全新世毛乌素沙地演化初探

孔梦园

摘要：毛乌素沙地是研究气候变化的理想地区，文献综述通过将全新世以来发育的剖面进行整理，发现在全新世早期，气候朝温暖湿润方向发展，为疏林草原时期，但期间也有寒冷时期出现，东亚夏季风逐渐加强，毛乌素沙地向西、北固定，南界推测距离现代边界偏西北约50-100 km；全新世中期，沙地大部分固定，沙地南界比现代边界偏西北约150-200 km；晚期，全新世大部分发育风成砂层，但期间在1.5 ka BP前后可能气候回暖过，但总体上气候逐渐朝干冷方向发展，夏季风衰退，冬季风不断增强，沙地向东南扩展约20 km。

关键词：毛乌素沙地；全新世；演化

全新世是距离我们最近的一个地质历史时期，这一万年的气候变化与人类社会发展和科学进步有着重要的关系。近年来，世界各地对于全新世气候变化的报道屡见不鲜，全新世期间千年、百年尺度气候快速变化成为近年来国际古环境领域的研究热点，格陵兰冰芯记录的气候变化揭示出气候存在千年尺度的气候突变，研究认为中纬度地区间冰期气候波动主要受控于地球轨道参数变化引起的北半球太阳辐射值的变化。这些千年尺度上的气候波动事件在全球是否具有一致性，气候变化的特征和成因机制等诸多问题还有待深入研究，但深入研究的前提是建立在大量证据之上的。

毛乌素沙地位于长城以北，鄂尔多斯高原东南部，属黄土高原与鄂尔多斯干燥剥蚀高原过渡带，地势西北高东南低，是唯一和黄土高原直接相连的沙地，两者的交互部位构成了沙漠一黄土边界带，由于毛乌素沙地所处的特殊的地理位置，兼具生态脆弱性和气候敏感性，在时间和空间上具有高度不稳定性，随着气候冷暖的波动，使毛乌素沙地不断固定一活化，这里的气候变化、构造运动和人类活动在沙漠的形成和演化中均有重要作用，学者们在这里进行大量的研究，为毛乌素沙地在地质历史时期的固定与活化建立了详细的年代框架。

1 研究区概况

毛乌素沙地位于鄂尔多斯高原东南部，地理位置为37o27′-39o22′N，107o20′-111o30′E，地处我国东部季风边缘区，气候类型为干旱一半干旱的大陆季风型气候，植被由草原向荒漠草原过渡，其季风环流的影响强度因季节变化而不同，冬季受到来自高纬度地区的蒙古一西伯利亚反气旋的控制，盛行西北季风，寒冷干燥；夏季主要受到北太平洋副热带高压和印度洋低压共同控制。

2 研究方法

通过对文献剖面的综述，看在同一时期地层沉积相反映的气候变化是否一致，初步推测沙地的变化情况。将所收集到的前人己研究到的30个剖面绘制如图1所示，研究过的剖面大多位于毛乌素沙地的东缘和东南缘，在沙地腹地、北缘和西缘的剖面较少，可能是因为在沙地腹地和北缘的沙丘中寻找古土壤比较困难，而且古土壤易受到剥蚀不好保存，其中三道沟剖面，镇北台剖面、杨桥畔剖面、糜地湾剖面和柳树湾剖面的沉积序列较完整，分辨率较高。为方便对比，地层中的14C年龄全部转化为了日历年。

将所收集到的前人己研究过到的30个剖面繪制于图1中，研究过的剖面大多位于毛乌素沙地的东缘和东南缘，在沙地腹地、北缘和西缘的剖面较少，可能是因为在沙地腹地和北缘的沙丘中寻找古土壤比较困难，而且古土壤易受到剥蚀不好保存，其中3道沟剖面，镇北台剖面、杨桥畔剖面、糜地湾剖面和柳树湾剖面的沉积序列较完整，分辨率较高。

3 全新世毛乌素沙地的演化

全新世早期，神木杨桃峁剖面、金刚寺剖面、赵家峁剖面、镇北台剖面、滴哨沟湾剖面、杨桥畔剖面都发育了古土壤，三道沟剖面发育了弱成壤，但期间也堆积过风成砂，杨桃峁剖面在9.398 ka BP前后堆积风成砂，赵家峁在10 ka BP之前堆积风成砂，达拉石剖面在8.54 ka BP之前为风成砂，说明气候在朝温暖湿润方向发展。孢粉记录表明，在全新世早期的11-9 ka BP为疏林草原时期，但期间也有寒冷时期出现，降水量比现今高100mm，东亚夏季风逐渐加强，毛乌素沙地向西、北固定，南界推测距离现代边界偏西北。通过对毛乌素沙地东南缘全新世气候研究发现，全新世早期气候不稳定，夏季风有增强趋势；浑善达克沙地10-7.1 ka BP为升温波动期；科尔沁沙地在8-10 ka BP沙丘由流动向固定转化。

全新世中期，沙地大部分剖面都发育了古土壤层，镇北台剖面在11.432 ka BP之后都堆积了古土壤和弱成壤，但3道沟剖面记录到了3次的风沙事件，高家村剖面记录到了5次风沙事件，说明气候也不是一直暖湿的，期间有寒冷事件的出现，总体上是温暖湿润的。沙地大部分固定，孢粉数据显示该期是以蒿属为主的疏林草原，降水量在最适宜期比现代高100--200mm，沙地南界比现代边界偏西北约150～200 km。浑善达克沙地8.0-2.7 ka BP，气候湿润，植被茂密，沙地呈固定一半固定状态；科尔沁沙地在8.0-3.0 kaBP发育砂质古土壤，沙地大部分被固定，我国北方气候普遍温暖湿润，盛行夏季风，降水增多，生草成壤作用强烈。

晚全新世大部分发育风成砂层，但期间在1.5 ka BP前后可能气候回暖过，锦界剖面和何家梁剖面发育过古土壤层，总体上，气候逐渐朝干冷方向发展，夏季风衰退，冬季风不断增强。这个时期，主要为疏林草原、干草原，西北部为荒漠草原，沙地向东南扩展约20 km。浑善达克沙地在2.3 ka BP，沙丘活化；但这期间也出现过短暂的回暖时期，滴哨沟湾剖面记录到在0.96-1.35 ka BP，气候暖湿导致沙地缩小。