长白山地区全新世以来的环境变化

论文摘要

认识过去是了解现在和未来的关键。对过去环境变化的研究,目的是了解现今的环境变化的原因、变化的特点及所产生的影响,全新世环境变化的研究对此起到承前启后的作用。全新世是与人类进化及人类文明形成最为密切的时期,人类从原始人演化为现代人,及人类所创造的数次灿烂文明大都集中在这一时期,故这段时期的气候变化成为国际过去全球变化（Pages）研究的热点。因此,对全新世气候变化研究意义重大。中国东北地区的吉林省长白山自然生态系统保存相当完整,在纬向上是联系黄土高原至日本海及其岛屿的关键部位,在经向上又是联系俄罗斯远东西伯利亚到中国广大海域及台湾的特殊地点。作为典型气候代表区的长白山地区,该区域的古气候古环境变化可能涉及到全球气候变化,因此,对该区域气候变化的研究具有非常重要的意义。利用对沉积物粒度、地球化学元素以及孢粉的分析来研究第四纪以来古环境的演化过程,这种方法常见于中国北方黄土中古土壤的研究,目前在对中国东北地区古环境演化研究中,此种方法应用得较少。本项研究以在长白山北坡不同海拔高度上选取的沉积剖面为研究对象,定量分析沉积物中的各项指标（粒度、地球化学元素、孢粉）的变化规律,结合14C年代测定、沉积物剖面特征及已有的环境演化资料来恢复吉林长白山地区全新世以来的古环境,这种多种环境指标相结合的方法的应用是对长白山古环境研究途径的一种新的尝试。通过沉积物各项环境指标的综合分析,结合前人已有的研究资料,将长白山地区全新世以来的环境演变划分为9个时段,即从10300aB.P.到现在的环境演化特点如下:1.约103009800 a B.P.孢粉分析显示这一时段最初为以耐寒种类为主的阔叶林,但到9800a前,喜温的阔叶树种类大幅度上升,该地为以榆和梣为主的落叶阔叶林所覆盖。在短短的几百年里,该区即被喜温的阔叶林所占据。这一事实表明,该阶段植被演替相当迅速,气候很快变温和。2.约98008300 a B.P.该时期的植被带类似于目前我国东北山地的春榆和水曲柳落叶阔叶林。推测当时的气候可能已接近当地现代的状况。综合考虑各种因素,可得出本带的气温较上带有明显的上升,但其湿度可能有所减少,干燥度有所增加。3.约83004000 a B.P.全新世大暖期来临,喜温的落叶树植被增加。在大暖期期间,出现了暖温带树种,可见本带气候较上一时段更加温暖。但约在5000年前后,出现一次气候变凉事件。4.约40002300 a B.P.随着大暖期的结束,气候逐渐变冷,表现为冷湿特征,对应全球的一个中全新世降温期,但降温幅度不大。5.约23001000 a B.P.继上阶段的气候转冷后,孢粉分析表明这一时期气温较前期又有所下降。这一变凉事件与北半球全新世晚期出现的低温期相一致。6.约1000686 a B.P.沉积物粒度特征反映当时水动力条件较大,孢粉资料显示,该时期为针阔混交林带,气候稍凉。各项环境指标综合分析来看,该时期气候是凉湿的。7.约686447 a B.P.环境指标的各项分析显示,该时期气候以暖干为主。8.约447325 a B.P.环境指标的各项分析显示,该时期的气候以温凉湿润为主。9.约325 a B.P.至今各项环境指标反映该段时期气候特点是以暖干为主,正与近年来的全球变暖相一致。此外,应用古林线海拔高度（H）、现代林线海拔高度（H1）、采样点古植被所对应的现代植被的海拔高度（H2）以及采样点的海拔高度（H3）之间的关系（H=H1-H2+H3）,结合孢粉分析与年代测定结果,本文尝试恢复全新世以来长白山地区高山林线的变化趋势,并绘制了林线变化趋势图。研究结果表明:全新世以来,气候的冷暖干湿变化显著影响着林线变迁,不同时段的林线变化幅度也各不相同。利用该方法所求得的长白山北坡和西坡的10000a时的林线只相差100m,与现代长白山北坡和西坡林线高度差距基本吻合。研究结果为长白山地区乃至整个东北地区古气候、古环境的重建提供一个良好的参考实例,并为预测研究区未来气候环境演化提供新的证据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 论文选题的科学依据
• 1.2 选题目的及意义
• 1.2.1 人类生存和社会发展的需要
• 1.2.2 全球变化研究的需要
• 1.2.3 第四纪古环境学科发展的需要
• 1.2.4 研究区古气候演变研究的需要
• 1.3 国内外研究进展
• 1.3.1 有关全新世的划分
• 1.3.2 长白山地区全新世气候环境演化研究进展
• 1.4 本文主要研究内容与创新
• 1.4.1 主要研究内容
• 1.4.2 论文的创新点
• 1.5 本文研究的技术路线
• 第二章 研究区自然条件特征
• 2.1 区域地质背景
• 2.1.1 地理位置
• 2.1.2 地层岩性
• 2.1.3 地质构造
• 2.1.4 地形地貌
• 2.2 自然环境特征
• 2.2.1 气候
• 2.2.2 土壤
• 2.2.3 植被
• 2.2.4 河流
• 第三章 研究区剖面选择及地层断代
• 3.1 研究剖面的选择和样品采集
• 3.1.1 松江水文站剖面（sjswz）
• 3.1.2 观景台剖面（gjt）
• 14C 测年及地层断代'>3.2 研究剖面的¹⁴C 测年及地层断代
• 第四章 剖面沉积物分析
• 4.1 粒度分析
• 4.1.1 实验方法及计算原理
• 4.1.2 各粒度统计参数的分选等级
• 4.1.3 粒度统计参数所指示的环境意义
• 4.1.4 矩法与图解法所得粒度统计参数对比分析
• 4.1.5 各剖面颗粒组成分析结果
• 4.1.6 粒度沉积特征与气候变化
• 4.2 地球化学元素特征
• 4.2.1 实验方法与测试结果
• 4.2.2 元素地球化学指标所反映的环境意义
• 4.2.3 剖面化学元素含量
• 4.3 孢粉分析
• 4.3.1 松江水文站剖面
• 4.3.2 观景台剖面
• 第五章 研究区的气候及环境变化
• 5.1 近1000 年来气候变迁的阶段划分
• 5.2 全新世以来的环境变化
• 第六章 研究区内对气候变化反应敏感的林线变化
• 6.1 高山林线的概念
• 6.2 高山林线的类型
• 6.3 林线与气候变化的关系
• 第七章 结论与讨论
• 7.1 结论
• 7.2 讨论
• 7.3 存在的问题
• 参考文献
• 致谢