黄土高原全新世植被演替探究

黄土高原全新世植被演替探究
摘要：在黄土高原的区域范围内选取5个具有代表性的地点，根据其孢粉研究记录，总结出黄土高原整个区域全新世以来植被演替的规律。

得出了以下结论：黄土高原在全新世期间具有相对统一的气候演化方向，不同地区、不同地貌类型的全新世植被类型存在差异，但都表现出相似的气候特征，即早全新世黄土高原气候干凉-干冷，中全新世气候转向温暖湿润，晚全新世表现为暖干的环境。

关键词：黄土高原；全新世；孢粉；植被演替
20世纪八十年代以来，开展了全球变化及其影响研究[1]。

中国因为拥有世界上面积最大、沉积序列最完整的黄土覆盖区，所以在古气候研究方面在黄土高原做了大量工作。

其中，以刘东生先生的《黄土与环境》为主要代表。

在黄土研究工作中，孢粉分析是一种恢复古植被较为常用的方法。

目前对地质历史时期黄土高原植被状况有许多种认识，有些观点认为黄土高原历史时期曾广泛发育森林和森林草原；有的观点认为黄土高原的顶级群落是草原植被；还有人认为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[2]。

本文总结对不同区域黄土的孢粉研究，概括黄土高原全新世以来的植被演替规律，以进一步分析其气候的变化趋势。

1研究区概况 黄土高原位于内蒙古高原以南，青藏高
原以东，属于中国地势的第二级阶梯，黄河
中游流经该地区。

由于冬、夏季风的相互影
响，黄土高原现代气候呈东南一西北向梯度
变化，即年均温和年均降水量自东南(10℃，
600mm)向西北(7℃，350mm)逐渐下降，干燥
度则由东南(1.0)向西北(3.0)逐渐增加[3]。

由于
自青藏高原隆起，东亚季风加强后，黄土高
原就处在冬季风和夏季风势力交会的地带，
因此，东亚季风势力的强弱变化，对于黄土
高原气候变迁起到很大影响，集中变现为高
原典型植被类型的变化。

2剖面记录结果
研究选取了5个剖面，分别位于高原的
西部（秦安大地湾剖面）、南部（西安半坡剖
面）、北部（榆林柳树湾剖面）、东部（山西宁武剖面）和中部（洛川坡面），用以代表黄土高原不同地区的气候环境和植被演替规律。

（如图1）
图1研究区概况
2.1秦安大地湾孢粉记录
秦安大地湾位于黄土高原西部地区，海拔在1000—1500m 之间，区内河流切割强烈，地貌以梁、筛、沟和壑为主，风尘堆积环境良好，全新世沉积相对较厚，提供了研究全新世植被演替的较好记录。

该地区为半湿润半干旱气候，干燥度1.4—1.8，年平均温度9—10℃年降水量为450—500mm 。

该剖面位于甘肃省秦安县五营河(又名清水河)南岸(N35°76′，E105
°
82′)，为五营河切出的天然剖面，出露厚度10.6m，根据孢粉图谱，可明显地划分为3个带，分别为：Ⅰ带，深8.3—5.7m，年龄大致介于11—7kaB.P.本带孢粉组合特点为孢粉浓度较低，木本植物与草本植物百分含量比变化波动性较大，在木本植物中针叶林树含量占优势，草本植物中以篙(Artemisia)菊(Compositae)和豆(Leguminosae)等为主；Ⅱ带，深 5.7—2.5m,约7—3kaB.P，此带孢粉浓度较高，木本植物含量较为稳定(13.7%—33.9%)，以落叶阔叶树为主，草本植物(66.1%—85.3%)始终占优势，菊的含量已超过篙的含量，形成以菊、豆和篙为主的植被景观，此带上部有大量水生植物出现；Ⅲ带，深2.5—0.6m(3—1.OkaB.P.)，本带孢粉浓度较低(29--153粒/g)，有一定波动，木本植物(14.9%—41.7%)中以栋和柳等落叶乔木为主，草本植物(55%—82.1%)中水生植物含量稳定，以寥、眼子菜、篙为主。

根据剖面孢粉沉积的研究，我们可以得出结论，全新世气候存在三个大的阶段，早全新世(距今11000-7000a)气候以寒冷为主要特点，孢粉组合中针叶树花粉含量较高，中全新世(距今7000—3000a)气候整体温暖湿润，晚全新世(距今3000a以来)气候干旱为主要特征[4]。

2.2西安半坡孢粉记录
西安半坡地区位于渭河地堑盆地的中段，黄土高原南部，属于黄土高原受夏季风影响较大的区域。

半坡遗址剖面孢粉图式，可以明显分为两部分，下部乔木花粉丰富，上部乔木花粉贫乏，两者的界线约在5000aBP之际。

孢粉研究记录表明，在半坡人生活的中全新世早期气候转暖，先是发育以松、篙为主的森林草原，气候温凉较干。

其下部出现过短暂的以十字花科、豆科为主的中生草原植被，表明当时气温曾一度回升变暖。

其后进入乔木植物繁盛期，半坡村附近豆科、水生植物香蒲繁盛，淡水藻类环纹藻亦有生长，表明当时湖沼发育。

气候湿润适宜，属大西洋期。

期间还发生过降温的气候波动，表现为针叶树繁盛，阔叶树因适应不了寒凉而退缩。

而后，出现了含阔叶树种及篙为主的疏林草原景观，气候已变得温和干旱。

到了半坡人生活的后期，继续发育疏林草原植被，但疏林成分已被针叶树种松所代替，草原分布很广，气候转为温凉干旱[5]。

2.3山西宁武剖面孢粉记录
山西宁武地区位于山西省中北部芦芽山中、山西省忻州市宁武县境内东经111°48′00″—112°19′00″，北纬38°40′00″—39°01′00″，平均海拔2000—2500m，该区及周边地区出露的地层较齐全。

孟宪刚等人通过对该地全新世以来的湖相沉积地层的孢粉分析，探讨了该区全新世以来的气候与环境变化过程。

从3条可相接的剖面的4个孢粉带中，我们可总结出山西宁武地区全新世以来的气候与环境变化在不同时期的差异。

(1)12400—10000aB.P.：在孢粉带D中，孢粉数量较丰富，以草木植物为主；木本植物松、桦的含量前期较多，达13%—22%，后期仅为1%—2.4%。

此时干冷，但有逐渐转暖的趋势，处于末次冰期就要结束和冰后期即将开始之时。

(2)10000—8000aB.P.:大约此期已进入全新世初期，孢粉带C中草本植物花粉占44%-61%,而木本植物开始增加，可达总量的31%-42%,这段时期气候已经转暖，但出现过多次变化。

(3)8000—3000aB.P.:此时期，孢粉带B中木本植物所占百分比超过草本植物，木本花粉最多时达80%左右，以松为主，但有时桦木可占到34%，超过松的含量。

孢粉种类丰富，品种繁多，有时还有水生植物出现。

在湖相沉积剖面中还发现典型的湖相介形类化石，说明当时本区不但植被茂盛，而且当时天池一带湖泊很多，因此湖相沉积发育。

这一时期相当全新世大暖期。

当时的平均温度要比现在高2℃—3℃。

(4)3000aB.P—现代:孢粉带A中以草本植物花粉为主，木本植物花粉以松为主，说明整个气候又逐渐由湿润向干旱变化，温度由高向低变化[6]。

2.4洛川坡面孢粉记录
根据孙建中等人对洛川黄土剖面的孢粉研究，全新世期间黄土高原塬面上植被主要以草原或干草原为主，并没有森林植被的广泛发育，但同时也揭示了中全新世气候较早晚全新世
湿润的特征[7]。

同时，林本海的有机碳同位素研究也显示出1.3Ma以来黄土高原源面均以草本植物占优势，进一步佐证了上述研究。

2.5 榆林柳树湾剖面孢粉记录
柳树湾剖面位于陕西省榆林市靖边县东北方，属于黄土高原向毛乌素沙地的过渡地带，现代夏季风经过黄土高原到达这里后势力已经大减，因此，这里也是沙漠与草原的过渡地带，由于其位于黄土/沙漠过渡地带，所以其气候敏感性相比其他剖面更加强烈，也更能反映气候和植被的演变。

然而，自黄土/沙漠过渡带的孢粉资料却揭示了不同于上述地区孢粉记录相反的气候变化。

柳树湾剖面记录到的全新世植被变化如下，10—14CkaBP植被为疏林草原类型，7.5—4.514CkaBP荒漠草原植被广泛分布，4.5—3.014CkaBP湿润草原植被出现，约3.0,14CkaBP至今为生长少量耐旱草本的荒漠化草原植被，表明黄土/沙漠过渡地带没有森林植被的大面积分布[3]。

3结论
由于黄土高原面积达44万km2，使得不同区域的剖面揭示的全新世植被变化是不同的，在东部和南部显示出明显的干旱环境与湿润环境之间的变动，在北部地区则主要表现为干旱草原环境，气候的湿润度变化较小。

考虑到黄土高原大区域内部存在的差异及其导致的距东亚季风源地远近不同，尽管不同区域的全新世植被类型有差异，但大部分剖面的孢粉记录揭示的黄土高原全新世环境变化基本一致，即早全新世黄土高原气候较干燥，植被为草原一干草原，部分地区存在森林，中全新世气候温暖湿润，发育有森林草原与针阔叶混交林草原，晚全新世气候又开始变干，植被为森林草原或疏林草原。

参考文献
[1]李秉成.陕西富平全新世古气候的初步研究[J].吉林大学学报(地球科学版),2005,35(3):291-295
[2]唐领余,安成邦.陇中黄土高原全新世植被变化及干旱事件的孢粉记录[J].自然科学进展,2007,17(10):1371-1382
[3]孙爱芝,韩晓丽,张德怀.黄土高原不同地貌类型区全新世植被变化研究[J].西南师范大学学报(自然科学版),2010,35(6):68-72
[4]夏敦胜,马玉贞,陈发虎,王建民.秦安大地湾高分辫率全新世植被演变与气候变迁初步研究[J].兰州大学学报(自然科学版),1998,34(1):119-127
[5]李秉成,孙建中.黄土高原西安地区全新世的植被与气候环境[J].海洋地质与第四纪地质,2005,25(3):125-132
[6]孟宪刚,朱大岗,邵兆刚,韩建恩,余佳,孟庆伟,吕荣平,罗鹏.山西宁武地区全新世以来气候与环境变化[J].地质学报,2007,81(3):317-323
[7]孙建中,柯曼红,魏明健,赵景波,李秉成.黄土高原晚更新世的植被与气候环境[J].地质力学学报,1998,4(4):30-41。