气候地层的划分与对比

气候地层的划分与对比_地层学基础与前沿

15.3.1　中国第四纪气候地层划分与对比

21世纪初，刘东生和施雅风等(2000)倡导中国第四纪研究可以深海和冰芯氧同位素地层为标尺、以气候变化为标志的方向发展。主要是基于以下几种看法:

(1)自从20世纪80年代将中国黄土—古土壤地层序列与OIS(氧同位素阶段)进行对比后，经过多方面的验证，认为它是适合的。加之我国南海沉积、洞穴、河湖相、冰川和冰芯等研究中，都已或多或少进行过与OIS的对比并取得可行的结果。

(2)20世纪80年代以来，第四纪地层特别是陆相地层研究在全球变化研究的驱动下，日益向“千年尺度”“百年尺度”变化的高分辨率方向发展，还有少数沉积序列如玛珥湖、洞穴石笋、泥炭沉积等可以获得更高分辨率的沉积序列。这使得对第四纪地球上发生的许多自然和人文事件历史有了许多全新的认识，弥补了历史文献记载的不足，也促进了我国高分辨率地层学的发展。

(3)第五次修订的国际《地质年表》专门列出了新生代特别是第四纪以来影响全球环境变化的各种关键性事件，也是采用气候地层的方法把各大洲陆相地层作了对比。其中，亚洲部分以中国黄土的划分为例，采用了午城黄土、离石黄土、马兰黄土等岩石地层的命名，并且以泥河湾、周口店等具有很好的古生物学基础的生物地层学命名作为亚洲的第四系生物地层单位。

基于上述几点考虑，刘东生等(2000)编制了“以气候变化为标志的中国第四纪地层对比表”(图15－8)。该表以磁性地层为时间标尺、DSDP607孔氧同位素曲线和中国黄土粒度－磁化率曲线为主线，对我国第四纪冰川、海洋、河湖相指示的气候及其变化以及古人类、古脊椎动物和石器文化的演变等发生的时间界限进行了对比。尽管作者将该表形容为“抛砖引玉”，实际上这也是迄今为止我国最为综合、比较详尽的第四纪气候地层对比表。

21世纪以来，第四纪全球变化研究不断深入，至2011年编制了过去2．7Ma全球年代地层对比表(Cohen＆Gibbard，2011)，列出了海洋氧同位素曲线及其与南极、贝加尔湖、中国黄土、俄罗斯平原、西北欧洲、新西兰等的气候地层对比关系。现仅将该表中的海洋氧同位素曲线、黄土磁化率和贝加尔湖沉积物的生物成因硅含量曲线绘制成图15－9。主要时间界限概述如下:

(1)第四纪起始于M/G磁性带交界的2．588Ma，位于OIS 103/104之界线，大致相当于黄土高原黄土L33/红黏土，即更新世—上新世的界面。

(2)中更新世/早更新世的时间界限位于B/M磁性带交界的0．781Ma、OIS 19之峰位，相当于黄土高原S7/L8的界面。

(3)晚更新世/中更新世的时间界限为0．12Ma，位于OIS 5/OIS 6之界线，相当于黄土高原S1/L2的界面。

(4)全新世/更新世的时间界限为0．0117Ma，位于OIS 1/OIS 2之界线，相当于黄土高原S0/L1的界面。

(5)磁性地层年代中的Olduvai正向亚带包括了OIS 61—OIS 72，相当于黄土高原L25—S26。

在这个对比表中，最为亮点的是海洋氧同位素曲线及其与亚洲大陆—中国黄土(陕西北部黄土高原的郭家梁剖面)磁化率和贝加尔湖沉积物的生物成因硅含量对比。海洋氧同位素曲线系综合了全球57条δ18O曲线而成，记录了第四纪以来104个阶段的冷暖变化，其中偶数和奇数阶段分别代表气候的冷暖及大陆冰量的多寡变化，这也是第四纪地层在万年尺度上最为完整的气候变化曲线。中国黄土磁化率和贝加尔湖沉积物的生物成因硅含量曲线研究成果分别取自丁仲礼等(1999)和Alexander et al．(2006，2010)。由图15－9显而易见，第四纪以来亚洲大陆与海洋在万年尺度的气候变化上存在“遥相关”。

值得一提的是，参考ESR测年技术对我国青藏高原0．8Ma B P以来冰期—间冰期的划分(Zhou et al．，2006)。其结果也与相同时期的δ18 O曲线具有很好的对比关系，如其中的昆仑冰期、中梁赣冰期、古乡冰期依次与δ18O16、δ18O12、δ18O6等的对比关系(图15－10)。因此，由δ18O曲线显示出来的那些寒暖变化阶段是否具有全球意义值得考虑。

15.3.2　米兰科维奇旋回气候地层划分

在2011年编制的过去2．7Ma全球年代地层对比表中具有重要意义的是，海洋、大陆黄土、湖泊、南极冰芯等沉积指示的冷暖变化曲线能够在全球范围的时间－气候性质的节拍上所具有的高度耦合，故不得不考虑过去全球变化中必然存在的一个具有决定意义的驱动机制。这应该是最近40年来各国学者采用的轨道旋回地层学来解释这种全球意义现象的原因。

轨道旋回地层学(orbital cyclostratigraphy)是旋回地层学更具体的表述(Buonocunto et al．，1999;Gong et al．，2001，2004)。尽管旋回地层学术语的产生至今不过20余年的历史，但轨道旋回能影响行星地球气候和沉积记录以及在建立高分辨率地质时间方面巨大潜力的思想早在19世纪后期就已提出(Gilbert，1895)。20世纪初，前南斯拉夫学者米兰科维奇(Milankovitch，1920)提出了第四纪冰期形成的天文假说。他认为:北半球夏半年日照量的减少，是冰期形成的原因;任一纬度日照量W的大小，是太阳常数S0、偏心率e、黄赤交角ε和岁差P的函数，即:

图15－9　海洋氧同位素曲线、黄土磁化率和贝加尔湖沉积生物成因硅含量指示的气候地层曲线图
(引自Cohen＆Gibbard，2011)

图15－10　青藏高原冰期—间冰期的划分及其与OIS(MIS)的对比关系
(据Zhou et al．，2006)

W=f(S0，e，ε，P)

其中S0变化很小，可视为常数。

米兰科维奇旋回(Milankovitch cycle)是指月球、木星等天体对地球自转和绕太阳公转运动的影响，使地球的3个轨道要素:偏心率、黄赤交角(或地轴倾斜度)和岁差发生周期性变化的现象(图15－11)。偏心率(eccentricity)是地球绕太阳公转椭圆轨道的半长轴与焦距之差与半长轴之比，其值为0．000 5～0．0607，变化周期为100～400ka。天体力学的研究表明，偏心率的变化主要由轨道半短轴变化所致，半长轴通常变化不大(任振球，1990)。冰期均发育于偏心率的最小值时期，这相当于日地距离增加，地球获得的日照量减少。地轴倾角(obliquity)或黄赤(ecliptic and equator)交角是地球绕太阳公转的轨道平面(黄道面)与赤道面的夹角，变化于22°02＇～24°30＇之间，变化周期在第四纪为41ka，现在为23°27＇。黄赤交角影响不同纬度和季节气候的差异程度，黄赤交角变化对极区影响大，对赤道影响小。岁差(precession)是指地球自转轴的进动(地球自转轴绕黄道轴旋转的运动)，春分点沿黄道向西缓行，出现回归年(太阳视圆面中心两次过春分点所经历的时间)短于恒星年(地球绕太阳公转一周所经历的时间)的现象，岁差值为20°23＇，岁差周期在第四纪为23～19ka。岁差变化对赤道地区影响大，对极区影响小。

米兰科维奇根据上述地球的3个轨道要素，计算了北半球65°纬度上0．6Ma以来的日照量的9个极小值，绘制成有名的米氏曲线，能够很好地解释彭克·A等划分的4次冰期，并得到了第四纪深海沉积物建立的温度系列的证实(Hayes et al．，1976)。因此，如果说20世纪50年代以前世界上第四纪冰期研究仍然是以经典的欧洲4次冰期占优势的话，其后的深海沉积研究揭示的氧同位素冰期旋回不仅陆续证明了米兰科维奇提出的冰期成因的“天文理论”，而且获得了更长时期和更全面的冰期旋回系列。

过去2．7Ma全球年代地层对比表，实际上是各国科学家集半个世纪以来对气候地层成因探索的结晶。其中，早在20世纪70年代Shackleton et al．首次提出的太平洋V28－238钻孔岩芯δ18O曲线(Shackleton et al．，1973，1977)与这一全球年代地层对比表中的δ18 O曲线在Brunhes时约0．8 Ma B P以来的变化几乎一致，相同时代的黄土高原郭家梁黄土—古土壤磁化率和贝加尔湖沉积物的生物成因硅含量的旋回(图15－9)与之相比亦没有什么明显不同，共同反映出8次完整的冰期旋回，显示出以0．1 Ma为主的轨道变化周期非常突出和稳定。

图15－11　地－日系统和米兰科维奇旋回示意图
(据House，1995改编)

全球年代地层对比表中在整个Matuyama时的δ18 O曲线的41ka周期表现得非常明显，相对于黄土磁化率来说，贝加尔湖沉积物的生物成因硅含量变化曲线与之吻合得较好。详细的中国黄土—古土壤序列涉及到的与轨道因素的联系可见于刘东生等(2009)采用与郭家梁剖面极为类似的宝鸡黄土剖面粒度和磁化率曲线(分别代表冬季风和夏季风变化)时间序列的频谱分析结果(图15－12)。由图15－12可见，代表地球轨道三要素变化的100ka、41ka及23ka特征周期在冬、夏季风变化谱图中占主要成分，这3个参数的周期成分占所有变化的80%以上，其中100ka周期在强度上占主导地位。同全球冰量变化与太阳辐射变化对比时，他们发现100ka周期成分在冬、夏古季风记录中强于太阳辐射变化，但与冰量变化比较一致。

图15－12　宝鸡黄土剖面粒度和磁化率曲线频谱分析
(据刘东生，2009)

我国北方第四纪气候地层研究比较深入，自更新世以来万年尺度干湿冷暖变化的演化周期明显，在轨道驱动下太阳辐射变化及其由此引发的冰盖—海洋—大气的相互作用以及对季风和西风等气候系统的强迫，加之青藏高原的强烈隆升等，十分复杂。必然地，使得米兰科维奇旋回在解释δ18 O曲线时也面临一些问题。一是δ18 O曲线反映的大陆冰量。丁仲礼等(2006)认为，如果说大陆冰盖在早第四纪的4万年波动周期可用地轴倾斜度的变化直接控制来解释的话，那么解释晚第四纪的10万年周期则要困难得多，因为控制冰量的高纬地区太阳辐射变化并没有明显的10万年周期。尽管偏心率变化有10万年周期，但它只对岁差变化幅度起调控作用，而不导致接受的太阳辐射总量的大小变化。二是黄土在Matuyama时一些层段的磁化率对41ka并不具有明显的响应，例如L27、L32等。因此，有学者提出(刘嘉麒等，2001)，在黄土—古土壤S23－L33的2．5～1．5Ma B P，气候旋回以0．1Ma为主周期，L23－S9的1．5～0．8Ma B P，气候旋回以41ka为主。三是OIS 5以来的轨道变化虽然也很明显(可以分辨出一个完整的偏心率周期，3个完整的地轴倾斜度周期以及6个岁差周期)，但自20世纪80年代以来全球很多地区都发现最迟在OIS 5以来存在数十次的非轨道因素导致的气候变化。除此之外，还有一些用轨道理论不能解释的现象，如南北半球气候耦合问题，第四纪之初冰期的出现以及约850 ka前后深海和陆相记录中古气候主导周期的变化等(丁仲礼，刘东生，1991;郭正堂等，1993)。尽管如此，由于米兰科维奇旋回是天文轨道力，它在空间分布和等时性上必然具有全球性，故在第四纪时期均应有记录，这对于进行全球变化及其区域环境对比有着不可替代的作用。甚至有学者认为，这将是地球表层系统中继生物圈的进化论、岩石圈的板块学说提出之后，大气圈研究中第三个里程碑式的理论(李吉均等，2004)。不仅如此，可能的米兰科维奇旋回还可以追溯到前第四纪(House，1985;Herbert，1990;Schwarzacher，1993;Doyle＆Bennett，1998)、前中生代(House，1995;Elrick，1995;Elrick et al．，1996;江大勇等，1999;郝维城等，2000;Gong et al．，2001，2004;龚一鸣等，2004)，甚至前寒武纪(Grotzinger，1986)。地层学家需要探索有效的方法和手段过滤掉各种“噪音”，使记录在地层中的米兰科维奇旋回规律清楚地显露出来。

15.3.3　上更新统—全新统千年尺度气候地层划分

在轨道旋回地层学逐渐兴起的最近20余年，差不多与之伴随并成为非轨道成因的气候地层记录的发现陆续被第四纪地质学界广为接受，成为与之并行的另外一个古气候研究的重大进展。其中，尤以对上更新统—全新统即OIS 5(氧同位素曲线5阶段，也即末次间冰期)以来的千年尺度气候地层划分最为详细。以下，将首先介绍国际上更新统—全新统千年尺度气候地层划分的基础，之后就最近10余年来我国上更新统—全新统千年尺度气候地层划分的研究进展作一简述。

15．3．3．1　国际上更新统—全新统千年尺度气候地层划分的基础

早在1988年，Heinrich在北大西洋深海中发现若干陆源浮冰碎屑层，提出末次冰期曾经发生多次北极冰山向北大西洋倾泻的事件(Heinrich，1988)，即Heinrich事件，简称为H事件。自此之后的1992年，Bond et al．(1992)也在北大西洋发现了类似沉积，并认为这些事件伴随有海面温度和盐度的降低。嗣后不久，欧洲格陵兰冰芯计划(GRIP)(Dansgaard et al．，1993)和美国格陵兰冰盖计划(GISP2)(Grootes＆Stuiverm，1993)几乎同时在格陵兰冰芯中发现一系列千年级别的快速气候变化事件“D/O旋回”，这使得古气候学的热点很快转向这些“非轨道”事件的研究。

在2012年编制的过去270ka区域年代地层对比表(图15－13)中，列出了这一时期海洋钻探、格陵兰冰芯氧同位素曲线及北大西洋的H事件(Cohen＆Gibbard，2012)。由图15－13可见，在270～190ka B P，海洋和冰芯氧同位素曲线分别呈现为明显的万年和千年尺度的气候波动;自190 ka B P以来，两者都具有明显的千年尺度的波动，后者更为显著且在130 ka B P以来的波动幅度较大。冰芯氧同位素曲线中千年尺度的气候变化具体的表达为:末次冰期即OIS 2—OIS 4，高分辨率的间冰阶(Interstadial，简称IS)达18个“IS 1—IS 18”;末次间冰期的OIS 5则仅列出“IS 19—IS 24”(GRIPMembers，1993)，其下的δ18O 5e即相当于Eemian温暖期(大约126～116ka B P)，因冰芯地层扰动而没有给出间冰阶的数字，但实际上，此后NGRIP获得的δ18O曲线却显示还有IS25和IS26的存在(North Greenland Ice Core Project Members，2004);GRIP冰芯记录还显示Eemian具有3个明显的暖阶: 5el、5e3、5e5，2个冷阶:5e2、5e4。欧洲孢粉记录(Larsen et al．，1995)显示出Eemian气候的不稳定显著:其开始时温度上升很快，大约在126～125ka B P达到最高值，在125～124ka B P下降了4°C，随后的4000a缓慢变冷，大约自120～118 ka B P温度快速下降约7° C，恢复到Eemian开始前的温度;海侵在124 ka B P达到最大值，比温度最高值滞后2000a。在这一对比图中还显示H事件与海洋和冰芯氧同位素曲线一系列的低谷相对应。其中，H事件发生于全新世1次，与8．2 ka B P的寒冷事件对应;发生于末次冰期7次，即H0—H6事件，将其中的YD事件命名为H0;发生于末次间冰期4次，从新至老依次位于OIS 5a、OIS 5b、OIS 5c/OIS 5d界限、OIS 5d，最老的1次H事件发生在接近于OIS 6之末期。

该对比图的冰芯氧同位素曲线显示的冰后期(或者间冰期)的全新世，除了8．2ka B P的寒冷事件外，总体上表现出8．5ka B P前后开始δ18 O高于现代进入温暖期，在4．0ka B P以来，伴随着δ18O值短期颤动呈现降低趋势，显示全球气候变冷。这似乎与很早划分的北欧全新世气候(表15－1)(Deevey＆Flint，1957)的前北方期向亚大西洋期的逐渐过渡趋势一致，不过当时并没有发现8．2ka B P的寒冷事件。但图中海洋氧同位素曲线显示的几次明显波动，却与Denton＆Karlen(1973)曾根据北半球冰进定出的4次冷期波动相似。

至20世纪末叶，Bond et al．(1999)通过对北大西洋玻璃碎屑和染色赤铁矿颗粒的碎石百分比的研究确定全新世存在9个寒冷时期。小冰期为最新的一次寒冷期，编号为0，其余按Bond et al．(1997)的编号自1至8，第9为YD事件。如果加上1990年代在阿拉伯海钻孔G．bulloides丰度(Stager＆Mayewski，1997)和南极冰芯发现的6．2 ka B P的寒冷事件(Stuiver et al．，1995)，则至少达到10次，显示出全新世以来差不多具有平均1ka旋回的寒暖变化。应该指出的是，Bond et al．的小冰期(Bond et al．，1999)的年代只能够看作是一个寒冷事件发生的极端时间点。因为此前对小冰期起始时间的看法就不一致，或者认为16世纪，或者认为13世纪，不过都终结于19世纪末。此前的关于小冰期的研究似乎显示出其具有更高的气候地层变化频率:在欧洲显示为3次主要的冰川冰进，如瑞士Aletsch冰进为公元1350年、1650年和1850年前后(Clapperton，1990)。新西兰主要冰进的时间与之几乎一致，为公元1350年、1600年和1850年前后(Gellately，1985);南极冰进为公元1200—1450年、1720—1780年和1825—1880年(Birkenmajer，1981)。这几次冰进之间则是温暖气候导致的冰退。由此也可以看出，在千年尺度气候背景下仍然存在百年甚至更短时间尺度的波动。这种情形也发生在北极地区，如该地Devon岛冰帽氧同位素显示的近500年来的气候变率中，δ18 O低值出现在公元1430年、1520年、1560年、1680—1730年和1760年(Bradley，1990)。

图15－13　过去270ka区域年代地层对比图
(据Cohen＆Gibbard，2012)

表15－1　北欧全新世气候分期(据Deevey＆Flint，1957)

15．3．3．2　1990—2000年我国上更新统—全新统千年尺度气候地层的划分

自20世纪90年代至21世纪初叶，我国学者对上更新统—全新统千年尺度气候事件研究也取得了重要的进展。成果表明，冰芯和海洋δ18 O曲线指示的气候波动在我国不同区域具有显著的响应。从而也进一步支持了最近地质时期千年尺度气候事件的广泛存在。

(1)上更新统千年尺度气候地层。在我国黄土研究方面，安芷生等(1999)曾在黄土高原末次间冰期古土壤(S1)中发现9次粉尘事件，其年代为距今69～71ka、74．5～75ka、81．3～84ka、90～92．5ka、99．5～102ka、106ka、110ka、113．5～115ka和119～121．6ka，其中前6次千年尺度的粉尘事件与北大西洋V29－191孔有孔虫——Neogloboquadrina pachyderma(S．)高含量指示的6次变冷事件C21—C24(Mc Manus et al．，1994)和GRIP冰芯的δ18O记录的寒冷事件具有很好的对应。

方小敏等在兰州九洲台黄土的S1中分辨出与GRIP冰芯的OIS 5e可以彼此对应的3个相对的暖期和2个相对的冷期(方小敏等，1998);在兰州沙金坪黄土剖面中确认了60ka以来有17个跨度为1～2ka的夏季风增强时期，且可与北大西洋主要暖期进行较好的对比(方小敏等，1999)。

丁仲礼等(1996)在甘肃会宁李家塬末次冰期L1黄土的中值粒径中检测到与GISP2 δ18 O 2—4中IS1—IS20大致对应的暖阶，其中值粒径的若干粗粒组分能够与H事件对比(图15－14)。图15－14中“*”表示时间跨度较大的间冰阶(如8、12、14、16、17、19和20)。这些在南极的Vostok冰芯记录中也有很强的显示(Bender et al．，1994)。不仅如此，在新疆伊犁则克台，叶玮等在该地相当于L1黄土小于10μm颗粒含量中还甄别出指示暖阶存在的约20个峰值，也与GISP2δ18 O中IS1—IS20具有很好的对比关系(图15－14)，并认为其与西风作用有关(叶玮等，2000)。

图15－14　甘肃会宁李家塬和新疆伊犁则克台末次冰期黄土粒度反映的暖阶及其与格陵兰冰芯的对比图
(据丁仲礼等，1996;叶玮等，2000)

在沙漠形成演化研究方面，Li et al．(2000)提出毛乌素沙漠上更新统—全新统曾经历了27个旋回的由冬、夏季风交替导致的沙漠期与间沙漠期的演化过程，其中末次冰期就有14个旋回，并分辨出与H事件相对应的沙丘砂沉积。

在青藏高原冰芯研究方面，姚檀栋等(1999)将古里雅冰芯和格陵兰冰芯末次间冰期以来δ18O曲线进行11点滑动平均后都可分辨出14个气候暖事件，且二者一一对应，而在末次冰期的古里雅冰芯中可以分辨出10个暖事件。

(2)全新统千年尺度气候地层。上文提到的对北大西洋、阿拉伯海和南极全新统寒冷事件研究所显示的千年尺度的冷暖变化，实际上我国学者亦有更早的发现与研究。早在20世纪70年代，竺可桢(1973)的研究发现仅最近数千年来就存在3次寒冷气候波动。之后20余年，我国科学家在冰芯、湖泊、黄土等地质信息、考古与史料中检测出全新世存在多次千年尺度的寒冷气候事件。王绍武曾就我国全新世中的冷期做了很好的归纳(王绍武，谢志辉，2002)，其结果见表15－2。

该表中，与Bond et al．的距今为8．0ka、5．4ka、3．0ka和0．4ka寒冷事件分别对应的又依次称之为新冰期第一期、第二期、第三期和小冰期。由该表及其中涉及到的相关文献可以看出，Bond et al．的北大西洋寒冷事件在我国都可以找到，只是6200a B P的事件未能显示出来。应该指出的是，Bond et al．的小冰期在我国也有如上述的欧洲等地一样存在明显的气候波动记录。1973年，竺可桢就指出我国最近几个世纪以来的寒冷期是公元1470—1520年、公元1620—1720年和公元1840—1890年，最低气温出现在公元1650年前后，气温距平均为－1．8℃。这3个冷期在敦德冰芯、树轮等及至我国北回归线以南的地区都有不同程度的记录(表15－3)。如果将前述中的世界其他一些地区小冰期的研究结果考虑进去，表明这几次冷期波动应该是全球性的较高分辨率的气候事件。

表15－2　中国全新世中的冷期(ka B P)

表15－3　中国小冰期寒冷阶段对比

15．3．3．3　最近10余年来上更新统—全新统千年尺度气候地层划分的研究进展

自21世纪开始的最近10余年，国内外基本上是沿以20世纪90年代建立的上更新统—全新统千年尺度气候地层划分的框架为基础进行的研究，成果颇多，划分亦更加详细。可以说，该时期主要是对此前已建立的这一框架在世界各地是否存在、表现形式如何的研究。我国在这方面的研究成果同样较多，以下仅择其中一些进展作阐述。

首先阐述石笋方面的研究成果。21世纪开初，Wang et al．(2001)采用江苏葫芦洞石笋微层结合TIMS－U系法定年建立了77～10ka B Pδ18O气候曲线，之后又据贵州董哥洞和湖北三宝洞石笋分别建立了9ka B P(Wang et al．，2005)和224ka B P(Wang et al．，2008)以来的δ18O气候曲线。研究获得的主要结论是:

葫芦洞石笋记录的75～11ka B Pδ18O气候曲线与格陵兰冰芯的氧同位素记录极为相似，反映东亚季风变化与格陵兰温度的变化同步，两者在各个冷事件的时间上相对应;30～11ka期间，东亚季风的时间变化与GISP2记录相吻合，是GISP2年代序列的又一有利证据。

董歌洞石笋δ18O变化提供了9ka以来高分辨的亚洲季风变化记录，在其反映夏季太阳辐射连续变化的同时，还间隔有8次持续100～500年的弱季风事件，其中有8．2ka事件、中国新石器文化衰弱事件、北大西洋冰伐事件。十年、百年尺度的季风变化与14 C记录相互关联，但并不能表明季风变化是由于太阳辐射变化所导致的。

三宝洞石笋高分辨率完整地记录了224ka以来东亚季风变化。其反映的23ka周期与北纬65°太阳辐射变化是同步的，证实了热带/亚热带季风直接响应了北半球太阳辐射的轨道周期变化。同时还完整记录了叠加在冰期—间冰期中的一系列千年尺度强夏季风事件(间冰段)，它们在最后两个冰期中都表现为延续时间的缩短和发生频率的增加，这表明冰盖规模决定这些夏季风的强弱和节律。这些精准的强夏季风事件为古气候记录对比和校准提供了参照。

吴江滢等详细剖析了葫芦洞石笋δ18O在19．9～17．1ka B P的高分辨率序列，提出:该时段存在东亚夏季风显著增强，其内部存在数十年至百年尺度的高频大幅振荡，夏季风最强盛时期甚至接近于Bøling暖期(吴江滢等，2002)。

石笋的这些研究结果，使得包括上更新统—全新统在内的气候地层学跻身于世界前列，由于其采用的TIMS－U系法定年误差较小，在气候事件的时间厘定上也更加准确。

在黄土研究方面，Sun et al．(2011)对黄土高原西北部靖远和古浪两个黄土剖面的光释光测年及粒度分析，揭示出最近60 ka以来东亚冬季风的强度具有明显的千年尺度变化，并通过耦合气候模拟研究得出，由于大西洋经向翻转环流导致大量淡水涌入北大西洋而影响季风系统，使东亚冬季风增强为黄土高原带来更多的粉尘，夏季风减弱使降水减少。其中西风带是大西洋经向翻转环流影响亚洲季风快速变化的纽带。吕连清等(2004)通过青藏高原东北部合作盆地黄土剖面高分辨率的粒度研究发现，该剖面记录了至少8个明显的粒度变粗事件C0—C8和近20个较为明显的粒度变细事件FG1—FG20，表明末次冰期以来青藏高原冬季风存在明显的可与北半球高纬地区相对比的千年尺度变化。Zhou et al．(2010)采用黄土高原黄土10 Be重建了最近130ka季风变化曲线，这可能为重建内陆降水变化提供了新的途径。

在中国沙漠研究方面，Li et al．(2007)按毛乌素沙漠萨拉乌苏河流域米浪沟湾剖面上更新统—全新统年代测试结果将该剖面划分出在时代上与OIS 1—OIS 6和OIS 5a—OIS 5e相对应的层段，分别为MGS 1—MGS 6和MGS 5a—MGS 5e，同时根据岩性、沉积相、SiO2、Al2O3含量和Al2O3/SiO2曲线的分布规律并参考古生物指示的古生态，提出该地由沙丘砂与河湖相、古土壤相互叠覆记录的沙漠演化与东亚冬夏季风对全球气候的响应有关。在此基础上，对该剖面进行了一系列的千年尺度变化研究，结果证实，MGS 1—MGS 5都存在可在时间和气候性质上与OIS 1—OIS 5进行对比的千年尺度气候变化(欧阳椿陶等，2007;Li et al．，2008;Niu et al．，2008;Ou et al．，2008;杜恕环等，2009;Lu et al．，2010;Du et al．，2011，2012;Wang et al．，2012;Si et al．，2013)。

在湖泊沼泽记录的研究方面，An et al．(2012)对青海湖32 ka B P以来沉积物的有机质(TOC)、CaCO3含量和大于25μm通量分析，认为其分别反映了半干旱区东亚夏季风和西风的演化过程及其对全球气候事件的响应(图15－15)。由图15－15可见，西风指标(WI)在32～11ka B P指示出显著的西风带强度对全球变化的响应，冷暖峰谷鲜明且尤以对H与YD事件的响应更为显著;夏季风指标(SMI)在12ka B P以来指示的亚洲冬、夏季风对全球变化具有明显的响应。不仅如此，这两个指标还反映出在千年尺度背景下存在强烈的百年尺度的振荡。

图15－15　青海湖32ka B P以来气候代用指标指示的西风、夏季风的变化及其与δ18 O曲线、N65°太阳辐射的对比图
(据An et al．，2012)

最近10余年来，我国上更新统—全新统千年尺度气候地层划分还见于:通过南海南部陆坡钻孔(NS－93－5)δ18 O的分析，发现该地存在的D/O事件IS1—IS21和H1—H6的记录(陈木宏等，2000)、南海北部孢粉记录揭示的末次冰期以来的千年尺度气候事件(罗运利等，2005)、东北地区的哈尼泥炭纤维素δ18O研究(洪冰等，2009)揭示的气温突然变冷事件(Older Dryas，Inter－Allerød，Younger Dryas)，我国干旱区湖泊沉积记录的全新世千百年尺度的夏季风快速变化(陈发虎等，2001)，由与风积物交替沉积的古土壤、湖沼、泥炭揭示出来的全新世高频率的东亚季风振荡(Porter and Zhou，2006)，东南沿海的湖光岩高分辨率含磁性钛的沉积反映的YD事件，Bøling—Allerod暖期发生的强冬季风现象(Gergana et al．，2007)，玛珥湖全新世高分辨率环境纪录(刘嘉麒等，2000;郑卓等，2003)，青藏高原古里雅和普若岗日冰芯δ18 O共同记录的7ka B P以来4次明显的冷事件(段克勤等，2012)，等等，相关成果层出不穷，不再一一赘述。

15．3．3．4　千年尺度气候变化不稳定的原因

以上列举的上更新统—全新统中各种气候信息揭示出来的末次间冰期以来气候变化的不稳定性，其形成机制迄今仍然不甚清楚，或者还处在一个开始探索的阶段。Alleyr et al．(1999)提出这种全球性或者说是北半球的千年尺度气候变化是冰盖－海洋－大气相互作用的产物，形成机制可能与北大西洋的热盐环流(THC)有关。具体过程可归纳为(刘东生等，2009):①劳伦冰盖发育到一定程度后，因内部的颤动(internal oscillation)可以向大西洋输入大量的冰山;②冰山融化后产生大量淡水而降低大西洋表层水的盐度;③盐度降低后，北大西洋表层下沉水量减少，底层流减弱或停止发生;④北大西洋从海面向大气释放的热量减少，洋温度降低，并由此影响其他地区。

然而，刘东生等(2009)指出，这个理论还难以解释全球气候的不稳定性。首先，H事件中浮冰碎屑，其源区并非仅是劳伦冰盖，还有如北欧冰盖、巴伦支冰盖及格陵兰冰盖等。在H事件发生时期，同样有冰山输入海洋，并且几乎是同时的。这就表明这些冰盖发生冰山输入海洋的事件，很可能同时受控于某个因子的改变，如高纬大气温度的变化。其次，南半球山地冰川(如安第斯山脉和新西兰阿尔卑斯山脉)YD事件和最近的几个H事件也同时发生了冰川扩张过程，北美的山岳冰川亦有同样的记录，这样大范围的同时变化仅用大西洋的变化来解释似乎是困难的。

上更新统—全新统无论是在格陵兰冰芯、北大西洋深海，还是在我国广泛的区域，都记录了末次间冰期以来非轨道的千年尺度快速气候事件，其产生应当与地球的诸如下垫面状况、大洋、洋流等之间的反馈相互作用有关。Bond et al．(1999)探讨了全新世1．5 ka准周期气候波动，认为其很可能受控于太阳活动周期(Bond et al．，2001)，而与冰盖的颤动无关。于学峰等(2006)通过研究发现，青藏高原若尔盖地区全新世泥炭的变化与北半球夏季太阳辐射变化规律较为吻合，提出太阳辐射会直接影响并驱动季风的海陆差异。Carolyn et al．(2005)根据董哥洞的石笋记录，认为冰消期以来气候变化亚洲季风与北大西洋有密切的联系，同时也发现其与太阳活动有关，认为海洋—大气的相互作用对于太阳活动起到一个加强的作用。如果认为这一看法合宜，则可以理解为这是在地球外部太阳活动强迫因子影响下与地球气候系统内部耦合发生的气候地层的振荡。

如果认为末次冰消期以来千年尺度气候地层的变化归因于太阳活动周期规律影响下的海洋—大气相互作用的结果，那么冰消期以前乃至到我们看到的过去270ka由格陵兰和北大西洋δ18O曲线显示的那些千年尺度的变化(图15－13)又应该如何解释呢?另外，近年Matt et al．(2010)在南大洋Campbell Island岛重建的18 ka B P以来的气候变化，似乎与普遍认为的冰消期以来千年尺度气候变化的那些阶段在时间和气候性质上也不尽一致，如他们发现的显著的12 500～11 000a B P暖期、9200a B P的冷期和6000～5000a B P迅速升温至顶点的暖期，以及随后的3个小幅度冷期5200～4000a B P、3000～1700a B P和700～100a B P等。可以认为，目前对千年尺度气候变化不稳定性原因的探讨还处在开始阶段。

［致谢:本文得到国家自然科学基金项目(批准号:41290250)资助;周尚哲和周厚云教授对本章内容提出了宝贵意见，在此深表谢意!］

参考文献

安芷生，王俊达，李华梅．洛川黄土剖面的古地磁研究［J］．地球化学，1977(4):239－349．

安芷生，Porter S，Kukla G，等．最近13万年黄土高原季风变迁的磁化率证据［J］．科学通报，1990a，7: 529－532．

安芷生，吴锡浩，卢演畴，等．两万年来中国环境变化的初步研究［M］//刘东生．黄土．第四纪地质．全球变化．北京:科学出版社，1990b:1－26．

安芷生，李力，鹿化煜，等．末次间冰期东亚冬季风气候的不稳定性［M］．//国家自然科学基金资助项目研究成果年报．北京:科学出版社，1999:18－19．

陈发虎，朱艳，李吉均，等．民勤盆地湖泊沉积记录的全新世千百年尺度的夏季风快速变化［J］．科学通报，2001，46(17):414－1419．

陈惠忠，董光荣，金炯，等．昆仑山、阿尔金北麓石膏多边及其所反映的古环境［M］．//中国西部第四纪冰川与环境．北京:科学出版社，1991:306－311．

陈吉阳．天山乌鲁木齐河源全新世冰川变化的地衣年代学等若干问题之初步研究［J］．中国科学(B)，1988(1):95－104．

陈木宏，涂霞，郑范，等．南海南部近20万年沉积序列与古气候变化关系［J］．科学通报，2000，45(5):542－548．

崔之久，杨建强，赵亮，等．鄂尔多斯大面积冰楔群的发现及20ka以来中国北方多年冻土南界与环境［J］．科学通报，2004，49(13):1304－1310．

丁仲礼，刘东生．中国黄土研究新进展［J］．第四纪研究，1989(1):24－33．

丁仲礼，刘东生．1．8Ma以来黄土—深海古气候记录对比［J］．科学通报，1991，36:1401－1403．

丁仲礼，任剑璋，刘东生，等．晚更新世季风—沙漠系统千年尺度的不规则变化及其机制问题［J］．中国科学(D辑)，1996，26(5):385－391．

丁仲礼，孙继敏，刘东生．上新世以来毛乌素沙地阶段性扩张的黄土—红黏土沉积证据［J］．科学通报，1999，44(3):324－326．

丁仲礼．米兰科维奇冰期旋回理论:挑战与机遇［J］．第四纪研究，2006，26(5):710－717．

董光荣，李保生，高尚玉，等．鄂尔多斯高原晚更新世以来的冰缘现象及其气候地层学意义［J］．地理研究，1985，4(1):1－10．

董光荣，李森，李保生，等．中国沙漠形成演化的初步研究［J］．中国沙漠，1991，11(4):23－32．

杜恕环，李保生，David D Zhang，等．萨拉乌苏河流域MGS5层段CaCO3记录的末次间冰期东亚季风与沙漠环境演化［J］．自然科学进展，2009，19(11):1187－1193．

段克勤，姚檀栋，王宁练，等．青藏高原中部全新世气候不稳定性的高分辨率冰芯记录［J］．中国科学(D辑)，2012，42(9):1441－1449．

方小敏，李吉均，Banerjee S，等．末次间冰期5e亚阶段季风快速变化的环境岩石磁学研究［J］．科学通报，1998，43(21):2330－2332．

方小敏，潘保田，管东红，等．兰州约60ka以来夏季风千年尺度不稳定性研究［J］．科学通报，1999，44(4):436－439．

高尚玉，董光荣，李保生．陕西榆林地区古风成砂地层中化学元素含量与气候环境［J］．中国沙漠，1985，5(3):25－32．

龚一鸣，徐冉，汤中道，等．广西上泥盆统轨道旋回地层与牙形石带的数字定年［J］．中国科学(D辑)，2004，34(7):635－643．

顾兆炎，刘嘉麒，袁宝印，等．湖相自生沉积作用与环境——兼论西藏色林错沉积记录［J］．第四纪研究，1994，14:162－174．

郭正堂，刘东生，Fedoroff N，等．约0．85Ma前后黄土高原区季风区强度的变化［J］．科学通报，1993，38:143－146．

郭正堂，吴乃琴，刘东生，等．最后两个冰期黄土中记录的Heinrich型气候节拍［J］．第四纪研究，1996 (1):21－29．

Hameed S，龚高法．中国历史时期温度的变化［M］．//张翼，张王远，张厚，等．气候变化及其影响．北京:气象出版社，1993:57－69．

韩家懋，姜文英，吴乃琴，等．黄土中钙结核的碳氧同位素研究(一)氧同位素及其古气候意义［J］．第四纪研究，1995a，15:130－138．

韩家懋，姜文英，吕厚远，等．黄土中钙结核的碳氧同位素研究(二)碳同位素及其古气候意义［J］．第四纪研究，1995b，15:367－377．

韩家懋，姜文英，刘东生，等．黄土碳酸盐中古气候变化的同位素记录［J］．中国科学(D辑)，1996，26:399－404．

郝维城，白顺良，江大勇．法门阶上部米兰科维奇旋回在中国发育的一致性［J］．科学通报，2000，45: 1654－1660．

洪冰，刘丛强，林庆华，等．哈尼泥炭δ18 O记录的过去14 000年温度演变［J］．中国科学(D辑)，2009，39(5):626－637．

黄春长．环境变迁［M］．北京:科学出版社，1998．

江大勇，郝维诚，白顺良．广西泥盆系吉维特阶上部地层中的化学旋回与米兰科维奇偏心率旋回的关系［J］．科学通报，1999，44:989－992．

姜鹏．吉林晚更新世哺乳动物化石分布［J］．古脊椎动物与古人类，1977，15(4):313－316．

康兴成，Graumlich L J，Sheppard P．青海都兰地区1835年来的气候变化——来自树轮资料［J］．第四纪研究，1997(1):70－75．

李保生，董光荣，高尚玉，等．陕西北部榆林第四纪地层剖面的粒度分析与讨论［J］．地理学报，1988，43(2):127－133．

李保生，董光荣，高尚玉，等．萨拉乌苏河地区晚更新世环境演化［J］．地理研究，1989，8(2):64－73．

李保生，董光荣，高尚玉，等．萨拉乌苏河地区地层中的碎屑矿物及其反映的中更新世末期以来之气候环境变化［J］．岩石矿物学杂志，1991，10(1):84－90．

李保生，李森，王跃，等．我国极端干旱区边缘阿羌砂尘堆积剖面的地质时代［J］．地质学报，1998，72(1):83－92．

李保生，温小浩，David Dian Zhang，等．岭南粤东北地区晚第四纪红土与棕黄色沉积物的古气候转变记录［J］．科学通报，2008，53(22):2793－2800．

李华梅，安芷生，王俊达．午城黄土剖面古地磁研究的初步结果［J］．地球化学，1974(2):93－104．

李吉均．西藏冰川的基本特征［M］．//李吉均．西藏冰川．北京:科学出版社，1986:37－66．

李吉均，朱俊杰，康建成，等．末次冰期旋回兰州黄土剖面与南极东方站冰岩芯的对比［J］．中国科学(D辑)，1990，10:1086－1094．

李吉均，舒强，周尚哲，等．中国第四纪冰川研究的回顾与展望［J］．冰川冻土，2004，26(3):235－243．

李四光．冰期之庐山［J］．中央研究院地质研究所专刊，乙种第二号，1947:1－70．

李志文，李保生，董玉祥，等．粤东北丘陵区末次间冰期红土的特征与气候环境［J］．地质论评，2010，56(3):355－364．

刘东生，等．黄土的物质成分和结构［M］．北京:科学出版社，1966:1－132．

刘东生，等．黄土与环境［M］．北京:科学出版社，1985:1－350．

刘东生，施雅风，王汝建，等．以气候变化为标志的中国第四纪地层对比表［J］．第四纪研究，2000，20(2):108－128．

刘东生．黄土与干旱环境［M］．合肥:安徽科学技术出版社，2009:1－537．

刘嘉麒，陈铁梅，聂高众，等．渭南黄土剖面的年龄测定及十五万年来高分辨时间序列的建立［J］．第四纪研究，1994，3:193－202．

刘嘉麒，吕厚远，Negendank J，等．湖光岩玛珥湖全新世气候波动的周期性［J］．科学通报，2000，45(11):1190－1194．

刘嘉麒，倪云燕，储国强．第四纪的主要气候事件［J］．第四纪研究，2001，21(3):239－248．

刘秀铭，刘东生，Shaw J．中国黄土磁性矿物特征及其古气候变化［J］．第四纪研究，1993(3):281－287．

罗运利，孙湘君．末次冰期以来南海北部孢粉记录的植被演化及千年尺度气候事件［J］．科学通报，2005，50(7):691－697．

吕连清，方小敏，鹿化煜，等．青藏高原东北缘黄土粒度记录的末次冰期千年尺度气候变化［J］．科学通报，2004，49(11):1091－1098．

南京大学地质学系．地球化学［M］．北京:科学出版社，1979:1－514．

欧阳椿陶，李保生，欧先交，等．萨拉乌苏河流域末次间冰期古土壤化学风化与古气候［J］．地理学报，2007，62(5):518－528．

任振球．全球变化—地球四大圈层异常变化及其天文成因［M］．北京:科学出版社，1990:1－226．

施雅风等．第四纪冰川新论［M］．上海:上海科学普及出版社，2011:134－144．

施雅风，孔昭辰，王苏民，等．中国全新世大暖期气候与环境的基本特征［M］．//施雅风，孔昭宸．中国全新世大暖期气候与环境．北京:海洋出版社，1992:1－18．

孙东怀，安芷生，刘东生，等．最近150ka黄土高原夏季风气候格局的演化［J］．中国科学(D辑)，1996，26:417－422．

王贵勇，董光荣，李森，等．试论戈壁面及其指相意义［J］．中国沙漠，1995，15(2):124－130．

王慧中，赵泉鸿，俞立中，等．晚第四纪西太平洋风尘记录与冰期旋回的比较［J］．中国科学(D辑)，1998，21(1):7－12．

王克鲁，裴静娴．山西隰县午城黄土矿物成分［M］．北京:科学出版社，1964:89－110．

王绍武，叶瑾琳，龚道溢．中国小冰期的气候［J］．第四纪研究，1998(1):54－64．

王绍武，谢志辉．千年尺度气候变率的研究［J］．地学前缘，2002，9(1):143－153．

王苏民．末次冰期以来岱海环境变化与古气候［J］．第四纪研究，1990(3):223－232．

王苏民，吉磊，羊向东，等．内蒙古扎赉诺尔湖泊沉积物中的新仙女木事件记录［J］．科学通报，1994，39(4):348－351．

温小浩，李保生，李森，等．2500a B P以来额济纳绿洲沙丘的粒度特征及其反映的沉积过程［J］．地质学报，2005，79(5):710－718．

吴江滢，汪永进，邵晓华，等．晚更新世东亚季风气候不稳定性的洞穴石笋同位素证据［J］．地质学报，2002，76(3):413－419．

吴正．塔克拉玛干沙漠成因的探讨［J］．地理学报，1981，36(3):280－291．

徐国昌．中国干旱半干旱区气候变化［M］．北京:气象出版社，1997:1－101．

杨怀仁．第四纪气候变化［J］．冰川冻土，1979，1:25－34．

姚檀栋，谢自楚，武筱聆，等．敦德冰帽中的小冰期气候记录［J］．中国科学(B辑)，1990，11:1197－1201．

姚檀栋，施雅风．祁连山敦德冰芯记录的全新世气候变化［M］．//施雅风，孔昭宸．中国全新世大暖期与环境．北京:海洋出版社，1992:206－211．

姚檀栋．末次冰期青藏高原的气候突变——古里雅冰芯与格陵兰GRIP冰芯对比研究［J］．中国科学(D辑)，1999，29(2):175－184．

叶玮，董光荣，袁玉江，等．新疆伊犁地区末次冰期气候的不稳定性［J］．科学通报，2000，6(45): 641－646．

于学峰，周卫健，Lars G Franzen，等．青藏高原东部全新世冬夏季风变化的高分辨率泥炭记录［J］．中国科学(D辑)，地球科学，2006，36(2):182－187．

张德二．中国的小冰期气候及其与全球变化的关系［J］．第四纪研究，1991(2):104－111．

张彭熹，张保珍．柴达木盆地近三百万年来古气候演化的初步研究［J］．地理学报，1991，46:327－335．

张彭熹，张保珍，钱桂敏，等．青海湖全新世以来古环境参数的研究［J］．第四纪研究，1994(3):225－238．

张宇红，李保生，靳鹤龄，等．萨拉乌苏河流域150ka以来多波动粒度沉积旋回［J］．地理学报，2001，56(4):332－344．

郑卓，王建华，王斌，等．海南岛双池玛珥湖全新世高分辨率环境纪录［J］．科学通报，2003，48(3): 282－286．

周廷儒．新疆第四纪陆相沉积的主要类型及其和地貌气候发展的关系［J］．地理学报，1963，29(2): 109－129．

竺可桢．中国近五千年来气候变迁的初步研究［J］．考古学报，1972，2(1):15－38．

Prokopenko A A，Hinnov L A，Williams D F et al．中国五千年来气候变迁的初步研究［J］．中国科学，1973，16(2):226－256．

Alexander A．Prokopenkoa，Linda A．Hinnov．Orbital forcing of continental climate during the Pleistocene:a complete astronomically tuned climatic record from Lake Baikal，SE Siberia［J］．Quaternary Science Reviews，2006，25:3431－3457．

Alexander A．Prokopenko，Galina K．Khursevich．Plio－Pleistocene transition in the continental record from Lake Baikal:Diatom biostratigraphy and agemodel［J］．Quaternary International，2010，219:26－36．

Alimen H．Généralités sur la faune et les flores préhistoriques de l＇Europe occidentale［M］．//Faunes et flores quaternaires de l＇Europe occi dentale．publiésous la direction de R．Lavocat，éd．Boubée，1966:13－38，44 tabl．，4 fig．

Alleyr B，Clarkpu，Kelgwin L D et al．Making sense ofmillennial scale climate change［J］．Geophlysical Monograph，1999，112:386－394．

An Zhisheng，Kukla G J，Porter SC et al．Magnetic susceptibility evidence ofmonsoon variation on the Loess Plateau of central China during the 130 000 years［J］．Quat．Res．，1991，36:29－36．

An Z S．The history and variability of the East Asian paleomonsoon climate［J］．Quaternary Science Reviews，2000，19(1－5):171－187．

An Z，Colman SM，Zhou W et al．Interplay between the Westerlies and Asian monsoon recorded in Lake Qinghai sediments since 32ka［J］．Scientific reports，2012，2:1－7．

Bender M，Sower T，Dickson M L et al．Climate correlations between Greenland and Antarctica during the past100 000 years［J］．Nature，1994，372:663－666．

Birkenmajer K．Raised marine features and glacial history in the vicinity of Ariaowski Station，King Geoge island (South Shetlands，West Antarctica)［J］．Bulletin de I＇Academie Polonaise des Sciences，1981，29:109－117．

Bond G，Heirich H，BrockerW Set al．Evedence formassive discharges of icebergs into the North Atlantic Ocean during the last glacial period［J］．Nature，1992，360:245－249．

Bond G，Brocker W S，Johnsen S et al．Correlations between climate records from North Atlantic sediments and Greenland ice［J］．Nature，1993，365:143－147．

Bond G，ShowersW，Cheseby M et al．A pervasive millennial－scale cycle in North Atlantic Holocene and Glacial climates［J］．Science，1997，278:1257－1266．

Bond G C，Showers W，Elliotm et al．The North Atlantic＇s 1－2 kyr climate rhythm:relation to Heinrich events，Dansgaard Oeschger cycles and the Little Ice Age［J］．American Geophysical Union，2013，112:35－58．

Bond G，Kromer B，Beer Jetal．Persistent solar influence on North Atlantic climate during the Holocene［J］．Science，2001，294:2130－2136．

Braddock K，Linsley．Oxygen－isotope record of sea level and climate variations in the Sulu Sea over the past150 000 years［J］．Nature，1996，80(21):234－237．

Bradley R S．Holocene paleoclimatology of the Queen Elizabeth islands，Canadian，Arctic［J］．Quaternary Science Reviews，1990，9:365－384．

Buonocunto F P，D＇Argenio B，Ferreri V et al．Orbital cyclostratigraphy and sequence straitigraphy of Upper Cretaceous platform carbonates at Monte Sant＇Erasmo，southern Apennines，Italy［J］．Cretaceous Research，1999，20:81－95．

Cerling T E．The stable isotopic composition ofmodern soil carbonate and its relationship to climate［J］．Earth Platet．Sci．Lett．，1984，71:229－240．

Chivas A R，De Deckker P，Shelley JM G．Magnesium contentofnon－marine ostracod shells:a new palaesalinometer and palaeothermometer［J］．Paleogeoggraphy，Paleoclimatology，Paleoecology，1986a，54:43－61．

Chivas A R，De Deckker P，Shelley JM G．Magnesium and strontium in non－marine ostracod shells as indicators of palaeosalinity and palaeotemperature［J］．Hydobiologia，1986b，143:135－142．

Chen D N，Gao JX，Gao FQ et al．Fossil snails and their environment［M］．//Liu T Setal．Loess and the Environment，section IIof chapter 4．Beijing，China Ocean Press，1985:73－84．

Clapperton CM．Quaternary glaciations in the southern ocean and Antarctic Peninsula area［J］．Pollenet spores，1990，24:523－535．

Clark PU，Webb R S，Keigwinl D．Mechanisms ofglobal climate change atmillennial time scales［J］．Geophysical Monograph，AGU，Washington，1999，112:35－58．

Cohen K M，Gibbard P L．Global chronstrtigraphical correlation table for the last2．7 million years．Subcom OIS sion on Quaternary Stratigraphy［C］．International Commission on Stratigraphy，2011．

Cohen K M，Gibbard P L．Regional chronostratigraphical correlation table for the last270 000 years Europe north of the Mediterranean［J］．Subcom OIS sion on Quaternary Stratigraphy(International Com OISsion on Stratigraphy)，Cambridge，2012，279－280(16):93(16):279－280．

Dansgaard W，Johnsen S J，Clausen H B et al．Evidence for general instability of past climate from a 250 kyr ice core record［J］．Nature，1993，364:218－220．

Deevey E S，Flint R F．Postglacial Hypsithermal interval［J］．Science，1957，125:182－184．

Denton G H，Karlen W．Holocene climatic variations their Pattern and Possible cause［J］．Quaternary Research，1973，3:155－205．

Ding Zhongli，Liu Dongsheng，Liu Xiuming，et al．Thirty－seven climatic cycles in the last 2．5Ma［J］．Chi．Sci．Bull．，1990，35:667－671．

Doyle P，Bennett M R．Unlocking The Stratigraphical record－Advances in modern stratigraphy［M］．Chichester: John Wiley，Sons Ltd，1998:1－532．

Du SH，Li B S，Niu D F etal．Age of the MGS5 segmentof the Milanggouwang stratigraphical section and evolution of the desert environment on a kilo－year scale during the Last Interglacial in China’s Salawusu RiverValley: Evidence from Rb and Sr contents and ratios［J］．Chemie der Erde，2011(71):87－95．

Du SH，Li B S，Chen M H et al．Kiloyear－scale climate events and evolution during the Last Interglacial，Mu Us Desert，China［J］．Quaternary International，2012(263):63－70．

Dykoski C A，Edwards R L，Hai cheng et al．A high－resolution，absolute－dated Holocene and deglacial Asianmonsoon record from Dongge Cave．China［J］．Earth and Planetary Science Letters，2005，233:71－86．

Elrick M．Cyclostratigraphy of Middle Devonian carbonates of the eastern Great Basin［J］．Journal of Sedimentary Research，1995，65(1):61－79．

Elrick M，Hinnov L A．Millennial－scale origins for stratification in Cambrian and Devonian deep－water rhythmites，western USA［J］．Palaeogeography，Palaeoclimatology，Palaeoecology，1996，123:353－372．

Emiliani C．Pleistocene temperatures［J］．JGeol．，1955，63:538－578．

Emiliani C．Isotopic paleotemperatures［J］．Science，1966，154:851－857．

Faure H，Morner N A，Liu Tungsheng．INQUA’s contribution to understanding global change:the state of the art［C］．Proc．Rev．Rep．For．Symp．ⅧINQUA Cong．，1991:3－5．

Gellately A F，Rothisberger F，Geyh M A．Holocene glacier variations in New Zealand(South Island)［J］．Zeitschrift für gletscherkunde and glazialgeologie，1985，21:265－273．

Gergana Yancheva，Nowaczyk N R，Jens Mingram et al．Influence of the intertropical convergence zone on the East Asian monsoon［J］．Nature，2007，445:74－77．

Gilbert G K．Sedimentarymeasurement of geological time［J］．Journal of Geology，1895，3:121－125．

Gong Y M，Li B H，Wang Ch Y et al．Orbital cyclostratigraphy of the Devonian Frasnian－Famennian transition in South China［J］．Palaeogeogrphy，Palaeoclimatology，Palaeocology，2001，163(3－4):237－248．

Gong Y M，LiBH．Reply to commenton“Orbital cyclostratigraphy of the Devonian Frasnian－Famennian transition in South China”［J］．Palaeogeogrphy，Palaeoclimatology，Palaeocology，2004，205(1－2):171－175．

GRIPMembers．Climate Instability during the Last Interglacial Period Recorded in the GRIP Ice Core［J］．Nature，1993，364(6434):203－207．

Grootes PM，Stuiverm，White JW C．Comparison of oxygen isotope records from the GLSP2 and GRIPGreenland ice cores［J］．Nature，1993，366:552－554．

Grotzinger JP．Upward shallowing platform cycles:A response to 2．2 billion years of low－amplitudes，high－frequency(Milankovitch band)sea level oscillations［J］．Paleoceanography，1986，1:403－416．

Gu Zhaoyan，Liu Tungsheng，Zheng Shuhui．A Preliminary study on quartz oxygen isotope in Chinese loess and soils［M］．//Liu Tungsheng Aspects of Loess Research，Beijing:China Ocean Press，1987:291－302．

Gu Zhaoyan，Lal D，Liu Tungsheng et al．Five－million－year 10 Be record in Chinese loess and red－clay:climate and weathering relationships［J］．Earth Planet．Sci．Lett．，1996，144:273－287．

Harnois L．The CIW Index:a new chemical index of weathering［J］．Sediment．Geol．，1988，55:319－322．

Hayes JD，Imbrie J，Shackloton N J．Variations in the Earth’s orbit:pacemaker of the Ice－Ages［J］．Science，1976，194:1121－1132．

Heinrich H．Origin and consequences of cyclic ice－rafting in the Northeast Atlantic ocean during the past 130 000 years［J］．Quaternary Research，1988，29:142－152．

Heller F，Liu Tungsheng．Magnetostratigraphical dating of loess deposits in China［J］．Nature，1982，300:431－433．

Heller F，Liu Tungsheng．Magnetism of Chinese loess deposits［J］．Geophys．J．R．astr．Soc．，1984，77:125－141．

Herbert T D，D＇Hondt SL．Precessional climate cyclicity in Late Cretaceous－Early Tertiarymarine sediments:a high resolution chronometer of Cretaceous－Tertiary boundary events［J］．Earth and Planetary Science Letters，1990，99:263－275．

Honda M，Shimizu H．Geochemical，mineralogical and sedimentological studies on the Taklimakan Desert sands［J］．Sedimentology，1998，45:1125－1143．

House M R．A new approach to an absolute timescale from measurements of orbital cycles and sedimentary microrhythms［J］．Nature，1985，315:721－725．

House M R．Devonian precessional and other signatures for establishing a Givetian timescale［M］．//House M R，Gale A S et al．Orbital Forcing Timescales and Cyclostratigraphy．Brassmil:Geological Society Special Publication No．85，1995:37－49．

Hovan SA，Rea D K，Pisias N G et al．A direct link between the China loess and marineδ18 O record;Aeolian flux to the north Pacific［J］．Nature，1989，340:296－298．

Imbrie J，Hays JG，Martinson D G et al．The orbital theory of Pleistocene climate:support from a revise chronology of themarine 18 O record［M］．//Berger A L，Imbrie J et al．Hays J．Milankovitch and ClimateⅠ:understanding the response to astronomical forcing．Dordrecht:Reidel，1984:269－305．

Jouzel J，Genthon C，Lorius C et al．Vostok ice core:a continuous isotope temperature record over the last climatic cycle(160 000 years)［J］．Nature，1987，329:403－408．

Kukla G J．Loess stratigraphy in center China［J］．Quaternary Science Review，1987，6:191－219．

Larsen E et al．Do Greenland ice cores reflect NW European interglacial climate variations?［J］．Quaternary Research，1995，43:125－132．

Lee J．S．Note on traces of recent ice action in Northern China［J］．Geol，Mag，1922，Vol，LIX．

Leinen M．The Late Quarternary record of atmospheric transport to the northwest Pacific from Asia［M］．//Leinen M，Sarnthein M．Paleoclimatology and Paleometeolgy:Modern and Past Patterns of Global Atmospheric Transport．Dordrecht:Kluwer Academic Pub．1989:693－732．

Li Baosheng，Jin Heling，Lu Haiyan etal．Processes of the deposition and vicissitude of Mu Us Desert，China since 150ka B P［J］．Science in China(Series D)，1998a，41(3):248－254．

Li Baosheng，Yan Mancun，Barry B．Miller et al．Late Pleistocene and Holocene palaeoclimate records from the Badain Jaran Desert，China［J］．Current Research in the Pleistocene，1998b，15:129－131．

Li Baosheng，Zhang D D，Jin Heling etal．Palaeo－Monsoon activities ofMu Us Desert，China since150ka—A study of the stratigraphic sequences of the Milanggouwan section，Salawusu River［J］．Palaeogeography，Palaeoclimatology，Palaeoecology，2000，162:1－16．

Li Baosheng，David Dian Zhang，Zhou Xingjia et al．A preliminary study of the sediments in the Yutian－Hotan Oasis，south Xinjiang，China［J］．Acta Geologica Sinica，2002，76(2):221－228．

Li Baosheng，Zhang D D，Wen Xiaohao et al．Multi－cycles of Climatic Fluctuation in the Last Interglacial Period［J］．Acta Geologica Sinica，2005，79(3):398－404．

Li Baosheng，Wen Xiaohao，Qiu Shifan et al．Phases of environmental evolution idicated by primary chemical elements and paleotological records in the Upper Pleistocene－Holocene Series for the Salawusu River valley，China［J］．Acta Geologica Sinica，2007，81(4):555－565．

Li Baosheng，Chen Deniu，David Dian Zhang et al．Fossil gastropods from the MGS3 stratigraphic segment in the Salawusu River Valley and their climatic and environmental implications［J］．Science in China Series D: Earth Sciences，2008，51(3):339－348．

Liu Tungsheng，Ding Zhongli．Stepwise coupling ofmonsoon circulations to global ice volume variations during Late Cenozoic．Global Plant Change，1993，7:119－130．

Liu Tungsheng，Ding Zhongli，Nat Rutter．Comparison of Milankovitch periods between continental loess and deep sea records over the last2．5 Ma［J］．Quaternary Science Reviews，1999，18:1205－1212．

Lu Yingxia，Li Baosheng，Wen Xiaohao et al．Millennial－centennial scales climate changes of Holocene indicatedby magnetic susceptibility of high－resolution section in Salawusu River valley［J］．Chinese Geographical Sciences，2010，20(3):243－251．

Luz B，Shackleton N J．CaCO3 solution in the tropical east Pacific during the past 130 000 years．Cushman Found［J］．Foram．Res．，Spec．Publ．，1975，13:142－150．

Matt SMcGlone，Chris SM Turney，Janet M Wilmshurst，James Renwick，Katharina Pahnke．Divergent trends in land and ocean temperature in the Southern Ocean over the past18 000 years［J］．Nature，2010，931:622－626．

Mc Manus JF，Bond G C，Broecker W S et al．High－resolution climate records from the North Atlantic during the last interglacial［J］．Nature，1994，371(6494):326－329．

Milankovitch M．Theoricmathematique des phenomenes thermiques products［M］．Per la radiation splaire，Gavthier Viliars，Paris，1920．

Niu Dongfeng，Li Baosheng，Du Shuhuan etal．Cold eventof Holocene indicated by primary elements distribution of the high－resolution sand dune in the Salawusu River Valley［J］．Journal0fGeographical Sciences，2008，18: 26－36．

North Greenland Ice Core ProjectMembers．High－resolution record of northern heOISphere climate extending into the last interglacial period［J］．Nature，2004，431:147－151．

Ou Xianjiao，Li Baosheng，Jin Heling etal．Sedimentary characteristics of paleo－aeolian dune sands of Salawusu Formation in the Salawusu River Valley［J］．Journal of Geographical Sciences，2008，18(2):211－224．

Penk A，Bruckner E．Die Aipen im Eis Zeitalter［M］．Leipzig:auchnitz，1909:1－199．

PrellW L，Van Campo E．Coherent response of Arabian Sea upwelling and pollen transport to late Quaternary monsoon winds［J］．Nature，1986，323:526－528．

Porter SC，An Zhisheng．Correlation between climate events in the North Atlantic and China during the last glaciation［J］．Nature，1995，375:305－308．

Raymo M E，RuddimanW F，Backman Jetal．Late Pliocene variations in Northern Hemisphere ice sheets and north Atlantic deep water circulation［J］．Paloceanography，1989，4:413－446．

Rea D K，Leinen M．Asian aridity and the zonalwesterlies Later Pleistocene and Holocene record of eolian deposition in the Northwest Pacific Ocean［J］．Palaeogeography，Palaeoclimatology，Palaeoecology，1988，66:1－8．

Rousseau D D，Puisseégur JJ，Lautridou JP．Biogeography of the Pleistocene Pleniglacialmalacofaunas in Europe［J］．Paleogeography，Paleoclimatollogy，Paleoecollogy，1990，80:7－23．

Rousseau D D．Climatic transfer function from Quaternary molluscs in European loess deposits［J］．Quat Res，1991，36:195－209．

Ruddiman W F，Raymo M E，Martinson D et al．Pleistocene evolution:Northern Hemisphere ice sheets and North Atlantic ocean［J］．Paleoceanography，1989，4:353－412．

Schwarzacher W．Cyclostratigraphy and the Milandovitch theory［M］．Amsterdam:Elsevier，1993:1－225．

Shackleton N J，Opdyke N D．Oxygen isotope and paleomagnetic stratigraphy ofequatorial Pacific core V28－238:Oxygen isotope temperatures and ice volumes on a 105 year and a 106 year scale［J］．Quat．Res．，1973，3:39－55．

Shackleton N J，Opdyke N D．Oxygen isotope and paleomagnetic stratigraphy of equatorial Pacific core V28－238: Late Pliocene to latest Pleistocene［J］．Geol．Soc．Am．Mem．1976，145:449－464．

Shackleton N，Opdyke N．Oxygen isotope and palaeomagnetic evidence for early Northern Hemisphere Glaciation［J］．Nature，1977，270:216－219．

Si Yuejun，Li Baosheng，Wang Fengnian et al．Climate fluctuation record from China＇s Salawusu River valley during the Early Last Glacial［J］．Geochemistry International，2013，51(3):240－248．

Smith B J，WhalleyW B．A note on the characteristics and possible origins of desert varnishes from southeastMorocco［J］．Earth Surface Processes and Landforms，1988，13:251－258．

Stager JC，Mayewski P A．Abrupt Early to Mid－Holocene climatic transition registered at the equator and poles［J］．Science，1997，276:1834－1836．

Stephen C Porter，Zhou Weijian．Synchronism of Holocene East Asianmonsoon variations and North Atlantic drift－ice tracers［J］．Quaternary Reseanch，2006，65:443－449．

Stuiver M，Grootes PM，Braziunas T F．The GISP2 18 O climate record of the past16 500 years and the role of the sun，ocean and volcanoes［J］．Quaternary Research，1995，44:341－354．

Sun Y，Clemens SC，Morrill C etal．Influence of Atlanticmeridional overturning circulation on the East Asian wintermonsoon［J］．Nature Geoscience，2011，5(1):46－49．

Tandong Yao，Yafeng Shi，Thompson L G．High resolution record of paleoclimate since the Little Ice Age from the Tibetan ice cores［J］．Quaternary International，1997，37:19－23．

Thompson R．Magnetic susceptibility of lake sediments［J］．Limnology and Oceanograpy，1975，20(5):687－698．

Tim RNaish，Steven TAbbott，V Alloway etal．Astronomical calibration ofa Southern HeiOISphere Plio－pleistocene reference section，Wanggnui Basin，New Zealand［J］．Quaternary Science Reviews，1998，17(8):695－710．

Wang F N，Li B S，Wang JL et al．Pleniglacialmillennium－scale climate variations in northern China based on records from the Salawusu River Valley［J］．Journal of Arid Land，2012，4(3):231－240．

Wang Y J．，Cheng Hai，Edwards R L et al．A high－resolution absolute－dated Late Pleistocenemonsoon record from Hulu cave，China［J］．Science，2001，294(5550):2345－2348．

Wang Yongjin，Cheng Hai，Edwards R L．The Holocene Asianmonsoon:Links to solar changes and North Atlantic climate［J］．Science，2005，308:854－857．

Wang Yongjin，Cheng Hai，Edwards R L etal．Millennial－and orbital－scale changes in the East Asianmonsoon over the past224 000 years［J］．Nature，2008，451:1090－1093．

Wen Xiaohao，Li Baosheng，Zheng Yanming etal．Climate variability in the Salawusu River valley of the Ordos Plateau(Inner Mongolia，China)during Marine Isotope Stage 3［J］．Journal of Quaternary Science，2009，24 (1):61－74．

Wissmann H V．The pleistocene glaciation in China［J］．Bulletin of the Geological Society of China，1937，17: 145－168．

Wu Guangjian，Zhang Chenglong，Xu Baiqing etal．Atmospheric dust from a shallow ice core from Tanggula:implications for drought in the central Tibet Plateau over the past 155 years［J］．Quaternary Science Reviews，2013，59:57－66．

Xiao Jule，Porter SC，An Zhisheng etal．Grain size of quartz as an imdicator ofwintermonsoon strength on the Lo－ess Plateau of central China during the last130 000yr［J］．Quat．Res．，1995，43:22－29．

Zhang H C，Peng JL，Ma Y Z et al．Late Quaternary palaeolake levels in Tengger Desert，NW China［J］．Palaeogeography，Palaeoclimatology，Palaeoecology，2004，211:45－58．

Zhou Shangzhe，Wang Xiaoli，Wang Jie et al．A preliminary study on timing of the oldest Pleistocene glaciation in Qinghai－Tibet Plateau［J］．Quaternary International，2006(154－155):44－51．

Zhou Weijian，Xian Feng，Warren Beck etal．Reconstruction of130 kyr relative geomagnetic intensities from 10 Be in two Chinese loess sections［J］．Radiocarbon，2010，52(1):129－147．

关键词与主要知识点－15

气候地层学climatostratigraphy

气候地层法climatic stratification

气候代用指标climatic proxy

第四纪地质学Quaternary geology

千年尺度气候变化millennial scale climate changes

冰期间冰期glacial and inter－glacial periods

冰阶间冰阶glacial stadial and interstadial

氧同位素阶段OIS(oxygen isotopic stage)

海洋氧同位素阶段MIS(marine oxygen isotopic stage)

D－O循环D－O cycles(Dansgaard－Oeschger cycles)

新仙女木事件YD event(Younger Dryas event)

H事件Heinrich event

东亚季风East Asianmonsoon

黄土—古土壤序列loess－palaeosol sequences

末次间冰期last interglacial period

末次冰期last glacial period