黄土与环境

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1、黄土沙漠山 MlQH1I 112潮湿的夏季風干燥的务季风瘵1、全球变化研究中的一个重要方面就是研究过去、现在和未来的气候变化。1）、深海沉积2）南极和格陵兰的冰盖 3）、中国的黄土高原2、黄土高原是迄今为止发现的历时最长（约2200 万年）、最完整的古气候记录的保存者。3、黄土是一种风尘沉积，主要由粒度为0.010.05mm的粉沙级颗粒组成,成分包括石英（约占百分之六十）、长石、云母等和少量重矿物，富含碳酸钙（ 7%30%）。多大空隙、松 软且具有湿陷性。4、黄土高原是研究今天干旱化的环境及过去和未来的景象，黄土高原的风尘沉积（黄土和 古土壤）可以指示其物质来源区的干旱化过程，风力搬运的动力学

2、机制；沉积速率、粒 度变化等气候指标还可以和其他两本秘籍中的章节相对应。5、團 1 童土 MB?6、关于黄土的六次认识：1）、红色土地层的建立：黄土研究始于19 世纪，庞培利、李希霍芬、奥勃鲁契夫、安特生 等认为中国的黄土系风力搬运并沉积于草原的产物。中国地质学家与1920年起开展黄土研 究。1930 年，德日进和杨钟健作了黄土地层与古生物研究，这一工作是开创性的，他们将 黄土高原黄土划分为上下两个部分，上部称马兰黄土、下部称红色土A、B、C等。2）、古土壤层的发现： 20世纪50年代，土壤学家朱显谟、石元春等对黄土和黄土中古土壤 层的研究表明，黄土层中所夹的红色条带，即德日进和杨钟健所称的红

3、色土，实质上是一种 褐色型的古土壤层。使黄土作为风力搬运的沉积时间由十多万年向前推进到260万年，认识 了巨厚的黄土高原是260万年来风力以沙尘暴的形式所形成的；而干旱的沙尘暴时期中间又 有气候变为温暖湿润的时期。在这一时期，王挺梅、朱海之灯发现黄土在空间分布上具有颗 粒粗细自西北而东南逐渐变细的特点，并把黄土高原的黄土划分为砂黄土、黄土、粘黄土带， 这一划分对黄土高原的水土保持工作，和黄河泥沙中粗砂的来源区及黄河泥沙的治理提供了 依据。3）、古地磁研究的发现：20 世纪70年代随着古地磁学、同位素地球化学、年代学等新学科 和技术的发展，黄土的研究从肉眼观察形成概念阶段进入到观察与测量和实验相

4、结合的阶段 黄土与环境4）、冬季风和夏季风的标志：认识到中国黄土与古土壤磁化率作为古气候的代用指标后，人 们得到了大陆沉积和深海沉积这两本秘籍的对比。安芷生提出黄土和古土壤分别代表古气候 环境的冬季风盛行和夏季风盛行的模式对了解黄土与古土壤的形成和解译其环境意义有着 重要的理论意义。当代气象观测告诉我们，中国的沙尘暴时间受到西伯利亚高压的影响，与西北方向吹来 的风有关；而黄土高原的江水则主要是受来自东南方向的夏季风的影响，同海水温度和海洋 与大陆之间的距离有关。黄土高原的主要气候控制因素冬季风和夏季风如实地把全球冰期和间冰期的气候 状况传送到亚洲大陆内部形成黄土高原；而黄土高原的黄土和古土壤层

5、则忠实地把区域性的 和全球性的气候信息记录与自身的密码之中。丁仲礼利用黄土和古土壤中粒径小于2微米大于10微米（0.002mm0.010mm）的颗粒 含量的比值作为冬季风搬运尘颗粒的风力强弱的待用指标，讨论冰期和间冰期环境的变化。 他所得到的曲线，可以与深海沉积中同时期的氧同位素（18O）曲线进行对比，吻合情况较 好。宝鸿的黄土剖面有160多米厚，在260万年的时间内共有32次黄土与古土壤的配对。 它们代表了32次的由暖湿到冷干的变化。这一结果证明了大陆冰期和间冰期的多次性，丰 富了以前认为大陆仅有四次冰期的理论。在大陆上无论是何种冰川，气候变化对其的影响均表现为冰川和冰盖边缘的进退。一进一退

6、， 后者往往破坏了前者所保存的信息，所以在地球的大陆上几乎找不到冰川消长的完整 物质记录，因而它的记录也很难与深海沉积所记录的冰期与间冰期的结果相比较；而反映气 候变化的连续的黄土与古土壤层则弥补了冰川的这一缺陷。黄土高原这本”秘笈”不仅记录 了冰期与间冰期这种万年尺度的气候变化，而月还能显示更为微细的千年尺度的气候变化。 郭正堂利用甘肃西峰镇和陕西长武黄土源区的剖面黄土与古土壤中的析出铁 FeO 和全铁 Fe2O3代表的风化强度比值作为夏季风的代用指标。FeO和全铁Fe2O3比值的高低说明，夏季 风强盛时期，由于温度和湿度的增加，其风化程度加大，在黄土形成时期则相对的风化强度 减弱。这一代用

7、指标较常用的以磁化率作为夏季风的代用指标有其优点，也可以与深海氧同 位素研究的结果对比。说明其具有全球意义。从20世纪80年代以磁化率作为气候的代用指标，到90年代以颗粒比值代表冬季风强 度，以风化指数代表夏季风强度，中国黄土研究逐步跨入了多种代用指标并存的时代，亦即 是用更多的方法解译黄土高原秘密的时代。这一工作为后来认识上新统红粘土为风成沉积开 辟了新的途径。5）、米兰科维奇周期的启示：地球轨道偏心率、地走倾角和岁差的周期性变化影响地球接受 太阳辐射的总量和太阳能量在不同纬度和季节的分配。季节性的太阳光线在高纬度的变化， 可以降低夏天的温度。假如夏天温度变凉，夏天的时间变短，则前一冬天的所

8、积冰雪可以保 持下来不被溶化。这样一个机制会导致冰川的增大，冰期的到来。轨道的变化在中纬度和高 纬度会导致冷与暖的交替出现。计算寒冷期的时间和第四纪冰川发展的冰期相吻合，所以他 的结论是地球轨道的变化导致第四纪冰期的出现。现代计算指出，仅是轨道变化本身不能导 致冰川的前进或后退。轨道周期引起的地球系统的其他方面的变化则能够导致并增加这种变 冷的情形；而这样一个相对较弱的初始的颤动可以被放大直到形成巨大的气候变化。有人研 究认为，高纬度气候寒冷导致大面积森林消失，使太阳到达地球的能量被反射，导致地球变 冷；冰川因而加大再反射更多的太阳能，致使冰期出现。6）、青藏高原让风吹干了亚洲大陆？：郭正堂等

9、通过对董志塬的黄土和黄土下的上新世红粘 土以及甘肃秦安的中新世晚期古黄土与古土壤序列的研究，认为亚洲内陆荒漠化起源于 2200 万年以前。由此到620万年之间为较稳定的干旱化和气候波动期，形成了秦安的黄土； 自 620 万年到 500 万年是一个干旱时期，500 万年到 360 万年则是一个相对温暖湿润时期。 360 万年以后黄土高原粉尘沉积的速率表现为持续增长的趋势，到 260 万年这种再次增长加 强，第四纪黄土大量沉积。国内学者对中国干旱化历史的认识有两次大的突破：一次是在20 世纪20年代，把亚洲干旱 的历史由13 万年放大到260万年；一次是90年代到现在，把干旱化的历史放大到6008

10、00 万年（上新世红粘土的重新认识为黄土），再由 600万年放大到2200 万年，（秦安古黄土与 古土壤层的发现），其结果是：（1）、说明亚洲内陆干旱化发展的历史与全球冰量的增加又很 大的可比性，表明大约自2200 万年以来北半球冰量的发展也是亚洲内陆干旱化的一个重要 驱动力。（2）、新的认识，对过去上新世红粘土层，即常说的三趾马红粘土，回归为风成黄 土，或风尘沉积，对过去的中新世甘肃系回归为风成的黄土或风尘堆积。这样形成了自2200 万年来的一个陆地的“风尘堆积系”。大陆的“风尘堆积系”和深海中的深海沉积，构成的 全方位的区域性对比，提示我们可能要重新认识新近纪或新第三纪亚洲大陆的历史。（3）大 面积古老风尘堆积的内因驱动力，干早的发生发展和青藏高原的形成与发展的关系， 可能导致以往研究的结果，如 360 万年的青藏高原的隆升等项研究的进一步深化，也提出新 的问题：如何认识2200 万年前开始的中国大陆北部的强烈的干早化？与青藏高原的形成和 隆起在时间和空间上的关系如何？这是一个今后应当考虑的问题。孙继敏的工作说明最大或冰盛期时，（22000 年左右），在风力作用下北方沙漠东西延长近千 公里，南北延长数百公里：而全新世适宜期则由于风力减弱，气候温湿，发育土壤，沙漠的 范围缩小了很多，比今天的范围还小。