晚全新世毛乌素沙地东南缘沉积物粒度特征及其指示的环境变化

地处我国东亚季风边缘区的毛乌素沙地,因其对气候变化响应敏感而成为研究古气候环境变迁的理想场所。利用毛乌素沙地东南缘厚273 cm的沉积地层,通过分析沉积物粒度端元特征和环境指示意义,并结合光释光(OSL)测年结果和磁化率指标,重建了研究区2.6 ka B.P.以来的环境变化过程。结果表明:①剖面沉积物的粒度组成以粗粉砂、极细砂和细砂为主,其中细砂最多,平均体积分数为57.29%;粉砂层细砂体积分数明显低于砂层,粗粉砂和极细砂显著增多;沉积物粒度频率分布曲线多呈现典型的风成沉积物特点,峰高且窄,分选性较好。②剖面沉积物粒度可分离为3个端元组分,端元EM1是最细的粒度端元组分,指示了短时间的强尘暴活动,端元EM2和EM3是在不同风动力条件下跃移搬运的亚组分,端元EM3指示了当地风沙活动的强弱。③研究区晚全新世环境变化过程可分为3个阶段。2.6 ka B.P.之前,冬季风较强,气候冷干;2.6 ka B.P.之后到近百年,冬季风减弱,气候趋于暖湿;近百年以来,风沙活动增强,人类活动影响较大。

风沙地貌学研究与展望

风沙地貌学在全球环境变化研究中占有重要地位，但与其它地貌学分支学科相比，目前风沙地貌学的研究还显得比较薄弱，这在我国更是如此。通过分析当前这一学科的主要研究内容，介绍国外研究的最新动态，从而指出了我国风沙地貌学今后应注意的主要研究方向。

腾格里沙漠两万年以来典型沉积物钾长石和石英光释光测年对比研究

沙漠内部保存的晚第四纪沉积序列,是重建过去气候环境变化的重要材料。近年来,不同测年方法被用于测定风成、湖相等各类沉积物的年龄,特别是光释光测年技术在沙漠地区的应用越来越多。然而,对不同光释光测年技术能否获得相对年轻样品的可靠年龄等问题,仍存在一些不确定性。本研究在腾格里沙漠不同点位采集了沉积物样品,开展了石英单片再生剂量法(SAR-OSL)和钾长石红外后释光法(pIRIR150)对比测试,尤其是针对钾长石pIRIR150进行了剂量恢复实验、衰退系数(g-值)以及残余剂量测定,进而探究钾长石pIRIR150技术在该地区沉积物测年中的适用性与可靠性。结果表明:钾长石pIRIR150释光信号总体晒退良好,30 h晒退后的残余剂量仅为0.07~0.27 Gy,并且在60 Gy的剂量范围内(对应研究区约两万年以内的样品),剂量恢复比率基本为1。经g-值校正后的钾长石pIRIR150年代结果总体上出现高估,而未校正的年代则与石英SAR-OSL年代结果具有较好的一致性,表明研究区沉积物样品的g-值校正可能存在一定的不确定性。在建立年代控制的基础上,本文发现不同点位重建的局地地貌格局变化具有强烈的异质性,但在冰期-间冰期尺度上,与大范围的气候环境格局变化基本一致。在末次盛冰期及冰消期,沙丘活跃,植被退化,湖泊和绿洲面积相对缩小;而在早中全新世,沙丘流动性减弱,植被增多,湖泊和绿洲面积相对扩大。过去几百年以来,不同点位的沙丘也经历了多次活化与固定的转换,这与局地的环境变化和其他扰动等因素有关。

毛乌素沙地风沙环境变化研究的理论和新认识

作为地球环境系统的重要组成部分,沙漠和沙地对气候变化响应敏感。沙漠沙地的环境变化关系到区域的可持续发展,并且通过一系列反馈作用,会影响区域与全球的气候环境。位于中国北方中部的毛乌素沙地是全球中纬度地区的典型沙地,其环境变化与全球其他沙漠沙地具有相似性和同步性。中国学者对毛乌素沙地风沙环境变化的研究开展较早,在国内外有重要的影响。本文系统梳理了该方面的相关研究,围绕"风沙环境变化的过程与机制"这一核心问题,总结学术界在毛乌素沙地晚新生代形成发展、晚第四纪扩张与多旋回变化、全新世中期固定以及晚全新世沙丘再活化等方面取得的重要进展,尤其是获取了毛乌素沙地不同阶段风沙环境变化的关键证据,并据此提出"构造—轨道尺度上沙地形成与变化的全球温度变化驱动""千年—百年尺度沙丘系统的非线性响应"等新的理论认识。未来应继续加强沉积证据的积累、新测试手段的拓展应用、基于过程分析的精细重建、数值模拟与预测等研究,着力探究风沙环境变化的动力学机制、人与干旱区环境复杂系统的耦合关系以及各圈层的互馈作用,这对于自然地理学学科传承、交叉学科的融合发展以及地球系统科学的理论构建都具有深远意义。