A High-resolution Study of Moisture Evolution in the Jianghan Plain Since 12.76 cal. ka B.P.
LI Feng1, , WU Li1, ZHU Cheng1, , SUN Wei1, WANG Xiao-cui1, MENG Hua-ping2, LIU Hui2, GONG Qi-lan3, ZHU Guang-yao4, ZHOU Feng-qin5, LI Su-yuan6, OUYANG Jie7
1. School of Geographic and Oceanographic Sciences, Nanjing University, Nanjing, Jiangsu 210013, China2. Hubei Provincial Institute of Cultural Relics and Archaeology, Wuhan, Hubei 430077, China3. Department of Geogrphy, National Kaoshiung Normal University,Kaoshiung, 80201 Taiwan, China4. Human Literary Society Branch Department, Bengbu College, Bengbu, Anhui 233000, China5. Jingjiang Institute of Hydrologic and Water Resource Survey, Changjiang River Water Resources Commission, Jingzhou, Hubei 434000, China6. Department of History, Nanjing University, Nanjing, Jiangsu 210093, China7. Guangdong Radio & TV University, Guangzhou, Guangdong 510091, China
选择位于江汉平原的JZ-2010湖相沉积剖面为研究对象,利用AMS14C测年建立江汉平原12.76 cal. ka B.P.以来环境演变的时间序列。对湖相沉积物中元素Rb和Sr的差异分布、Rb/Sr值、Ti元素含量以及磁化率等多项环境代用指标的综合分析表明：江汉平原12.76 cal. ka B.P.以来环境干湿变化经历了晚冰期由偏干转向偏湿波动、全新世开始湿度增强、全新世中期偏湿到湿润再至干湿波动,全新世晚期至现代偏湿到偏干的过程。磁化率波动与江汉平原新石器时代各文化类型出现或转型相关。江汉平原环境干湿变化体现东亚季风环流影响,驱动机制主要是北半球夏季太阳辐射变化;还受到东北、北、西三面环山而东南面向夏季风倾斜开放的地势影响。
关键词：江汉平原
;
Ti元素含量
;
Rb/Sr
;
磁化率
;
干湿变化
Abstract
Six AMS radiocarbon ages combined with the concentration and distribution of element Rb, Sr and Ti, Rb/Sr ratio and magnetic susceptibility are utilized to reconstruct the moisture evolution in the Jianghan Plain during the last 12.76 ka. The multi-proxy integrated indicators of the regional moisture conditions turned from dry to wet after the Late Glacial and progressively became better and reached its optimum period until the mid-Holocene, however, punctuated by several humidity decrease phases. Begin with the severe dry event around 4.42-4.00 cal.kaBP, the environment was dry again in the Jianghan Plain as a whole. It can be inferred that the evolution of moisture condition in the study area was dominated by the East Asian monsoon system which likely be driven by the solar insolation changes on the Northern Hemisphere. As the first time to apply the Rb/Sr ratio and Ti concentration in tracing moisture evolution in a region with typical subtropical humid climate, this study highlights the different effects and consequences of the proxies throughout the paleoenvironment process. Also the regional characteristics of continuously subsided since the Cretaceous period as well as the topography opening down to southeast. What’s more the variations of magnetic susceptibility are well coincided with the transition of Neolithic culture of the Jianghan Plain.
Keywords：Jianghan Plain
;
Ti concentration
;
Rb/Sr ratio
;
magnetic susceptibility
;
moisture evolution
LIFeng, WULi, ZHUCheng, SUNWei, WANGXiao-cui, MENGHua-ping, LIUHui, GONGQi-lan, ZHUGuang-yao, ZHOUFeng-qin, LISu-yuan, OUYANGJie. A High-resolution Study of Moisture Evolution in the Jianghan Plain Since 12.76 cal. ka B.P.[J]. Scientia Geographica Sinica, 2012, 32(7): 878-884 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2012.07.878
对沉积物中特定化学元素性质和环境磁学特征的分析有助于揭示过去气候变化的信息[1~4]。近年来以沉积物中元素Ti、Rb、Sr的含量分布及Rb/Sr值变化为替代指标重建古气候[5~8],结合磁化率指标,探讨区域环境演变及其驱动因素取得进展[9~11]。学者们也发现这些环境替代指标在气候地层学研究中的广泛应用仍存在不确定因素[5, 6, 8~10,12]。江汉平原是典型的河间洼地组成的洪泛平原,其沉积物来源、水动力条件、河湖微地貌塑造、气候及沉积环境变化复杂;考古研究证实江汉平原新石器时代以来即有广泛的人类活动,很大程度上影响江汉平原环境变迁[13,14]。从1990年代的洪湖钻孔到利用孢粉、粒度、有机碳同位素、磁化率等多种替代指标分析,一些研究关注到江汉平原气候波动、环境变化和湖群演化及其与人类活动的关系[15~22],对全面了解江汉平原仍显不足。本研究尝试以沉积剖面中连续提取的Ti、Rb、Sr含量和磁化率测定数据,在AMS14C测年建立的地层年代基础上,通过元素分布、Rb/Sr值及磁化率变化曲线的对比分析,探讨江汉平原12.76 cal. ka B.P.以来的气候波动和沉积环境变化,深入理解地球化学元素分布和环境磁学替代指标在环境变化研究中应用特点。这也是在江汉平原首次利用Ti、Rb、Sr元素分布和高分辩率Rb/Sr值、磁化率替代指标重建古气候、古环境,对江汉平原河湖生态系统演变、洪涝灾害评估与防治乃至研究区域经济社会可持续发展,有重要的科学价值和现实意义。
阶段I,12.76~9.06 cal. ka B.P.（637~535 cm）。这是晚冰期向全新世过渡和偏干环境逐渐转向偏湿的阶段。各环境替代指标于12.0~11.5 cal. ka B.P.显著波动,综合分析是研究区域对YD事件的响应,其时段与邻近的大九湖泥炭TOC和d13C[36]、南京葫芦洞d18O[37]及贵州茂兰石笋d18O[38]的记录部分重合。随后各指标于10.7~10.4 cal. ka B.P.和9.9~9.6 cal. ka B.P.又记录了两次较明显的变干。
阶段II,9.06~7.9 cal. ka B.P.（535~503 cm）。该阶段初期各环境替代指标呈明显变化,指示着江汉平原全新世早期显著的环境变化。随后各指标显示江汉平原区降水和湿度持续增加。对非洲全新世湖泊水位变化的研究显示,在9.0 ka B.P.从15°30′S向北所有湖泊均处于高水位[39]。Spaulding通过模拟研究认为是轨道变化驱动夏季辐射增加,导致低纬度地区季风增强,影响范围估算在10°~35°N[40]。这些结果有力地支持本文讨论。前人研究指出[41]约8.2 ka B.P.出现全新世以来范围最大、程度最强的气候突变,而JZ-2010剖面各指标表现均不突出。显然,江汉平原对显著变冷干的8.2 ka B.P.事件无明确响应,其环境变化的区域独特性值得结合其它替代指标进行更深入探讨。
Fig. 3 Multi-proxy records and comparison of the JZ-2010 Profile
阶段III,7.9~6.05 cal. ka B.P.（503~452 cm）。本时期江汉平原环境湿润程度继续增强,植被发育良好使基岩侵蚀减弱,沉积通量减少且沉积组分变细。但在约7.1~6.6 cal. ka B.P期间磁化率异常波动,Ti含量也显著升高,可能是古人类活动的反映。考古研究证实,江汉平原新石器时代大溪文化起始时间即为约6.9 ka B.P.[42]。
阶段IV,6.05~4.42 cal. ka B.P.（452~375 cm）。该阶段江汉平原处于全新世以来最湿润的环境。对新石器时代人类遗址时空分布与环境变迁关系的研究表明,此期江汉湖群不断扩张 [42, 43]。而约5.2~4.8 cal. ka B.P.为气候相对变干时期,推测是促成大溪文化向屈家岭文化转变的自然背景。
阶段V,4.42~2.7 cal. ka B.P.（375~280 cm）。该阶段初期各环境替代指标都现突变,磁化率值异常偏高,侵蚀加剧且较粗颗粒组份增多,显示江汉平原4.42~4.0 cal. ka B.P.经历显著的干旱事件,此前7.9~4.42 cal. ka B.P.持续约达3.5 ka的湿润期迅速结束。自然环境的变化促进了屈家岭文化向石家河文化转变,人类开始进入江汉平原腹地定居[42, 43]。4.0 cal. ka B.P.后环境又快速转向偏湿直至本时段结束。约3.0 cal. ka B.P.的磁化率异常偏高应与古楚人迁入江汉平原有关[42~44]。
阶段VI,2.7~1.22 cal. ka B.P.（280~231 cm）。前期各指标变化显示江汉平原经历由湿润转偏干再转湿的过程。现存史料对这一阶段的环境变化记载明确[13, 44]。对比各指标对4.42~4.0 cal. ka B.P.干旱事件和本阶段2.2~1.9 cal. ka B.P.变干的记录,本阶段磁化率无异常增高,Ti含量以溶解降低为主,结合史料推测应是楚人迁入江汉平原后,研究区长期做为楚王游猎的禁苑保护地,客观上减少了人类活动对植被的破坏,减弱了侵蚀和沉积。
阶段VII,1.22 cal. ka B.P.至今（231~0 cm）。各环境替代指标波动剧烈,江汉平原环境整体向偏干发展,侵蚀加剧,水位与沉积条件变化迅速,气候与环境受人类活动强干扰,磁化率峰值和Ti的高含量显示其影响于唐宋时期达到高峰。
4 结 论
1） 在JZ-2010剖面AMS14C测年建立的时间序列基础上,通过对沉积物中的元素Rb、Sr和Ti含量及Rb/Sr值、磁化率等多项环境替代指标的综合分析,江汉平原12.76 cal. ka B.P.以来环境干湿变化可划分为7个阶段,即晚冰期由偏干转向偏湿波动、全新世开始湿度增强、全新世中期偏湿到湿润再至干湿波动,全新世晚期至现代偏湿到偏干的过程;同时多指标明确记录了YD、4.2 cal. ka B.P.和2.0 cal. ka B.P.的变干事件。
2） JZ-2010剖面记录的江汉平原12.76 cal. ka B.P.以来环境干湿变化体现了东亚季风环流的影响,特别是晚冰期后夏季风快速增强,全新世早期强盛和随后衰退的变化特点,其驱动机制应当是夏季太阳辐射控制下赤道热带幅合带逐渐南移并导致东亚季风降水减弱;同时也表现出较强的区域独特性,即受到白垩纪以来持续构造沉降,以及东北、北、西三面环山而东南面向夏季风倾斜开放的地势影响。
Variation of Rb/Sr rations in the loess-paleosol sequences of central China during the last 130 000 years and their implications for monsoon paleoclimatology
... 对沉积物中特定化学元素性质和环境磁学特征的分析有助于揭示过去气候变化的信息[1~4].近年来以沉积物中元素Ti、Rb、Sr的含量分布及Rb/Sr值变化为替代指标重建古气候[5~8],结合磁化率指标,探讨区域环境演变及其驱动因素取得进展[9~11].学者们也发现这些环境替代指标在气候地层学研究中的广泛应用仍存在不确定因素[5, 6, 8~10,12].江汉平原是典型的河间洼地组成的洪泛平原,其沉积物来源、水动力条件、河湖微地貌塑造、气候及沉积环境变化复杂;考古研究证实江汉平原新石器时代以来即有广泛的人类活动,很大程度上影响江汉平原环境变迁[13,14].从1990年代的洪湖钻孔到利用孢粉、粒度、有机碳同位素、磁化率等多种替代指标分析,一些研究关注到江汉平原气候波动、环境变化和湖群演化及其与人类活动的关系[15~22],对全面了解江汉平原仍显不足.本研究尝试以沉积剖面中连续提取的Ti、Rb、Sr含量和磁化率测定数据,在AMS14C测年建立的地层年代基础上,通过元素分布、Rb/Sr值及磁化率变化曲线的对比分析,探讨江汉平原12.76 cal. ka B.P.以来的气候波动和沉积环境变化,深入理解地球化学元素分布和环境磁学替代指标在环境变化研究中应用特点.这也是在江汉平原首次利用Ti、Rb、Sr元素分布和高分辩率Rb/Sr值、磁化率替代指标重建古气候、古环境,对江汉平原河湖生态系统演变、洪涝灾害评估与防治乃至研究区域经济社会可持续发展,有重要的科学价值和现实意义. ...
Core correlation and total sediment influx
0
1986
1
1995
... AMS14C测年数据经CALIB 6.0树轮校正和内插外推[23~25],建立了JZ-2010剖面沉积年代序列（表1）,年代数据结果与深度也呈现很好的线性关系（R2 = 0.970 9）.根据剖面各层位的AMS14C年代推算其平均沉积速率,5层以下约为0.352 mm/a（最底部第7层仅为0.276 mm/a）,5层以上则约为1.895 mm/a.对比磁化率值5层以下平均为26.20,标准偏差42.60,磁化率曲线基本平稳（图2）,只分别在7.0~6.6 cal. ka B.P.、 4.4~3.8 cal. ka B.P.和3.0 cal. ka B.P.出现异常高值;而5层以上平均值增加为197.92,标准偏差60.03,两者均比5层以下为高,磁化率曲线形态也呈现高频大幅波动并出现峰值.Thompson等指出磁化率值越高反映流域内原生磁性矿物的输入量越大[3];也有研究通过磁化率测量获取人类活动引起的沉积速率和流域土地利用类型变化的信息,认为磁化率值升高反映了流域内由于耕作和森林砍伐而导致基岩侵蚀加剧[26, 27].JZ-2010剖面的沉积速率和磁化率特征,显示磁化率值异常体现了沉积环境变化,响应着江汉平原新石器时代不同文化类型的演替,特别是1.2 cal. ka B.P.以来人类活动的效应显著增强. ...
Global climate instability reflected by Eastern Mediterranean marine records during the late Holocene
1
2001
... 对沉积物中特定化学元素性质和环境磁学特征的分析有助于揭示过去气候变化的信息[1~4].近年来以沉积物中元素Ti、Rb、Sr的含量分布及Rb/Sr值变化为替代指标重建古气候[5~8],结合磁化率指标,探讨区域环境演变及其驱动因素取得进展[9~11].学者们也发现这些环境替代指标在气候地层学研究中的广泛应用仍存在不确定因素[5, 6, 8~10,12].江汉平原是典型的河间洼地组成的洪泛平原,其沉积物来源、水动力条件、河湖微地貌塑造、气候及沉积环境变化复杂;考古研究证实江汉平原新石器时代以来即有广泛的人类活动,很大程度上影响江汉平原环境变迁[13,14].从1990年代的洪湖钻孔到利用孢粉、粒度、有机碳同位素、磁化率等多种替代指标分析,一些研究关注到江汉平原气候波动、环境变化和湖群演化及其与人类活动的关系[15~22],对全面了解江汉平原仍显不足.本研究尝试以沉积剖面中连续提取的Ti、Rb、Sr含量和磁化率测定数据,在AMS14C测年建立的地层年代基础上,通过元素分布、Rb/Sr值及磁化率变化曲线的对比分析,探讨江汉平原12.76 cal. ka B.P.以来的气候波动和沉积环境变化,深入理解地球化学元素分布和环境磁学替代指标在环境变化研究中应用特点.这也是在江汉平原首次利用Ti、Rb、Sr元素分布和高分辩率Rb/Sr值、磁化率替代指标重建古气候、古环境,对江汉平原河湖生态系统演变、洪涝灾害评估与防治乃至研究区域经济社会可持续发展,有重要的科学价值和现实意义. ...
Variation of Rb/Sr rations in the loess-paleosol sequences of central China during the last 130 000 years and their implications for monsoon paleoclimatology
4
1999a
... 对沉积物中特定化学元素性质和环境磁学特征的分析有助于揭示过去气候变化的信息[1~4].近年来以沉积物中元素Ti、Rb、Sr的含量分布及Rb/Sr值变化为替代指标重建古气候[5~8],结合磁化率指标,探讨区域环境演变及其驱动因素取得进展[9~11].学者们也发现这些环境替代指标在气候地层学研究中的广泛应用仍存在不确定因素[5, 6, 8~10,12].江汉平原是典型的河间洼地组成的洪泛平原,其沉积物来源、水动力条件、河湖微地貌塑造、气候及沉积环境变化复杂;考古研究证实江汉平原新石器时代以来即有广泛的人类活动,很大程度上影响江汉平原环境变迁[13,14].从1990年代的洪湖钻孔到利用孢粉、粒度、有机碳同位素、磁化率等多种替代指标分析,一些研究关注到江汉平原气候波动、环境变化和湖群演化及其与人类活动的关系[15~22],对全面了解江汉平原仍显不足.本研究尝试以沉积剖面中连续提取的Ti、Rb、Sr含量和磁化率测定数据,在AMS14C测年建立的地层年代基础上,通过元素分布、Rb/Sr值及磁化率变化曲线的对比分析,探讨江汉平原12.76 cal. ka B.P.以来的气候波动和沉积环境变化,深入理解地球化学元素分布和环境磁学替代指标在环境变化研究中应用特点.这也是在江汉平原首次利用Ti、Rb、Sr元素分布和高分辩率Rb/Sr值、磁化率替代指标重建古气候、古环境,对江汉平原河湖生态系统演变、洪涝灾害评估与防治乃至研究区域经济社会可持续发展,有重要的科学价值和现实意义. ...
... [5, 6, 8~10,12].江汉平原是典型的河间洼地组成的洪泛平原,其沉积物来源、水动力条件、河湖微地貌塑造、气候及沉积环境变化复杂;考古研究证实江汉平原新石器时代以来即有广泛的人类活动,很大程度上影响江汉平原环境变迁[13,14].从1990年代的洪湖钻孔到利用孢粉、粒度、有机碳同位素、磁化率等多种替代指标分析,一些研究关注到江汉平原气候波动、环境变化和湖群演化及其与人类活动的关系[15~22],对全面了解江汉平原仍显不足.本研究尝试以沉积剖面中连续提取的Ti、Rb、Sr含量和磁化率测定数据,在AMS14C测年建立的地层年代基础上,通过元素分布、Rb/Sr值及磁化率变化曲线的对比分析,探讨江汉平原12.76 cal. ka B.P.以来的气候波动和沉积环境变化,深入理解地球化学元素分布和环境磁学替代指标在环境变化研究中应用特点.这也是在江汉平原首次利用Ti、Rb、Sr元素分布和高分辩率Rb/Sr值、磁化率替代指标重建古气候、古环境,对江汉平原河湖生态系统演变、洪涝灾害评估与防治乃至研究区域经济社会可持续发展,有重要的科学价值和现实意义. ...
... 对沉积物中特定化学元素性质和环境磁学特征的分析有助于揭示过去气候变化的信息[1~4].近年来以沉积物中元素Ti、Rb、Sr的含量分布及Rb/Sr值变化为替代指标重建古气候[5~8],结合磁化率指标,探讨区域环境演变及其驱动因素取得进展[9~11].学者们也发现这些环境替代指标在气候地层学研究中的广泛应用仍存在不确定因素[5, 6, 8~10,12].江汉平原是典型的河间洼地组成的洪泛平原,其沉积物来源、水动力条件、河湖微地貌塑造、气候及沉积环境变化复杂;考古研究证实江汉平原新石器时代以来即有广泛的人类活动,很大程度上影响江汉平原环境变迁[13,14].从1990年代的洪湖钻孔到利用孢粉、粒度、有机碳同位素、磁化率等多种替代指标分析,一些研究关注到江汉平原气候波动、环境变化和湖群演化及其与人类活动的关系[15~22],对全面了解江汉平原仍显不足.本研究尝试以沉积剖面中连续提取的Ti、Rb、Sr含量和磁化率测定数据,在AMS14C测年建立的地层年代基础上,通过元素分布、Rb/Sr值及磁化率变化曲线的对比分析,探讨江汉平原12.76 cal. ka B.P.以来的气候波动和沉积环境变化,深入理解地球化学元素分布和环境磁学替代指标在环境变化研究中应用特点.这也是在江汉平原首次利用Ti、Rb、Sr元素分布和高分辩率Rb/Sr值、磁化率替代指标重建古气候、古环境,对江汉平原河湖生态系统演变、洪涝灾害评估与防治乃至研究区域经济社会可持续发展,有重要的科学价值和现实意义. ...
静水沉积地层中Ti含量变化对干湿环境的响应——以重庆中坝遗址为例
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2010
... 对沉积物中特定化学元素性质和环境磁学特征的分析有助于揭示过去气候变化的信息[1~4].近年来以沉积物中元素Ti、Rb、Sr的含量分布及Rb/Sr值变化为替代指标重建古气候[5~8],结合磁化率指标,探讨区域环境演变及其驱动因素取得进展[9~11].学者们也发现这些环境替代指标在气候地层学研究中的广泛应用仍存在不确定因素[5, 6, 8~10,12].江汉平原是典型的河间洼地组成的洪泛平原,其沉积物来源、水动力条件、河湖微地貌塑造、气候及沉积环境变化复杂;考古研究证实江汉平原新石器时代以来即有广泛的人类活动,很大程度上影响江汉平原环境变迁[13,14].从1990年代的洪湖钻孔到利用孢粉、粒度、有机碳同位素、磁化率等多种替代指标分析,一些研究关注到江汉平原气候波动、环境变化和湖群演化及其与人类活动的关系[15~22],对全面了解江汉平原仍显不足.本研究尝试以沉积剖面中连续提取的Ti、Rb、Sr含量和磁化率测定数据,在AMS14C测年建立的地层年代基础上,通过元素分布、Rb/Sr值及磁化率变化曲线的对比分析,探讨江汉平原12.76 cal. ka B.P.以来的气候波动和沉积环境变化,深入理解地球化学元素分布和环境磁学替代指标在环境变化研究中应用特点.这也是在江汉平原首次利用Ti、Rb、Sr元素分布和高分辩率Rb/Sr值、磁化率替代指标重建古气候、古环境,对江汉平原河湖生态系统演变、洪涝灾害评估与防治乃至研究区域经济社会可持续发展,有重要的科学价值和现实意义. ...
云梦泽与荆江三角洲的历史变迁
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1994
... 对沉积物中特定化学元素性质和环境磁学特征的分析有助于揭示过去气候变化的信息[1~4].近年来以沉积物中元素Ti、Rb、Sr的含量分布及Rb/Sr值变化为替代指标重建古气候[5~8],结合磁化率指标,探讨区域环境演变及其驱动因素取得进展[9~11].学者们也发现这些环境替代指标在气候地层学研究中的广泛应用仍存在不确定因素[5, 6, 8~10,12].江汉平原是典型的河间洼地组成的洪泛平原,其沉积物来源、水动力条件、河湖微地貌塑造、气候及沉积环境变化复杂;考古研究证实江汉平原新石器时代以来即有广泛的人类活动,很大程度上影响江汉平原环境变迁[13,14].从1990年代的洪湖钻孔到利用孢粉、粒度、有机碳同位素、磁化率等多种替代指标分析,一些研究关注到江汉平原气候波动、环境变化和湖群演化及其与人类活动的关系[15~22],对全面了解江汉平原仍显不足.本研究尝试以沉积剖面中连续提取的Ti、Rb、Sr含量和磁化率测定数据,在AMS14C测年建立的地层年代基础上,通过元素分布、Rb/Sr值及磁化率变化曲线的对比分析,探讨江汉平原12.76 cal. ka B.P.以来的气候波动和沉积环境变化,深入理解地球化学元素分布和环境磁学替代指标在环境变化研究中应用特点.这也是在江汉平原首次利用Ti、Rb、Sr元素分布和高分辩率Rb/Sr值、磁化率替代指标重建古气候、古环境,对江汉平原河湖生态系统演变、洪涝灾害评估与防治乃至研究区域经济社会可持续发展,有重要的科学价值和现实意义. ...
... 阶段VI,2.7~1.22 cal. ka B.P.（280~231 cm）.前期各指标变化显示江汉平原经历由湿润转偏干再转湿的过程.现存史料对这一阶段的环境变化记载明确[13, 44].对比各指标对4.42~4.0 cal. ka B.P.干旱事件和本阶段2.2~1.9 cal. ka B.P.变干的记录,本阶段磁化率无异常增高,Ti含量以溶解降低为主,结合史料推测应是楚人迁入江汉平原后,研究区长期做为楚王游猎的禁苑保护地,客观上减少了人类活动对植被的破坏,减弱了侵蚀和沉积. ...
江汉平原湖区周老镇钻孔磁化率和有机碳稳定同位素特征及其古气候意义
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2005
... 对沉积物中特定化学元素性质和环境磁学特征的分析有助于揭示过去气候变化的信息[1~4].近年来以沉积物中元素Ti、Rb、Sr的含量分布及Rb/Sr值变化为替代指标重建古气候[5~8],结合磁化率指标,探讨区域环境演变及其驱动因素取得进展[9~11].学者们也发现这些环境替代指标在气候地层学研究中的广泛应用仍存在不确定因素[5, 6, 8~10,12].江汉平原是典型的河间洼地组成的洪泛平原,其沉积物来源、水动力条件、河湖微地貌塑造、气候及沉积环境变化复杂;考古研究证实江汉平原新石器时代以来即有广泛的人类活动,很大程度上影响江汉平原环境变迁[13,14].从1990年代的洪湖钻孔到利用孢粉、粒度、有机碳同位素、磁化率等多种替代指标分析,一些研究关注到江汉平原气候波动、环境变化和湖群演化及其与人类活动的关系[15~22],对全面了解江汉平原仍显不足.本研究尝试以沉积剖面中连续提取的Ti、Rb、Sr含量和磁化率测定数据,在AMS14C测年建立的地层年代基础上,通过元素分布、Rb/Sr值及磁化率变化曲线的对比分析,探讨江汉平原12.76 cal. ka B.P.以来的气候波动和沉积环境变化,深入理解地球化学元素分布和环境磁学替代指标在环境变化研究中应用特点.这也是在江汉平原首次利用Ti、Rb、Sr元素分布和高分辩率Rb/Sr值、磁化率替代指标重建古气候、古环境,对江汉平原河湖生态系统演变、洪涝灾害评估与防治乃至研究区域经济社会可持续发展,有重要的科学价值和现实意义. ...
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1996
... 对沉积物中特定化学元素性质和环境磁学特征的分析有助于揭示过去气候变化的信息[1~4].近年来以沉积物中元素Ti、Rb、Sr的含量分布及Rb/Sr值变化为替代指标重建古气候[5~8],结合磁化率指标,探讨区域环境演变及其驱动因素取得进展[9~11].学者们也发现这些环境替代指标在气候地层学研究中的广泛应用仍存在不确定因素[5, 6, 8~10,12].江汉平原是典型的河间洼地组成的洪泛平原,其沉积物来源、水动力条件、河湖微地貌塑造、气候及沉积环境变化复杂;考古研究证实江汉平原新石器时代以来即有广泛的人类活动,很大程度上影响江汉平原环境变迁[13,14].从1990年代的洪湖钻孔到利用孢粉、粒度、有机碳同位素、磁化率等多种替代指标分析,一些研究关注到江汉平原气候波动、环境变化和湖群演化及其与人类活动的关系[15~22],对全面了解江汉平原仍显不足.本研究尝试以沉积剖面中连续提取的Ti、Rb、Sr含量和磁化率测定数据,在AMS14C测年建立的地层年代基础上,通过元素分布、Rb/Sr值及磁化率变化曲线的对比分析,探讨江汉平原12.76 cal. ka B.P.以来的气候波动和沉积环境变化,深入理解地球化学元素分布和环境磁学替代指标在环境变化研究中应用特点.这也是在江汉平原首次利用Ti、Rb、Sr元素分布和高分辩率Rb/Sr值、磁化率替代指标重建古气候、古环境,对江汉平原河湖生态系统演变、洪涝灾害评估与防治乃至研究区域经济社会可持续发展,有重要的科学价值和现实意义. ...
Environmental impacts in the Jianghan Plain: Evidence from lake sediments
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1999
沔阳地区一万多年来孢粉记录的环境演变
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1998
江汉平原9.0 ka B.P.以来的气候演化:来自江陵剖面沉积物的记录
0
2006
季节变化对全球气候变化的响应——以湖北省为例
0
2009
汉江中下游新石器文化遗址的空间格局
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2011
中国全新世气温序列的集成重建
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2011
On the river-lake relationship of the middle Yangtze reaches
1
2007
... 对沉积物中特定化学元素性质和环境磁学特征的分析有助于揭示过去气候变化的信息[1~4].近年来以沉积物中元素Ti、Rb、Sr的含量分布及Rb/Sr值变化为替代指标重建古气候[5~8],结合磁化率指标,探讨区域环境演变及其驱动因素取得进展[9~11].学者们也发现这些环境替代指标在气候地层学研究中的广泛应用仍存在不确定因素[5, 6, 8~10,12].江汉平原是典型的河间洼地组成的洪泛平原,其沉积物来源、水动力条件、河湖微地貌塑造、气候及沉积环境变化复杂;考古研究证实江汉平原新石器时代以来即有广泛的人类活动,很大程度上影响江汉平原环境变迁[13,14].从1990年代的洪湖钻孔到利用孢粉、粒度、有机碳同位素、磁化率等多种替代指标分析,一些研究关注到江汉平原气候波动、环境变化和湖群演化及其与人类活动的关系[15~22],对全面了解江汉平原仍显不足.本研究尝试以沉积剖面中连续提取的Ti、Rb、Sr含量和磁化率测定数据,在AMS14C测年建立的地层年代基础上,通过元素分布、Rb/Sr值及磁化率变化曲线的对比分析,探讨江汉平原12.76 cal. ka B.P.以来的气候波动和沉积环境变化,深入理解地球化学元素分布和环境磁学替代指标在环境变化研究中应用特点.这也是在江汉平原首次利用Ti、Rb、Sr元素分布和高分辩率Rb/Sr值、磁化率替代指标重建古气候、古环境,对江汉平原河湖生态系统演变、洪涝灾害评估与防治乃至研究区域经济社会可持续发展,有重要的科学价值和现实意义. ...
Extended 14C data base and revised CALIB 3.0 14C age calibration program
1
1993
... AMS14C测年数据经CALIB 6.0树轮校正和内插外推[23~25],建立了JZ-2010剖面沉积年代序列（表1）,年代数据结果与深度也呈现很好的线性关系（R2 = 0.970 9）.根据剖面各层位的AMS14C年代推算其平均沉积速率,5层以下约为0.352 mm/a（最底部第7层仅为0.276 mm/a）,5层以上则约为1.895 mm/a.对比磁化率值5层以下平均为26.20,标准偏差42.60,磁化率曲线基本平稳（图2）,只分别在7.0~6.6 cal. ka B.P.、 4.4~3.8 cal. ka B.P.和3.0 cal. ka B.P.出现异常高值;而5层以上平均值增加为197.92,标准偏差60.03,两者均比5层以下为高,磁化率曲线形态也呈现高频大幅波动并出现峰值.Thompson等指出磁化率值越高反映流域内原生磁性矿物的输入量越大[3];也有研究通过磁化率测量获取人类活动引起的沉积速率和流域土地利用类型变化的信息,认为磁化率值升高反映了流域内由于耕作和森林砍伐而导致基岩侵蚀加剧[26, 27].JZ-2010剖面的沉积速率和磁化率特征,显示磁化率值异常体现了沉积环境变化,响应着江汉平原新石器时代不同文化类型的演替,特别是1.2 cal. ka B.P.以来人类活动的效应显著增强. ...
INTCAL98 radiocarbon age calibration, 24 000-0 cal B P
0
1998
IntCal09 and Marine09 radiocarbon age calibration curves, 0-50 000 years cal BP
1
2009
... AMS14C测年数据经CALIB 6.0树轮校正和内插外推[23~25],建立了JZ-2010剖面沉积年代序列（表1）,年代数据结果与深度也呈现很好的线性关系（R2 = 0.970 9）.根据剖面各层位的AMS14C年代推算其平均沉积速率,5层以下约为0.352 mm/a（最底部第7层仅为0.276 mm/a）,5层以上则约为1.895 mm/a.对比磁化率值5层以下平均为26.20,标准偏差42.60,磁化率曲线基本平稳（图2）,只分别在7.0~6.6 cal. ka B.P.、 4.4~3.8 cal. ka B.P.和3.0 cal. ka B.P.出现异常高值;而5层以上平均值增加为197.92,标准偏差60.03,两者均比5层以下为高,磁化率曲线形态也呈现高频大幅波动并出现峰值.Thompson等指出磁化率值越高反映流域内原生磁性矿物的输入量越大[3];也有研究通过磁化率测量获取人类活动引起的沉积速率和流域土地利用类型变化的信息,认为磁化率值升高反映了流域内由于耕作和森林砍伐而导致基岩侵蚀加剧[26, 27].JZ-2010剖面的沉积速率和磁化率特征,显示磁化率值异常体现了沉积环境变化,响应着江汉平原新石器时代不同文化类型的演替,特别是1.2 cal. ka B.P.以来人类活动的效应显著增强. ...
Magnetic measurements recording Late Holocene man-induced erosion in S.Greenland
1
1991
... AMS14C测年数据经CALIB 6.0树轮校正和内插外推[23~25],建立了JZ-2010剖面沉积年代序列（表1）,年代数据结果与深度也呈现很好的线性关系（R2 = 0.970 9）.根据剖面各层位的AMS14C年代推算其平均沉积速率,5层以下约为0.352 mm/a（最底部第7层仅为0.276 mm/a）,5层以上则约为1.895 mm/a.对比磁化率值5层以下平均为26.20,标准偏差42.60,磁化率曲线基本平稳（图2）,只分别在7.0~6.6 cal. ka B.P.、 4.4~3.8 cal. ka B.P.和3.0 cal. ka B.P.出现异常高值;而5层以上平均值增加为197.92,标准偏差60.03,两者均比5层以下为高,磁化率曲线形态也呈现高频大幅波动并出现峰值.Thompson等指出磁化率值越高反映流域内原生磁性矿物的输入量越大[3];也有研究通过磁化率测量获取人类活动引起的沉积速率和流域土地利用类型变化的信息,认为磁化率值升高反映了流域内由于耕作和森林砍伐而导致基岩侵蚀加剧[26, 27].JZ-2010剖面的沉积速率和磁化率特征,显示磁化率值异常体现了沉积环境变化,响应着江汉平原新石器时代不同文化类型的演替,特别是1.2 cal. ka B.P.以来人类活动的效应显著增强. ...
Impacts of the ancient Maya on soils and soil erosion in the central Maya Lowlands
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2006
... AMS14C测年数据经CALIB 6.0树轮校正和内插外推[23~25],建立了JZ-2010剖面沉积年代序列（表1）,年代数据结果与深度也呈现很好的线性关系（R2 = 0.970 9）.根据剖面各层位的AMS14C年代推算其平均沉积速率,5层以下约为0.352 mm/a（最底部第7层仅为0.276 mm/a）,5层以上则约为1.895 mm/a.对比磁化率值5层以下平均为26.20,标准偏差42.60,磁化率曲线基本平稳（图2）,只分别在7.0~6.6 cal. ka B.P.、 4.4~3.8 cal. ka B.P.和3.0 cal. ka B.P.出现异常高值;而5层以上平均值增加为197.92,标准偏差60.03,两者均比5层以下为高,磁化率曲线形态也呈现高频大幅波动并出现峰值.Thompson等指出磁化率值越高反映流域内原生磁性矿物的输入量越大[3];也有研究通过磁化率测量获取人类活动引起的沉积速率和流域土地利用类型变化的信息,认为磁化率值升高反映了流域内由于耕作和森林砍伐而导致基岩侵蚀加剧[26, 27].JZ-2010剖面的沉积速率和磁化率特征,显示磁化率值异常体现了沉积环境变化,响应着江汉平原新石器时代不同文化类型的演替,特别是1.2 cal. ka B.P.以来人类活动的效应显著增强. ...
Controls on the East monsoon during the last glacial cycle, based on comparison between Hulu Cave and polar ice-core records
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2009
... JZ-2010剖面底部Ti元素含量为（5 700~6 200）×10-6,可视为江汉平原晚冰期偏干环境的初始值.晚冰期向全新世过渡时期,东亚季风区夏季风持续增强诱导的降水量增长[31, 32],有效改善了环境湿度条件,地表径流发育,流水侵蚀增强,陆源碎屑沉积通量的增加形成稳定元素Ti在表层沉积中的相对富集,表现在剖面Ti含量曲线自底部向上波动上升;此期间Ti含量的明显降低,则反映了气候变干降水减少导致的侵蚀减弱与沉积通量减少.8.0 cal.ka B.P.以来,赤道热带辐合带（ITCZ）逐渐南移导致东亚季风降水持续减弱[32,33],剖面中Ti含量于7.9 cal. ka B.P.达到峰值后波动下降,降水减小影响地表径流发育,从而减弱流水侵蚀导致沉积量减少是原因之一.前文结果分析中已指出,大量腐殖质酸的溶解作用也是造成Ti含量下降的重要原因.则此过程中Ti含量的突然增加,如JZ-2010剖面中4.3~3.9 cal. ka B.P.的情形,则可能指示偏干环境导致腐殖质发育减缓或中断,腐殖质酸溶解作用减弱甚至停止;还可能伴有水分条件变差破坏原有良好的植被覆盖,导致基岩暴露侵蚀沉积增大.因此,沉积剖面中Ti含量变化受到多重因素影响,对于环境干湿程度转变的解释必须结合研究区域具体情况,并辅以其它环境替代指标. ...
... [32,33],剖面中Ti含量于7.9 cal. ka B.P.达到峰值后波动下降,降水减小影响地表径流发育,从而减弱流水侵蚀导致沉积量减少是原因之一.前文结果分析中已指出,大量腐殖质酸的溶解作用也是造成Ti含量下降的重要原因.则此过程中Ti含量的突然增加,如JZ-2010剖面中4.3~3.9 cal. ka B.P.的情形,则可能指示偏干环境导致腐殖质发育减缓或中断,腐殖质酸溶解作用减弱甚至停止;还可能伴有水分条件变差破坏原有良好的植被覆盖,导致基岩暴露侵蚀沉积增大.因此,沉积剖面中Ti含量变化受到多重因素影响,对于环境干湿程度转变的解释必须结合研究区域具体情况,并辅以其它环境替代指标. ...
神农架全新世东亚季风演化及其热带辐合带控制
1
2006
... JZ-2010剖面底部Ti元素含量为（5 700~6 200）×10-6,可视为江汉平原晚冰期偏干环境的初始值.晚冰期向全新世过渡时期,东亚季风区夏季风持续增强诱导的降水量增长[31, 32],有效改善了环境湿度条件,地表径流发育,流水侵蚀增强,陆源碎屑沉积通量的增加形成稳定元素Ti在表层沉积中的相对富集,表现在剖面Ti含量曲线自底部向上波动上升;此期间Ti含量的明显降低,则反映了气候变干降水减少导致的侵蚀减弱与沉积通量减少.8.0 cal.ka B.P.以来,赤道热带辐合带（ITCZ）逐渐南移导致东亚季风降水持续减弱[32,33],剖面中Ti含量于7.9 cal. ka B.P.达到峰值后波动下降,降水减小影响地表径流发育,从而减弱流水侵蚀导致沉积量减少是原因之一.前文结果分析中已指出,大量腐殖质酸的溶解作用也是造成Ti含量下降的重要原因.则此过程中Ti含量的突然增加,如JZ-2010剖面中4.3~3.9 cal. ka B.P.的情形,则可能指示偏干环境导致腐殖质发育减缓或中断,腐殖质酸溶解作用减弱甚至停止;还可能伴有水分条件变差破坏原有良好的植被覆盖,导致基岩暴露侵蚀沉积增大.因此,沉积剖面中Ti含量变化受到多重因素影响,对于环境干湿程度转变的解释必须结合研究区域具体情况,并辅以其它环境替代指标. ...
... 阶段I,12.76~9.06 cal. ka B.P.（637~535 cm）.这是晚冰期向全新世过渡和偏干环境逐渐转向偏湿的阶段.各环境替代指标于12.0~11.5 cal. ka B.P.显著波动,综合分析是研究区域对YD事件的响应,其时段与邻近的大九湖泥炭TOC和d13C[36]、南京葫芦洞d18O[37]及贵州茂兰石笋d18O[38]的记录部分重合.随后各指标于10.7~10.4 cal. ka B.P.和9.9~9.6 cal. ka B.P.又记录了两次较明显的变干. ...
A high-resolution absolute-dated Late Pleistocene monsoon record from Hulu Cave,China
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2001
... 阶段I,12.76~9.06 cal. ka B.P.（637~535 cm）.这是晚冰期向全新世过渡和偏干环境逐渐转向偏湿的阶段.各环境替代指标于12.0~11.5 cal. ka B.P.显著波动,综合分析是研究区域对YD事件的响应,其时段与邻近的大九湖泥炭TOC和d13C[36]、南京葫芦洞d18O[37]及贵州茂兰石笋d18O[38]的记录部分重合.随后各指标于10.7~10.4 cal. ka B.P.和9.9~9.6 cal. ka B.P.又记录了两次较明显的变干. ...
新仙女木及全新世早中期气候突变事件:贵州茂兰石笋氧同位素记录
1
2004
... 阶段I,12.76~9.06 cal. ka B.P.（637~535 cm）.这是晚冰期向全新世过渡和偏干环境逐渐转向偏湿的阶段.各环境替代指标于12.0~11.5 cal. ka B.P.显著波动,综合分析是研究区域对YD事件的响应,其时段与邻近的大九湖泥炭TOC和d13C[36]、南京葫芦洞d18O[37]及贵州茂兰石笋d18O[38]的记录部分重合.随后各指标于10.7~10.4 cal. ka B.P.和9.9~9.6 cal. ka B.P.又记录了两次较明显的变干. ...
Late Quaternary paleoenvironmental change in East Africa:a review of multiproxy evidence from palynology,lake sediments, and associated records
1
2006
... 阶段II,9.06~7.9 cal. ka B.P.（535~503 cm）.该阶段初期各环境替代指标呈明显变化,指示着江汉平原全新世早期显著的环境变化.随后各指标显示江汉平原区降水和湿度持续增加.对非洲全新世湖泊水位变化的研究显示,在9.0 ka B.P.从15°30′S向北所有湖泊均处于高水位[39].Spaulding通过模拟研究认为是轨道变化驱动夏季辐射增加,导致低纬度地区季风增强,影响范围估算在10°~35°N[40].这些结果有力地支持本文讨论.前人研究指出[41]约8.2 ka B.P.出现全新世以来范围最大、程度最强的气候突变,而JZ-2010剖面各指标表现均不突出.显然,江汉平原对显著变冷干的8.2 ka B.P.事件无明确响应,其环境变化的区域独特性值得结合其它替代指标进行更深入探讨. ...
Pluvial climatic episodes in North America and Africa:types and correlation with global climate
1
1991
... 阶段II,9.06~7.9 cal. ka B.P.（535~503 cm）.该阶段初期各环境替代指标呈明显变化,指示着江汉平原全新世早期显著的环境变化.随后各指标显示江汉平原区降水和湿度持续增加.对非洲全新世湖泊水位变化的研究显示,在9.0 ka B.P.从15°30′S向北所有湖泊均处于高水位[39].Spaulding通过模拟研究认为是轨道变化驱动夏季辐射增加,导致低纬度地区季风增强,影响范围估算在10°~35°N[40].这些结果有力地支持本文讨论.前人研究指出[41]约8.2 ka B.P.出现全新世以来范围最大、程度最强的气候突变,而JZ-2010剖面各指标表现均不突出.显然,江汉平原对显著变冷干的8.2 ka B.P.事件无明确响应,其环境变化的区域独特性值得结合其它替代指标进行更深入探讨. ...
Holocene climatic instability:A prominent,widespread event 8200 yr ago
1
1997
... 阶段II,9.06~7.9 cal. ka B.P.（535~503 cm）.该阶段初期各环境替代指标呈明显变化,指示着江汉平原全新世早期显著的环境变化.随后各指标显示江汉平原区降水和湿度持续增加.对非洲全新世湖泊水位变化的研究显示,在9.0 ka B.P.从15°30′S向北所有湖泊均处于高水位[39].Spaulding通过模拟研究认为是轨道变化驱动夏季辐射增加,导致低纬度地区季风增强,影响范围估算在10°~35°N[40].这些结果有力地支持本文讨论.前人研究指出[41]约8.2 ka B.P.出现全新世以来范围最大、程度最强的气候突变,而JZ-2010剖面各指标表现均不突出.显然,江汉平原对显著变冷干的8.2 ka B.P.事件无明确响应,其环境变化的区域独特性值得结合其它替代指标进行更深入探讨. ...
长江中游地区新石器时代遗址分布规律、文化中心的转移与环境变迁的关系
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1998
... 阶段III,7.9~6.05 cal. ka B.P.（503~452 cm）.本时期江汉平原环境湿润程度继续增强,植被发育良好使基岩侵蚀减弱,沉积通量减少且沉积组分变细.但在约7.1~6.6 cal. ka B.P期间磁化率异常波动,Ti含量也显著升高,可能是古人类活动的反映.考古研究证实,江汉平原新石器时代大溪文化起始时间即为约6.9 ka B.P.[42]. ...
... 阶段IV,6.05~4.42 cal. ka B.P.（452~375 cm）.该阶段江汉平原处于全新世以来最湿润的环境.对新石器时代人类遗址时空分布与环境变迁关系的研究表明,此期江汉湖群不断扩张 [42, 43].而约5.2~4.8 cal. ka B.P.为气候相对变干时期,推测是促成大溪文化向屈家岭文化转变的自然背景. ...
... 阶段V,4.42~2.7 cal. ka B.P.（375~280 cm）.该阶段初期各环境替代指标都现突变,磁化率值异常偏高,侵蚀加剧且较粗颗粒组份增多,显示江汉平原4.42~4.0 cal. ka B.P.经历显著的干旱事件,此前7.9~4.42 cal. ka B.P.持续约达3.5 ka的湿润期迅速结束.自然环境的变化促进了屈家岭文化向石家河文化转变,人类开始进入江汉平原腹地定居[42, 43].4.0 cal. ka B.P.后环境又快速转向偏湿直至本时段结束.约3.0 cal. ka B.P.的磁化率异常偏高应与古楚人迁入江汉平原有关[42~44]. ...
... [42~44]. ...
湖北旧石器至战国时期人类遗址分布与环境的关系
2
2007
... 阶段IV,6.05~4.42 cal. ka B.P.（452~375 cm）.该阶段江汉平原处于全新世以来最湿润的环境.对新石器时代人类遗址时空分布与环境变迁关系的研究表明,此期江汉湖群不断扩张 [42, 43].而约5.2~4.8 cal. ka B.P.为气候相对变干时期,推测是促成大溪文化向屈家岭文化转变的自然背景. ...
... 阶段V,4.42~2.7 cal. ka B.P.（375~280 cm）.该阶段初期各环境替代指标都现突变,磁化率值异常偏高,侵蚀加剧且较粗颗粒组份增多,显示江汉平原4.42~4.0 cal. ka B.P.经历显著的干旱事件,此前7.9~4.42 cal. ka B.P.持续约达3.5 ka的湿润期迅速结束.自然环境的变化促进了屈家岭文化向石家河文化转变,人类开始进入江汉平原腹地定居[42, 43].4.0 cal. ka B.P.后环境又快速转向偏湿直至本时段结束.约3.0 cal. ka B.P.的磁化率异常偏高应与古楚人迁入江汉平原有关[42~44]. ...
云梦与云梦泽
2
1980
... 阶段V,4.42~2.7 cal. ka B.P.（375~280 cm）.该阶段初期各环境替代指标都现突变,磁化率值异常偏高,侵蚀加剧且较粗颗粒组份增多,显示江汉平原4.42~4.0 cal. ka B.P.经历显著的干旱事件,此前7.9~4.42 cal. ka B.P.持续约达3.5 ka的湿润期迅速结束.自然环境的变化促进了屈家岭文化向石家河文化转变,人类开始进入江汉平原腹地定居[42, 43].4.0 cal. ka B.P.后环境又快速转向偏湿直至本时段结束.约3.0 cal. ka B.P.的磁化率异常偏高应与古楚人迁入江汉平原有关[42~44]. ...
... 阶段VI,2.7~1.22 cal. ka B.P.（280~231 cm）.前期各指标变化显示江汉平原经历由湿润转偏干再转湿的过程.现存史料对这一阶段的环境变化记载明确[13, 44].对比各指标对4.42~4.0 cal. ka B.P.干旱事件和本阶段2.2~1.9 cal. ka B.P.变干的记录,本阶段磁化率无异常增高,Ti含量以溶解降低为主,结合史料推测应是楚人迁入江汉平原后,研究区长期做为楚王游猎的禁苑保护地,客观上减少了人类活动对植被的破坏,减弱了侵蚀和沉积. ...
, 吴立
