—3.8kaBP苏家湾剖面中出现有6个属喜湿的蜗牛化石,主要是Gyraulussibiricu(Dunker)、Gyraulusheuderi(Clessin)占优势(占组合的73%—95%),其次是Planorbariussp.和Polypyrishemisphaercula(Benson).大地湾剖面5.5—3.8kaBP有较多喜干冷的蜗牛化石出现;3.8—3.5kaBP既有水生,又有陆生的蜗牛化石;3.5—3.3kaBP均没有发现蜗牛化石;3.3—2.0kaBP仅出现陆生蜗牛化石Vallonia和Pupilla;2.0kaBP以后只是零星出现陆生蜗牛化石.2.3.3a7.5kibp炭屑组合植物燃烧产生的炭屑总量不仅与人为活动的影响和气候的干旱程度有关,而且与可供燃烧的生物量等有关.在大地湾剖面12—9kaBP炭屑浓度较低,低于2×105粒/g,且变化不大,对应于孢粉组合中陆生草本占绝对优势及花粉浓度低的阶段;9—7.5kaBP炭屑浓度较前一带增多,而且呈逐步上升的趋势,并出现峰值,最高达到2×105粒/g以上.相当于孢粉组合中乔灌木占主要地位;7.5—3.8kaBP炭屑浓度持续增加,平均在1.5×105粒/g左右,此时孢粉组合中陆生草本花粉的百分比上升;3.8kaBP以后炭屑浓度出现低值,而后炭屑浓度逐步增加,然后炭屑浓度又逐步降低,与以陆生草本植物花粉为主的孢粉组合带对应.3abp森林草原阶段12.2—8.8kaBP荒漠草原阶段以草本植物为主,主要是蒿属,禾本科,菊科,花粉浓度低,表明当时发育为稀疏草原—荒漠草原植被,可能表明晚冰期的气候寒冷干旱.后期木本植物开始增加,显示温度湿度逐渐增高.同时,剖面中仅出现喜干冷的蜗牛化石也说明当时气候干冷.8.8—7.5kaBP疏林草原阶段木本植物开始增加,尤其是松属增加更多,落叶阔叶树种零星出现.草本植物蒿属,禾本科,菊科虽有减少,但仍较多,呈现疏林草原或森林草原景观.加上剖面中有喜水—湿生蜗牛出现,反映有效湿度增加,气候总体特征为温凉略湿.7.5—6.2kaBP针叶林阶段本阶段乔木植物迅速增多,主要有云杉属,松属,榆属,桦属,栎属,花粉浓度较高.此时发育为针叶林植被.同时,喜水—湿生环境的蜗牛种类数量都增加,反映气候明显趋于温和湿润.6.2—5.8kaBP(主要在大地湾地区)温带落叶阔叶林乔灌木数量与草本植物含量相当,其中落叶阔叶树较多,呈现温带落叶阔叶林景观.同时,在大地湾剖面还出现一定数量的水、湿生草本植物.此阶段不论大地湾还是苏家湾剖面,喜湿蜗牛化石均增加,达到6个属,仅喜湿的Gyranulus一个属含量就占组合的73%—95%.反映当时气候温和湿润.5.8—3.8kaBP森林草原阶段前阶段中落叶阔叶成分的比例下降,草本植物含量上升.木本和草本植物两者比例接近,森林草原有少量落叶阔叶树种出现.水湿生草本植物明显减少,呈现森林草原景观5.0kaBP以后木本植物成分含量显著降低,尤其是松属逐步退缩,草本植物中蒿属扩展,以及陆生蜗牛数量增加,此时可能呈现半湿润偏干气候环境.3.8—3.5kaBP草原阶段乔木植物比例下降,草本植物占优势,主要是菊科,蒿属,禾本科及藜科等草原成分.植被呈现温带草原景观.而所有剖面均没有发现蜗牛化石,显示湿度明显下降.气候干旱.3.5—3.1kaBP森林草原阶段本阶段乔灌木与草本植物含量相当,花粉浓度较高,植被应为森林草原,气候温凉.此阶段重新出现陆生蜗牛,气候的温湿状况比前阶段有所回升.3.1—2.9kaBP草原阶段草本植物为主,有较多的松出现.本阶段植被与3.8—3.5kaBP阶段相似为温带草原植被.2.9—2.5kaBP森林草原阶段草木植物占绝对优势,尤其是蒿属,藜科有较多出现,木本植物主要是松属和云杉有时有较多出现.花粉浓度较低,可能相当于我国现今的森林草原北界,反映气候较干.2.5—2.0kaBP草原阶段蒿属,禾本科,菊科以及藜科等草本植物较多,并有一定数量的白刺(Nitraria),加上仅有零星的陆生蜗牛化石出现,当地植被相似于我国现今温带草原北界,气候干冷.2.0—1.0kaBP森林草原阶段草本植物占绝对优势,有一定数量的落叶阔叶树种和少量的松,当时的植被接近于森林草原北界的景观.1.0kaBP—现在由于农业耕种和人类活动,自然植被难于恢复.4木骨柱的使用陇中黄土高原地区全新世剖面的孢粉记录揭示了研究区全新世古植被曾经历过草原、森林草原(或疏林草原)、针叶林以及荒漠草原几种植被的多次快速变化.定西、秦安等全新世孢粉植物群,反映了研究区在水分条件较好时期的沟谷和山地阴坡曾发育森林植被.主要是以云杉属和松属等成分为主的针叶林,有时伴有冷杉及少量其他木本植物.在全新世中期的森林中除云杉属和松属的针叶树种成分外,还出现一定数量的暖温带落叶阔叶树种桦、榆、栎等.然而大部分时间生长为以蒿属,菊科,禾本科、藜科、蓼科、毛茛科等主要成分的草原或森林草原(或疏林草原).这些层段中花粉浓度很低,可以看出当时草原及荒漠草原植被的覆盖度不高.在孢粉极其贫乏时,反映当时气候环境恶劣,植被稀少,呈现荒漠或荒漠草原景观.从剖面沉积的岩性上看,生长荒漠草原的地层均为黄土沉积层,同样反映气候寒冷干旱.陇中黄土高原存在过森林植被并持续了较长时段.考古材料也支持黄土高原西部存在过森林植被的观点.例如,大地湾遗址年代为(5040±180cal)kaBP、编号F405的房屋遗存发现了大量使用木材的证据.室内两根中间柱的直径分别为75cm和81cm.24根扶墙柱的直径为45—52cm.另有直径16—18cm的檐柱约28根,直径不等的墙内木骨柱100多根,对木材的用量达到了惊人的程度.而这还不是同期最大的房屋,更大的房屋的木材用量更为惊人.这种房屋在同时期也很普遍.仅大地湾遗址就发掘出仰韶时期的房屋240座.甘肃武山灰地儿遗址出土的方形陶屋模型证明当时的房屋普遍使用木柱.限于当时的生产水平,如此大量的木材只能从遗址附近砍伐.证明遗址附近很可能有森林植被.然而根据孢粉记录发现,上述较长时间的湿润期内,存在着多次干旱事件,使整个全新世呈现快速多变的气候波动状况.以苏家湾和大地湾两个剖面中孢粉组合和花粉浓度的变化为例,可推测出陇中地区全新世干旱变化事件.我们用云杉高含量、针叶树种总量的丰值及花粉高浓度指示有效湿度高值期,代表湿润期.将花粉浓度极低,植被成分单调,甚至孢粉贫乏带,指示干旱期,揭示这两个剖面至少存在7次干旱寒冷事件(图6).全新世最早一次干旱事件D7,发生在进入全新世最初阶段约10.9kaBP前后,可能与全球YD有关,相当于方修琦研究的我国全新世千年周期气候变化的最早(年代为10kaBP)寒冷事件以及民勤盆地的干旱期D9;D6,D5是发生在全新世中期相对温暖湿润阶段的2次干旱事件,时代分别为9.4和5.0kaBP.这2次干旱事件持续的时间较短,孢粉证据显示,均是在针叶树发育较好时期中突然出现的气候旱化现象,使森林或森林草原迅速演变成疏林草原或荒漠草原.D6事件年代在9.4kaBP前后,是进入全新世适宜期之前的一次干旱事件.这一事件与大地湾遗址9.7—8.5kaBP的干旱事件相当;与石羊河三角域剖面9.8—9.2kaBP干旱事件以及柳树湾10.2—10kaBP左右干冷时期时代接近.同时也对应于敦德冰芯1)9.7kaBP和若尔盖9.5kaBP寒冷事件.在8.8和8.0kaBP,均有干旱的趋势,但不明显,它们对应于敦德冰芯的二次冰进的寒冷事件,与民勤三角城的D7,D6相当.在6.8kaBP前后,即在森林植被发育繁盛的时期中一次短暂变干现象,在邻近地区没有相应的干旱事件对比.仅接近敦德冰芯6.5kaBP寒冷期,也许仅在秦安和定西出现,这些均没有列为干旱事件.同样在研究剖面5.6kaBP左右,也有