第5章 第4节 全新世的气候变化与环境的响应
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(3)全新世后期的海平面波动下降阶段
最近的4000年来,全球海平面都表现为波动下降的趋势,
这与该时期全球气候转凉的趋势一致。
在海平面逐渐下降的过程中,曾经有数次较长时间的停
顿或稳定阶段,在世界许多沿海平原地区,都可以发现
分布着数道与海岸平行的贝壳堤,远海者老,近海者新,
标志着海退的阶段性特征。
(14至19世纪的数次冰川前进),世界其它地区也有类似情
况。
全新世期间,许多山地冰川融化殆尽,一些残存下来的山
地冰川随气候变化而发生显著的进退。
不列颠岛上的冰盖在10kaBP前后已经融化;
前苏联境内的冰盖一般在9kaBP前后消失;
斯堪的那维亚冰盖在10kaBP时已退缩到奥斯陆——赫尔辛 基一线(60°N),至8.5~8kaBP前后已基本消失。 在北美,10kaBP时加拿大平原和科迪勒拉的冰盖消失; 8kaBP海水入侵哈得孙湾,劳伦冰盖已不再完整,但仍有较 大范围;直到7.0~6.5kaBP北美大陆上的冰盖才全部消融。
1)全球气温降低,寒潮势力强大,河流、湖泊和海 水结冰
世界各地寒冷季节增长,秋季霜雪提前,春季
霜雪时间延长,夏季凉爽而且短暂。
因寒潮强度大而且频繁,我国东部黄河流域和长江中下游流 域河湖结冰,海面也出现冰冻。1893年,广东地区也有降雪
的记录。
我国黄土高原地区,寒冷与干旱相伴随,尘暴雨土天气频
繁.以至于在28°N的地区也有雨沙和雨土的记录。足见西
中低纬度地区冰川消融退缩较早,全新世开始早些;
高纬度地区冰川存留时间长,寒冷气候体系维持较
久,全新世开始就晚些。
根据湖泊纹泥断代确定的斯堪的纳维亚冰盖退缩过程等时线
距今10000年前时,斯堪的纳维亚冰盖前缘退缩到了奥 斯陆-赫尔辛基一线(60°N),以后又经过1500年才逐步 退缩消失,成为目前的状况。
美的安第斯山、北美的落基山的中部和北部地区。其中,加
拿大在此期间存在数次冰川前进,分别发生16世纪晚期至17 世纪早期、18至19世纪。
世界各地最近600年来的气候变化
北半球各地平均降温幅度大约为1.5℃,冬季降温幅度大,
夏季降温幅度比较小。
小冰期内气候波动变化,最冷期在各地出现的时间也不
渤海湾西岸有4道贝壳堤,其形成年代距今分别为4500年、 3000年、2500~2000年、700~400年。 苏北中部沿海平原也有4道贝壳(砂)堤,分别为距今6000 年、4000年、3000年和500年左右。 在海南岛海岸地区,珊瑚礁平台的分布亦反映在距今
5200~4900年、4300年、3800~3600年、2100~1500年时,
7、小冰期
小冰期(LIA:the Little Ice Ages):是指 1550~1900
A.D.,全世界出现了持续大约350年的寒冷气候,当时旱涝
灾害频繁,高山地区冰川推进,被称为“小冰期”。
证据
一个重要特征是有较完整记录的欧洲山地冰川前进现
象。在世界其它地区,冰川前进也有较好的证据记录,如南
后期4000年以来的海平面波动下降阶段。
(1)全新世初期海平面波动上升阶段
根据对于世界各地浅海水下阶地、贝壳堤、泥炭层和沿 海海相沉积物的年代测定,通常认为在距今10000年前 时,全球海平面在-30m至-50m的位置。当时我国东部 海平面在则处在约-20m至-30m的位置。 全新世10000~6000年前,气候虽有波动,但仍保持着增 温的趋势,海平面波动上升,达到现代海平面位置。
在此后不到1000年的时间里,世界许多地区的温度已达到
现代水平,全球的气候已与现代相近。 来自英国的资料表明,温度增加的速度约为1.7℃/100a, 至9.8kaBP,当时的年平均温度已与现代相当。
全新世中期
8.5~4kaBP的全新世中期是一个较现代更为温暖的时期, 全新世暖期的盛期可能出现在6kaBP前后,当时中高纬度
劳伦泰冰盖
北美洲劳伦泰冰盖占据地区,冰后期起始时间的由南 向北推进更为缓慢。13000a B.P.时芝加哥、克利夫兰至波
士顿(42°N)一线从冰盖下出露,开始进入冰后期。9000a
B.P.时冰盖前沿撤退到了加拿大温尼伯至魁北克(47~50°N)
一线,五大湖盆地暴露出来,冰融水积聚形成长达千余公
里的大潮。在哈德逊湾及其周围地区,直到6000~5000a B.P.时冰盖才完全消退,当地进入冰后期。
本节内容:
全新世气候特征 冰盖、冰川变化
海平面变化
湖泊演变与河流调整 植被的迁移与演化 海岸带变迁 中世纪温暖期 小冰期
1.全新世气候特征
4000aBP
8500aBP
9000aBP
8500aBP
在103年尺度上,10kaBP以来的气候变化一般分为早期 的增暖、中期的全新世暖期和晚期的变冷三个阶段。
2、冰盖、冰川变化
温度回升导致冰盖的消融,16kaBP以后,世界主要冰盖开
始退缩、变薄。
来自北大西洋的同位素记录显示冰盖体积的减小分为二至三 个阶段,其中第一个阶段在14~12kaBP,冰盖消融的早期 可能主要以变薄为主,至13kaBP冰盖消融已达一半,但范 围变化不大。
全新世以来冰盖体积的两次阶段性迅速退缩、减小分别发生
在10~9kaBP和8~6kaBP。
南北半球的山地冰川在10000~8500aBP无明显变化趋势;而
在8500~4 000aBP之间总体以冰退为主,与全新世温暖期相
对应;4000aBP以后冰川以前进为主,且进退波动频繁,与 全新世晚期变冷相对应。 如加拿大落基山地区 4kaBP以来至少存在四次冰川前进: 3500~2800aBP、1500~1900aBP、1140~1370AD、小冰期
各地区之间的差别或许是各地响应全球变化存在区域差
异的结果,根据目前较多数的意见,可把8.5~8.0kaBP
和4.0~3.5kaBP作为三个阶段的分界线。
全新世早期
早期以阶段性的迅速升温为特征,不是持续性的,其间存 在若干次升温停滞甚至降温事件。 新仙女木事件之后,全球气候迅速转暖而进入间冰期环境,
在欧洲西北部森林植被扩展的过程中,最先到达的是先 锋树种桦和松,继桦和松之后到达的落叶树种是榛和榆,随 后到达的是栎、椴、桤木和桉树,其它一些树种直到全新世 晚期才扩展到其最大范围,云杉等树种至今仍在扩展之中。
在欧洲大陆的德国黑森地区,11000BC以前已出现桦木林, 10000BC出现松林,7000BC时开始形成混交栎林,到 3000BC
以后,突然为山毛榉、云杉、冷杉构成的混交林所取代,植被
的演替与温度由冷变暖、再转冷的变化过程相对应
6、中世纪温暖期
综合历史、生物和古气候记录可以得出结论,在1000AD前后,
欧洲的部分地区、北美和北大西洋等地区经历了一个较现代
相对温暖的时期,即所谓的中世纪暖期(MWP:The
Medieval Warm Period)。大致发生在10世纪至13世纪期间。
北季风在小冰期时势力之强大。
北冰洋海冰范围扩大,冰岛和格陵兰沿海流冰范围扩展, 中纬度出现极其严寒的冬季。 据Lamb(1977)研究,小冰期时世界上大部分地区四季平均 温度均低于正常值,导致冰雪积累;各个时段之间气温变 化幅度差别增大,因而冰川前进与退缩频繁交替。
2)雪线下降,山地冰川推进
中欧和北欧的部分地区作物种植上限较今上移、北移, 树线上移,古斯堪的那维亚文化越过冰岛达到格陵兰南
部、最终在纽芬兰建立孤立的定居点,挪威的谷物种植
扩展到北极圈内。 根据葡萄树的种植界线推断,英格兰和欧洲中部的夏季 平均温度估计比现代高0.7~1.4℃,根据挪威中部农耕区 上升了100~200m推断夏季温度增高1℃ 左右。
导致注入密西西比河的冰川融水减少。
9.9kaBP,苏必利尔地区的冰川涌流前进导致阿伽西湖东流通 路受堵,湖面升高,外泄的湖水一度(约500年)重新流入明 尼苏达谷地,最后注入墨西哥湾。
9.9~9.5kaBP期间阿伽西湖达到最大规模,占据了加拿大的蒙 特利尔和马尼托巴的大范围地区,面积达350 000km2,成为重 要的陆上水汽源地。 9kaBP以后,冰盖的强烈融化使得阿伽西湖与冰盖南缘的湖泊 归并为一体,形成一个长达1800km的湖泊,湖水通过渥太华谷 地流入圣劳伦斯低地而入注北大西洋。 至8.4kaBP前后,阿伽西湖与Ojibway湖因冰盖消融而贯通,形 成长达3100km的湖泊。 8kaBP 前后,冰盖融化导致阿伽西湖和Ojibway湖的湖水从哈 得孙海峡突然泄入北大西洋而排干,粗略地估计从两个湖泊泄 出的水量达70000~150000km3,此水量可以使世界海平面在2 天内突然上升0.2~0.4m。
地区陆地上的温度可较现代高2~3℃以上。
全新世暖期并不是一个持续的温暖期,其间存在数次短期 变冷事件,已得到较广泛认可的是5kaBP变冷事件,且有 些地区在此事件之后出现了不可逆转的变冷趋势,因此也Biblioteka Baidu有学者把5kaBP作为全新世暖期结束的时间。
全新世晚期
4kaBP以后,全球气候发生重大调整,呈现变冷的趋势, 温度下降到与现代相当的水平,其间每个寒冷或温暖阶段分 别持续数百年,其中,在最近的 1000多年里,出现了较现代 略为温暖的中世纪暖期和比现代更为寒冷的小冰期。
挪威山岳冰川从公元1660年起开始出现推进,18世纪上半叶冰 川普遍前进,在1740~1750年间冰舌推进达到最远,伸长数公 里,雪线下降100多米。 冰岛冰川在18世纪普遍前进,1750年冰舌末端达到最远位置, 其后处于停顿和退缩状态,19世纪初期再次前进。 阿尔卑斯山地冰川从1580年开始推进,山谷中成片耕地、牧场
超出现代海平面2~5m,海岸线深入内陆数十至数百
公里。这一时期也是全球最为温暖的时期,斯堪的纳
维亚冰盖和劳伦泰冰盖均已完全消失,冰融水归海造
成了高海平面的出现。
虽然一些海岸标志分布的高程位置受新构造运动、 沉积物压实等作用影响面有所不同,但是通常认为,在 6000~4000年前的海侵时期,我国东部海平面比现代的 海平面高2.4m。
据此推算,在这4000年中,全球海平面的平均上升速率 为每年7.5~12.5mm,我国东部海平面的上升速率为每年 5.0~7.5mm。 当然由于各个区域新构造运动性质的差异,以及冰盖区
地壳均衡运动的差别,各地海平面上升的速度有较大差
异。
(2)全新世中期的高海平面阶段
在距今6000~4000年前时,世界各地海平面已经
5、植被的迁移与演化
气候是植被分布和生长的重要决定性因素,每种植物都
有其适宜的生态幅度,气候的区域差异制约着植被地域分布
的差异。当气候发生变化时植被也发生相应的变化,以与新 的环境相平衡。植被的这种响应性变化从一个地点的时间序 列来看表现为植被类型的演替,从空间看则表现为植被分布 界线在空间上的迁移与植被空间分布格局的变化。
第四节 全新世的气候变化与环境的响应
全新世是第四纪最后一次冰期结束至今的这一段时间, 因而又被称之为冰后期。
国际第四纪委员会将全新世的起点确定为距今
10000±300 a B.P.年,被大多数学者所接受。
实际上全新世的开始在全球并不同步,因为全新世或冰
后期是个气候期,地球上不同区域的气候变化具有各自 的特点。
海平面曾出现过稳定或相对上升现象。
4、湖泊演变与河流调整
随着全球气候变暖、冰盖融化、降水增加、海面上 升,许多地方都发育大小规模不等的湖泊。
在北美冰川边缘的湖泊中,具有重要影响的是在12kaBP前后 形成的阿伽西古湖。 最初,阿伽西湖的外流湖水注入到明尼苏达河谷,流向明尼 阿波利斯地区,在那里汇入密西西比河,导致大量的冰川融 水注入墨西哥湾;而10.7kaBP苏必利尔冰舌退缩使得阿伽西 湖的冰川融水改向东经大湖区和圣劳伦斯河注入北大西洋,
同。中国北方和日本在公元1550~1700年和1800~1900年
两个时期最冷,其间有大约100年相对温暖阶段。
中国东部5000年来的气候变化 (上)气温变差(竺可祯,1973);(下)降水量状况(王邨,1987)
环境特点:
全球气温降低,寒潮势力强大,河流、湖泊和海水结冰 雪线下降,山地冰川推进 各种自然灾害频繁
3、海平面变化
在大陆冰盖发生融化的同时,海洋状况也发生重大变 化,对北半球气候状态显著转变所产生的重大影响与同期
冰盖融化对气候的影响不相上下。
海岸带变迁阶段
全新世时期世界海平面变化曲线
三个主要阶段:
初期10000~6000年前的海平面波动上升阶段; 中期6000~4000年前的高海平面阶段;