广西中西部地区早更新世以来气候演化及其对早期人类活动的影响

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全球变暖已经成为气候变暖的趋势,关于这样的趋势会持续多长时间的问题,无论是科研人员还是普通大众对此都非常关注。通过研究过去气候变化的规律是一种有效的预测未来的途径。第四纪是我们人类出现的时期,对早更新世以来东亚季风变化规律的研究有利于我们更好的理解现今的气候变化以及对未来气候演变趋势的预测。已有大量的研究通过寻找黄土–古土壤等沉积载体中的多种古气候代用指标,进行了第四纪气候变化及古季风演变历史的重建,但这些研究主要集中于中国北方地区。主要是由于中国南方地区沉积载体强烈风化作用,使其气候信息的保存相对困难,从而限制了我们对东亚季风的深入理解。本论文拟选取广西西部地区布兵盆地更新世三个洞穴遗址和中部地区南宁盆地全新世贝丘遗址作为研究对象,分别对布兵盆地早更新世么会洞、中更新世感仙洞和晚更新世陆那洞的进行了粘土矿物、地球化学和生物化合标志物的分析;利用AMS14C测年方法确定全新世贝丘遗址的年龄框架、利用沉积物中粘土矿物、铁矿物、化学主量元素和微量元素、生物化合标志物等作为指示化学风化强度变化,开展多种古气候代用指标的综合对比分析,进而探讨早更新世以来东亚夏季风的变化规律。取得的主要结果及新认识主要如下:(1)早更新世奥杜威时期么会洞经历了炎热—相对寒冷—湿热的三个阶段的气候变化;中更新世贾拉米洛时期感仙洞沉积剖面气候变化经历了两个风化强度由强变弱的循环;晚更新世陆那洞则是经历了由炎热潮湿向相对干冷的气候变化转变的过程。(2)南宁盆地全新世贝丘遗址沉积物中多种古气候代用指标都显示,植被分布随气候变化呈现三个阶段:第Ⅰ阶段(~10482±82 cal yr BP—7902±57 cal yr BP),土壤沉积物代表风化强度的指标CIA、CPA、CIW、PIA,以及易融溶流失元素K、微量元素Rb、Ba和不易融溶流失元素Na、稳定元素Sr含量对比的比值呈增长趋势,指示化学风化作用和成壤作用变强,草本植被占最大比例,水生植被也较为发育;第Ⅱ阶段(7902±57 cal yr BP—3295±80 cal yr BP),水生植被迅速减少而转变为木本植物为主导的植被分布特征,气温下降转为干冷,伊利石和针铁矿相对含量增加,化学风化作用和微生物风化作用减弱;第Ⅲ阶段(3295±80 cal yr BP—952±27 cal yr BP),高岭石和赤铁矿在这样干湿交替的气候中生成,分别在粘土矿物和铁矿物的相对含量中增多。在这样气候多变的环境下,木本植被所占比例较为稳定,水生植物发育茂盛,草本植被与水生植被的生长呈反比。这与东亚季风区其他地质载体(如贵州董哥洞石笋沉积物)高分辨率的研究结果一致,发现全新世石船头沉积剖面很好地记录了2次弱季风事件,说明在轨道尺度上东亚夏季风总体上呈现同步的变化趋势。(3)对比出土化石在剖面中的详细位置,发现禄丰古猿化石(Lufengpithecus)在气候降温时缺失的同时出现了硕豪猪(Hystrix magra)化石。猕猴属(Macaca)和大熊猫小种(Ailuropoda microta)化石基本贯穿于整个沉积剖面,却缺失在以木本植被为主导的地层。可以推断受到植被分布和气候影响变化较大的物种如禄丰古猿在随后的动物演化过程中逐渐灭绝,而现今存在的物种都是适应能力较强的动物种群。(4)从早更新世么会洞发现了直立人化石到晚更新世陆那洞挖掘的智人化石,可以判断布兵盆地的洞穴是最早期古人类生活的主要场所,随后在南宁盆地邕江一带发现了大量全新世贝丘遗址,可以推测广西区域有最初更新世古人类居住场所由洞穴逐渐转变为沿岸而生的过程。通过重建南宁盆地石船头贝丘遗址的气候和植被变化,结合所挖掘出土的石器和动物骨骼,粗略的探讨全新世气候变化对早期人类生存方式的影响。推断早期人类更多的依靠自然界的植物和动物资源,三种获取生活资源的方式(狩猎、渔猎和捕捞)的使用比例也随之改变,说明气候环境是早期人类生活方式的主要影响因素。(5)更新世洞穴遗址和贝丘遗址广西区域动物和早期人类活动方式从更新世的洞穴遗址到全新世贝丘遗址的转变,原因有以下几点:一是洞穴环境所能提供的食物来源有限,相对比河岸周边环境所能提供的资源更为丰富;二是全新世气候整体较更新世气候更为适宜早期人类居住,特别是新仙女木事件结束后迎来了全新世大暖期,对植被分布、动物繁殖也更为有利,从而为早期人类提供了更为丰富的食物来源;三是随着早期人类生活技能的提升,由简单捕杀猎物的石器到相对精细的获取水资源和水产动物的器具,以及掌握了使用火的方法。
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