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独特的地质构造作用、海陆分布格局和大气环流三个因素造就了我国西北地区的自然地理格局和半干旱、干旱，甚至极端干旱的气候环境，这里不但生态环境脆弱，气候环境变化剧烈，并对全球变化和人类活动响应敏感。然而，在西北干旱区进行的大量地质地貌(湖蚀地形地貌和湖岸阶地)、沉积和古生物证据表明，与现今干旱的气候环境相比，西北地区在晚更新世中晚期的气候环境却与现在大不相同，特别是降水量明显高于现代，导致大面积湖泊发育，许多区域湖泊扩张延绵形成大湖区。西北地区环境的快速演变及其原因引起了科学家广泛的关注，成为全球变化研究的热点区域之一。内蒙古自治区西部的额济纳盆地(也称弱水盆地)，是我国内陆干旱区代表性的盆地之一。因此对额济纳盆地古环境、古气候变化的研究将有助于加深对西北干旱区对全球变化的响应和影响的理解。深入地研究西北干旱区的气候变化具有十分重要的理论价值。
基于此，本论文选取额济纳盆地小狐山剖面为研究对象，通过对该剖面沉积物中TOC、TN、碳酸盐含量、碳酸盐δ13C、δ18O及沉积物粒度等环境指标进行了分别测试，探讨了各指标的古气候环境意义；结合有机质AMS14C和常规14C及无机碳酸盐常规14C的测试并建立的年代序列，通过综合分析，重建了额济纳古湖晚更新世期间古环境变化的历史。本论文的主要结论和认识如下：
(1)额济纳古湖湖泊沉积物中有机质(TOC、TN)含量与湖泊发育和气候环境紧密相关，是气候环境变化的良好指标，沉积物中TOC、TN主要由湖泊内源产生，主要反映湖泊自身初级生产力的变化。碳酸盐含量作为古湖泊沉积中主要物质组分之一，其变化反映了湖泊沉积过程和环境的变化。额济纳古湖小狐山剖面沉积物中以自生碳酸盐(方解石)为主的含量变化受湖区有效湿度和湖泊藻类生产力的综合影响。碳酸盐δ13C反映了流域内植被类型和湖泊自身生物生产力的变化，δ18O指示了湖水温度和湖区有效湿度的变化。在小狐山剖面中总有机质(TOC)、有机氮(TN)含量和＜2μm粒度组分含量与沉积相严格相关，当TOC，TN和＜2μm粒度组分含量分别大于0.150％、0.015％和5％时为湖相沉积，反之则为非湖相的风沙堆积。
(2)小狐山剖面沉积物饿物理指标和化学指标记录的晚更新世中晚期古湖泊和气候环境演化经历了如下主要过程：?～38.1514CkaB.P.(1039～949cm)湖区气候为冷干环境特征，风沙盛行；38.15～36.4114CkaB.P.(949～903cm)气候环境逐步改善，降水量增加，地表过程从风沙盛行转化为湖泊开始发育，并形成额济纳盆地最近一次大面积持续高湖面演化状态；36.41～31.7314CkaB.E(903～780cm)气候暖湿，有效湿度大，湖泊处于高水位阶段；31.73～22.7914CkaB.P.(780～482cm)期间，古湖泊水位有所下降，气候有明显的波动，但仍维持在较高的水位上，湖区环境仍为暖湿气候；22.79～17.3714CkaB.P.(482～304cm)气候开始变干变冷，湖区有效湿度在持续减小，湖泊面积萎缩、水位下降，环境恶化；17.37～14.0014CkaB.P.(304～178cm)，湖泊退出研究点，风沙盛行，但其间存在短暂气候事件，造成暂时性流水沉积；14～414CkaB.P.(178～0cm)湖泊开始再度扩张、水位有所上升，湖水开始变淡，但在晚期(62～0cm)气候又一次发生转变，有效湿度减小，形成干旱气候环境，湖泊开始萎缩、直至消失。湖区成为戈壁—干盐湖相沉积。
(3)通过额济纳古湖小狐山剖面与腾格里沙漠区以及柴达木盆地察尔汗湖贝壳堤剖之间相应时段古湖泊演化记录的对比分析表明，三个不同区域的古湖泊演化十分相似。腾格里沙漠区古湖泊形成于42～20kaB.P.，在35～21kaB.P.期间，气候温和湿润，形成高湖面，在21～18.8kaB.P.这段时期，该区域气后开始恶化，湖泊缩小，到18kaB.P.前后湖泊退出研究区；察尔汗贝壳堤剖面揭示古湖泊在39.5～35.2kaB.P.出现高湖面后，气候发生变化使湖水开始咸化，直到33.2～27.4kaB.P.气候好转，湖泊演化到最鼎盛期，之后气候恶化，湖泊退缩，在17.1kaB.P.湖泊因气候巨变而快速蒸发直至消失：在独立年代学研究结果可以看出，额济纳古湖的存在、演化及消亡与腾格里沙漠区及察尔汗贝壳堤剖面是可以对比的，同时，结合青藏高原在该时段存在众多高湖面的地质证据，表明了大区域古湖泊与气候环境变化的同步性。进一步为末次冰期间冰段我国青藏高原与西北地区为温暖湿润的气候环境并出现大湖期研究提供参考资料。