黄土高原全新世火历史及其与气候变化和人类活动的关系

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黄土高原位于东亚季风区,生态环境脆弱且敏感,是气候和生态研究的重要区域。同时该区域也是我国文化发源地之一,前人针对该区域历史时期的气候变化和人类活动做了许多工作,并获得了丰厚成果。因此该区域为本文重建野火演变和探讨火与气候环境、人类活动之间的关系提供了理想场所。基于前人的研究成果,本文集成重建了黄土高原地区全新世期间的野火演变过程,并结合气候环境与人类活动替代指标探讨了该地区全新世期间野火对气候变化和人类活动的响应机制。研究前期通过实地考察,选择黄土高原五岔沟(WCG)黄土-土壤剖面进行土样采集,并对其进行磁化率和炭屑测定;同时利用数字化软件对黄土高原地区现存的炭屑数据进行提取,筛选出19条炭屑记录,加上WCG实测炭屑数据,共计20条炭屑记录。本文获得主要成果如下:(1)利用现有的20条炭屑记录重建了黄土高原地区全新世古火演变历史,并讨论了气候变化和人类活动如何对火产生影响,揭示了黄土高原地区全新世古火演变规律。数据显示,黄土高原地区的火活动在早全新世(11500~8500 yr BP)及中全新世前期(8500~5000 yr BP)均处于相对较低水平,但在早全新世火活动有逐渐下降的趋势,而在中全新世后期(5000~3100 yr BP)和晚全新世(3100~0 yr BP)火活动显著增加。这种变化通常与千年尺度上的水分变化同步。研究表明,全新世中期气候湿度最高,与之对应的火活动处于较低水平。相比之下,晚全新世由于干旱和人类活动的共同影响,火活动在晚全新世达到最大。(2)黄土高原全新世火活动与湿度变化密切相关。全新世早期随着湿度的增加致使燃料的可燃性降低,最终导致黄土高原火活动的长期下降。全新世中晚期以来,气候由湿润转向干燥,黄土高原地区的火活动总体上呈增加趋势。因此,黄土高原火活动的增加与气候湿润度的降低之间的对应关系可以理解为燃料可燃性与干燥度存在正相关关系。(3)5000 yr BP以来,在气候逐渐变干的背景下,随着人类活动的逐渐加强,以及人类生活和生产用火方式的多样化,火活动出现持续增加的态势。(4)晚全新世(3100~0 yr BP)以来,由于人类利用火或者管理火方式不同导致WCG和黄土高原研究区的火活动变化存在差异。
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