第四纪黄土研究的问题及对策论文

在中华人民共和国成立之前，尽管有些高僧、专使和近代国外探险家等对黄河源区进行过考察（玛多县志编委会，2001），但他们主要涉及政治、文化、军事等方面的调查以及探险活动，而对黄河源区的第四纪地质和环境调查研究则始于中华人民共和国成立之后。1952年，在中央有关部门（黄河水利委员会）的指示下，组织了一个黄河河源勘查队，对黄河源区进行了多方面的考察研究（青海省地方志编纂委员会，2000），主要涉及水文、动植物、地貌、文化、宗教等，这为后来的黄河源区考察研究奠定了一定的基础。后来，于1978年青海省政府和省军区联合多部门专家组成考察探险队，对黄河源的“两湖”（鄂陵湖和扎陵湖）及源区进行大规模的考察，较为详细地调查了该区的水文、地貌、动植物以及提出了源头河流（卡日曲）（青海省地方志编纂委员会，2000）。

上述工作主要集中在自然地理和人文地理方面的调查，而在第四纪地质和生态环境研究方面还是比较粗浅，但为后来的第四纪地质工作奠定了基础。该区的第四纪地质和生态环境研究主要是从20世纪80年代开始。王天祯（1989）根据测年、孢粉、地貌等资料，将黄河源区的第四纪地层划分为下更新统、中更新统、上更新统和全新统。边纯玉等（1990）总结了黄河源区的冻土地貌的类型，并讨论了它们的形成条件。王绍令等（1990、1992）报道了在鄂陵湖北岸第四纪沉积物中发现了形成于末次冰期的埋藏冰，并将下更新统划分为上、下两部分。青海省区调队和水文地质队在开展黄河源区的1：20万地质和矿产调查以及公路勘查过程中，对黄河源区的第四纪地质、地貌、古冰川活动等进行研究（青海省区域地质调查综合大队，1986，1992，1993；青海省第二区域地质调查大队，1994），如沉积物成因类型和时代的划分和对比，它们的分布范围和规律的研究，第四纪冰川活动的研究等。由于受当时条件所限，尽管他们的工作有待深入，但对后来的第四纪研究是一个良好的开端。

1989年以来，兰州大学地理系的部分师生对黄河源区的古冰川及冰川地貌进行过多次考察和研究，并提出黄河源区有冰盖存在（周尚哲等，1991，1994），并认为巴颜喀拉山地区在更新世期间曾发生过4次（从早到晚分别为黄河冰期、野马滩冰期、尕拉拉错冰阶、巴颜喀拉山冰阶，后两个阶段属末次冰期）规模不同的冰川作用（周尚哲，1995）。末次冰期晚期冰川只发育在巴颜喀拉山主脊附近，早期扩展到山麓地带。根据在巴颜喀拉山南的清水河和北部的野马滩保存着大量的冰碛与漂砾，推测倒数第二次冰期为大型冰帽或小冰盖，倒数第三次冰期时，冰川规模最大，面积达80000km2（周尚哲，1995）。

郑本兴等（1996）对黄河源区的冰碛物和冰川地貌研究认为，该区在第四纪至少存在3次明显的冰川作用，并根据古冰斗、终碛垄、冰碛湖等地貌，推测末次冰期古冰斗底部高约4800m，比现代雪线低约400m。倒数第二次冰期，在巴颜喀拉山北面的宽大冰川槽谷下切入山顶夷平面——查拉坪高冰碛平台150～200m，这次冰期雪线海拔约4600m，比末次冰期低200m。倒数第三次冰期的冰川漂砾广泛分布于巴颜喀拉山中段山顶夷平面上和山麓，漂砾多为风化很严重的花岗岩、花岗闪长岩，并认为在倒数第三次冰期，形成以布青山、阿尼玛卿山、巴颜喀拉山等高山为中心的大型冰帽，南北距离约105km。对于在倒数第三次冰期，冰川活动达到最大范围这一点上，周尚哲等和郑本兴等的观点是相同的，所不同的是对末次冰期的冰阶划分上。

在黄河的上游地区，河流的弯曲形态极不平常，引起地质及地理学家的关注，认为可能存在河流的袭夺。王云飞等（1995）在对若尔盖RH孔古湖沉积中心附近的连续沉积物研究结果表明，在38～35ka BP黄河的溯源侵蚀作用袭夺了若尔盖古湖，使黄河增长。杨达源等（1996）对黄河上游地区的贵德盆地和共和盆地中的阶地研究发现，往上游方向阶地级数是递减的，根据测年认为龙羊峡切开的时间为60ka BP，而其上游的唐乃亥峡于20ka BP贯通。黄河源区的多石峡的切开时间可能更晚。李长安等人（1998、1999）对东昆仑地区的地貌和沉积盆地研究认为，在晚第四纪黄河上游地区发生过较大的水系调整，大约150ka BP前后，柴达木盆地的加鲁河、诺木洪河、格尔木河等的溯源侵蚀强烈，切过布尔汗布达山，袭夺了近东西向的大河。全新世以来，随着东昆仑的隆升，加鲁河上游的强烈溯源侵蚀使布青山分水岭向南推移了6～10km。

在20世纪90年代后期到21世纪初，除对地貌演变进行一些研究外，对第四纪环境变迁也做了些工作。张玉芳等（1995、1999）依据一个钻孔的资料，研究了黄河源区全新世的植被特点和气候特征。于庆文等（1999）依据孢粉资料恢复了托索湖地区的晚第四纪的植被类型和古气候特征。程捷等（2001a、b、c，2002b，2003）对黄河源区的冻土地貌、第四纪地层、古气候做了研究，尤其对玛多县附近的一个浅井剖面研究较为详细，根据孢粉、粘土矿物、有机碳等资料恢复了黄河源区全新世的植被面貌和古气候特征，并指出在大暖期黄河源区的气温比现今高2～3℃，而且在大暖期期间发生了一次快速降温事件，降温幅度达6～7℃（Cheng et al.，2005；程捷等，2006），这是前人没有提到过的。

黄河源区的生态环境变化是从20世纪90年代的后期才引起人们的注意，中国科学院、青海省国土资源厅、兰州大学、中国地质大学（北京）等单位对该区进行了一些研究（康维新，1998；李来兴等，1998；魏振铎，1998；叶春梅，1998；李万寿等，2000；沈渭寿等，2000；郑新民，2000；王根绪等，2000，2001；程捷等，2001b，2001c；沙占江等，2001；庄永成等，2001），并认为该区的生态环境、土地沙化和水土流失有加重的趋势，如土地沙化面积增加、草场退化、保水能力下降、地下水位下降，等等。现将黄河源区的第四纪地质、地貌和生态环境研究历史总结在表1-3中。

表1-3 黄河源区第四纪地质及环境研究历史Table1-3 Showing the history of Quaternary geological and environmental researches in the source area of the Yellow River

续表

实际上，尽管有不少人在黄河源区做过工作，但与其他地区相比，黄河源区的第四纪地质和古环境研究还非常薄弱，很多问题有待深入研究，需要做大量的工作。该区第四纪地质和古环境研究目前存在的主要问题有以下几个方面。

1）第四纪地层的层序还不完全清楚，缺少测年数据，因此目前还没有建立一个比较确切的第四纪地层系统。这无疑影响了该区第四纪地质研究的深入，也为第四纪的生态环境研究带来一定的困难。

2）对于该区第四纪冰期的划分还存在不同的意见，对倒数第二、三次冰期的确定意见还比较一致，主要的分歧是晚更新世的冰期划分，划分为一期还是两期。在欧洲地区，有些人认为末次冰期是从115ka BP或120ka BP开始的（即末次冰期从MIS5 d到MIS2），包括雨木冰期和里斯-雨木间冰期的后半部分，把末次冰期分为早雨木冰期（117～62ka BP）或早魏克塞尔冰期和晚雨木冰期（42～13ka BP）或晚魏克塞尔冰期（Zubakov et al.，1990），而末次间冰期（艾姆间冰期，Eamian或Eemian）只限制在MIS5e（Riser，2002），这与我们通常说的末次冰期从75ka BP开始是不同的。如果在黄河源区倒数第一次冰期划分两期的话，那么末次冰期的时间就比较长，这就与欧洲相似。

3）黄河源区在第四纪是否被青藏高原“大冰盖”所覆盖，这涉及到：一是在青藏高原是否存在过大冰盖；二是如果存在过大冰盖，那么是在什么时期形成的；三是黄河源区存在过局部冰盖，而青藏高原没有统一的大冰盖。王明业等（1965）、M.Kuhle（1987，1988，1991）、韩同林（1991）、Gupta等（1992）、徐道明等（1995）都认为在青藏高原发育过大冰盖，时间在末次冰期，但施雅风等（1994，1996，1997）、郑本兴等（1996）、周尚哲等（2001）不赞成这种观点，认为在晚更新世，青藏高原只能满足形成山岳冰川的水汽条件。如果青藏高原存在大冰盖，也只有可能在中更新世早期（施雅风等，2000）。刘东生等（1999）利用计算机模型，模拟了青藏高原的冰盖情况，认为青藏高原是有可能存在冰盖的。看来这个问题比较复杂，这涉及到古冰川确定遗迹的鉴定上以及它们的指示意义上。

4）黄河源区的第四纪生态环境变迁研究非常薄弱，除对全新世有少量的研究外（张玉芳等，1999；于庆文等，1999；程捷等，2002），更新世的研究几乎是空白。要研究更新世的气候和生态环境变迁，首先要有良好的地层剖面。由于黄河源区地势平缓，相对高差小，第四系露头不好，这也是造成这方面研究薄弱的一个原因。因此需要实施钻孔，才能获得理想的第四纪地层剖面，对更新世的古气候和环境研究才有可能。

5）黄河源区的第四纪气候前人做了些工作（王绍令等，1992；周尚哲等，1994，1995；方晓敏等，1998；程捷等，2002b，2003），但由于缺少连续完整的第四纪地层剖面，这些研究只涉及到个别时段，在时间上是不连续的，很难连接形成一个能反映黄河源区第四纪气候的完整体系。

6）黄河源区两湖（鄂陵湖和扎陵湖）的形成时间和大湖期问题。鄂陵湖和扎陵湖是黄河源区最大的两个湖泊，它们何时形成？与黄河源区早期湖泊的关系如何？它们又是怎样形成？这些问题都有待解决。青藏高原在晚更新世晚期存在湖泊扩张时期（李炳元，2000；朱大刚等，2004），黄河源区是否也是如此？如果是，那么湖泊有几次扩张，在全新世是否有过大湖时期？等等。这些是众多科学家关注的问题。

7）黄河源区近期的生态环境研究还非常薄弱，只有少量的文章涉及（王根绪等，2000；程捷等，2001b，2001c；沙占江等，2001；庄永成等，2001），但深度远不够。该区生态环境恶化的原因、速度、趋势等还需要做更多的细致工作，只有把这些问题弄清楚了，才有可能预测未来生态环境变化的趋势，才能提出科学的防治措施和解决当地生态环境保护与社会发展矛盾的途径。

上述众多的问题或几个问题的解决无疑使黄河源区的第四纪地质和环境研究向前迈进一大步，对研究青藏高原的隆升及其环境效应、我国季风的演化、第一级阶梯与第二级阶梯之间的地貌演化、青藏高原的冰川发育历史和黄河源区的生态环境保护都具有重要的意义。但这些问题有的前人有所涉及，也进行了一些研究，不过尚未解决，而有些问题就涉及得很少，疑点很多，需要做更多的详细工作。本书就是对上述某些问题的进行了研究，提供了一些新资料，也获得了一些新认识。

一、成果内容概述

该项目是国土资源调查部署开展的基础调查研究工作，由中国地质科学院地质力学研究所负责，经过四年的野外调查研究工作，取得了大量第一手资料，在青藏高原东缘第四纪地质环境研究方面取得了诸多新进展。主要取得了以下几个方面成果：①青藏高原东缘在上新世时期（4.3～2.6 MaB.P.）出现了一个大泛湖期，北到康定，南至攀枝花。②建立了青藏高原东缘上新世以来湖相、风尘和冰川沉积的地层序列，通过各种环境指标的测试，系统分析了不同时段古环境的变迁过程；③通过多时相遥感图像解译以及野外地质调查，结合各种环境指标分析，对若尔盖草地沙化的时空分布规律、发展趋势以及影响土地沙化的主要因素等开展了系统研究。④建立了不同时段古环境事件演化的时间序列，并与全球性重大地质环境事件进行对比，探讨了该区上新世以来不同时段古环境演化的成因机制。具体如下：

（1）若尔盖草地沙化的调查评价

通过三个时相卫星图像的遥感解译，结合野外实地考查对该区土地沙化区的空间分布规律取得了新的认识：该区土地沙化严重的地区主要分布在瓦切-黑河牧场、玛曲-曼尔玛、阿西牧场-花湖一带，空间上呈近南北向分布，地貌部位主要位于山前冲洪积台地、河流阶地以及山间盆地中，对三个砂带的表层以及三个风成沙-古土壤剖面进行了系统的样品采集，对该区风成砂的物质来源以及土地沙化形成的历史及其演化机制等重大环境问题获得重要的认识。通过若尔盖地区空间分布的五个环境剖面的年代学和环境指标测试分析，厘定若尔盖古湖的发育时段，环境指标分析建立该区晚第四纪时期环境变迁特征。初步研究发现在1.5万～1万a若尔盖为湖泊环境，1万a后黄河贯通若尔盖古湖形成草地沼泽环境。

（2）川西高原风尘堆积-古土壤序列的地层学研究及其古气候意义

成都红土和甘孜黄土剖面系统的磁性地层学研究结果显示出：典型红土与黄土磁性地层均出现了B/M界限以及松山期的贾拉米洛极性事件；川西廊带区黄土剖面高分辨率的磁化率测试结果也表明：川西黄土剖面在空间上具有很好的对应关系。通过研究表明川西地区至少在1Ma以前就出现了风尘堆积。大面积连续风尘沉积的形成，一是有大面积的干旱区为风尘堆积提供物质来源，二是有足够强劲的风力为风尘物质的搬运提供动力条件。该区风尘沉积自更新世中期开始形成，说明该区在此时期以来大气环流的格局、水文植被状况等发生了急剧变化。

通过系统研究在以下几个方面取得重要进展：①青藏高原东缘风尘物源及其反映的更新世中期以来大气环流格局演化以及物源区干旱化发展等环境状况的变化。②对风尘搬运风力的研究，有望对高原季风、印度洋季风、西风环流的演化获得重要信息。③从古土壤、古风化强度的角度，探讨更新世中期以来全球性重大环境事件在青藏高原东缘地区的反映，同时就对该区有重要影响的印度洋季风的行为和机制进行探讨。④建立该区更新世中期以来一系列的重要环境事件的时间序列，并通过与全球/区域性重大地质环境事件的对比，对该区环境变化的机制获得新的认识。

（3）青藏高原东缘上新世昔格达古湖的研究及其意义

大渡河及安宁河流域上新世时期普遍发了一套河湖相沉积，这说明青藏高原东缘约4～3 MaB.P.存在一个大湖阶段，此项研究对探讨青藏高原东缘上新世古环境变迁以及高原隆升的耦合关系具有重要意义。通过川西高原昔格达河湖沉积的典型剖面研究，建立该沉积层的时间框架，磁性地层研究表明，泸定海子坪剖面主要形成于高斯期。经调查，我们选择泸定海子坪和冕宁周家大沟剖面为研究典型剖面，进行了系统的磁性地层学研究，并且通过粒度分析、有机碳含量测试为西南地区长时间尺度的环境记录提供有意义的基础资料。两个剖面的磁性地层研究结果显示：昔格达组地层属上新世时期，发育时代为4.2～2.6 MaB.P.。泸定海子坪剖面记录了5个大的从粗→细的沉积旋回，15个沉积阶段。沉积物中值粒径的Φ值直接指示了各旋回的沉积阶段，Φ值小，水动力较强，为动荡的沉积环境；Φ值大，水动力较弱，为稳定的沉积环境。沉积记录显示在2.8 MaB.P.青藏高原的强烈隆升就已开始，昔格达古湖为过水湖；至2.6 MaB.P.，昔格达古湖完全消失，与黄土高原风尘沉积环境发生大的改变相一致。对海子坪剖面有机碳含量的环境记录研究，有机碳最低值为0.14%，最高值为1.04%，平均值为0.38%。有机碳记录表明，泸定海子坪地区的古环境变化经历了凉→暖→凉→冷→暖→冷→暖→冷→凉等9个古气候变化阶段。孢粉和同位素分析也记录了4～2.6 MaB.P.间的古气候环境的周期性变化规律。随着研究的进一步深入，将会对川西地区上新世期间环境演化格局及其与青藏高原的阶段性隆升关系等国际上普遍关心的热点科学问题取得新认识。

（4）依托项目研究成果，公开发表科学论文25篇、专著1本，其中在中国科学、地质学报（英文版）等SCI论文4篇、核心期刊15篇。项目组先后参加33届国际地质大会（IGC）、喜马拉雅-喀喇昆仑-青藏高原国际研讨会（HKT）等国际会议进行成果展讲，提交了国际会议详细摘要，报告成果为国内外同行所关注。

二、应用范围及实例

川西地区第四纪环境调查评价成果应用方面，若尔盖草地沙化调查评价为一实例。若尔盖沙化较为严重，该区草地沙化既有自然因素，也有人为因素。选取年均温、年降水量、降水变率、大风日数、人口数量、载畜量、耕地面积等指标，采用多元统计分析中主分量分析方法，定量化地分析现代时期土地沙漠化自然和人为因素的影响程度。分析结果表明，贡献率为64.56%的第一主成分中以人为因素的因子负荷量为高，而贡献率为35.44%的第二主成分则以自然因素的因子负荷量占绝对优势，这就说明在草地沙化过程中，自然因素与人为因素的影响作用几乎是同等的，也就是说，若尔盖草地沙化过程是自然因素和人为因素共同作用和影响的综合过程。同时在自然因素中，以降水、年均风速和大风日数的因子负荷量为高，说明在若尔盖降水的变化和风速的大小是驱动草地沙化过程的主要自然因素；在人为因素中，以人口和牲畜数量的变化及草地开垦规模的因子负荷量为高，是草地沙化过程中主要的人为驱动因素。若尔盖草地沙化是该区域自然环境变化和人类活动的综合结果，气候是影响生态环境脆弱地区沙、石漠化的一个重要自然因素。20世纪50年代以来，该区气温平均增高超过2℃；降水量总体上减少，蒸发量总体逐渐加大，加剧了本区的干旱程度，同时人类不合理无节制的利用开发草原大大加剧草地沙化。对此，提出了七方面对策建议，以报告形式提交了地方政府，建议分别为：深入调查该区环境问题，提高了对环境恶化的认识；加强对湿地资源开发的环境管理，合理利用泥炭资源；加强生态环境保护的研究与监测；开展生态恢复与重建的工作；控制人口增长，消除贫困，统筹规划，实现产业结构优化；增强生态环境意识，建立法制观念；大力发展旅游，作为重要的替代产业。

三、成果推广转化方式

媒体宣传、会议交流、技术咨询等。

技术依托单位：中国地质科学院地质力学研究所

联系人：张永双

通讯地址：北京市海淀区民族大学南路11号

邮政编码：100081

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建议你用百度搜索下“灵生地质作用”，应该基本上就知道了。内容太多，我就不要你的150分了。不过我搜索了，竟然没有！！不好意思了！其实所谓“灵生地质作用”就是指人类活动对自然界的破坏和影响。比如破坏植被造成荒漠化、建设施工导致边坡变形、水利工程诱发地质灾害等等。