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更新世自然环境-北京导论

时间:2024-08-30 百科知识 版权反馈
【摘要】:可见北京西山和燕山南麓38°N可作为中国东部更新世多年冻土,即冰缘区的南界。在更新世冰缘期间的降水量究竟比现今高还是低?但从冰楔充填物结构变形看,冰缘期的中后期,气候可能较为冷湿,因此稀树草原也可能为冻原环境。

更新世自然环境-北京导论

第四节 更新世的自然环境

一、古温度推算

一般认为,冰楔或砂楔的深度是冰缘气候寒冻程度的标志;冰楔的宽度是冰缘气候寒冻频度的指标。北京西山前桑峪(41°N,115.8°E)和斋堂(39.8°N,115.4°E)马兰黄土及离石黄土中冰楔的深为1.0~1.6m,宽为1.06m。冰楔形成时的温度,若以Pewe(1966)提出的北美阿拉斯加现代活动冰楔南界等温线标志的温度-6~-8℃计算,则前桑峪和斋堂冰楔形成时的温度,将比现今的10℃低16~18℃。但Washburn(1980)认为,-6~8℃作为对比标准太低,而取-5℃作为冰楔形成时的温度上限可能更为合理。我们若以-5℃为准,则前桑峪和斋堂冰楔形成时的温度将比现今低15℃。至于冰缘卷曲和冻融褶曲形成时的温度条件,迄今讨论很少。但有的学者认为,冰缘紊卷(chaotic involutions)和冰核丘(pingos)形成时的温度为-2℃。如北欧荷兰52°~53°N,Weichsel冰期最盛阶段,据冰缘紊卷和冰核丘推算,其温度为-2℃,比现今低15℃,并把它作为多年冻土的南界(Washburn,1979)。假如我们将2℃作为冰缘卷曲和冻融褶曲形成时的温度,那么斋堂和雁翅的冰缘卷曲和冻融褶曲形成时的温度,可能要比现今低12℃。可见北京西山和燕山南麓38°N可作为中国东部更新世多年冻土,即冰缘区的南界。

二、冻土深度推测

斋堂气象站过去10年的观测资料表明,现在斋堂地区10年平均温度为10.1℃,比平原地区低1.4℃。最低温度达-19.5℃,平均冻土深度为0.76m,最大冻土深度达0.95m。假如斋堂地区在更新世冰缘期平均温度下降至-5℃,即比现今低15℃,那么当时地表多年冻土深度将类似目前大兴安岭北部地区,达到20m以上(谢又予,1981)。若冰缘期温度降低为-2℃,则多年冻土深度可能会像目前青藏高原唐古拉山一带一样。达到地表以下3~10m。

三、降水量估价(www.xing528.com)

土层中一定的湿度同一定的温度一样,都是土层冻裂和其他塑性变形时不可缺少的两个先决条件。在更新世冰缘期间的降水量究竟比现今高还是低?斋堂地区过去10年平均年降水量为451.9mm,最大为598.8mm。这些降水量的70%~80%集中在7—9月,冬季降雪,即固体降水是很少的。因此山区土层中往往是夏季土层较湿润,而冬季土层较干燥。在这种气候下,目前根本看不到较大的冻裂现象,更找不到冰楔。在春末夏初解冻季节也仅是局部地形低洼、地下水位较高及土层含水量较大的地区才能看见小规模的冻融、冻胀变形,如路面翻浆现象。据图3.1冰楔充填物结构构造的流性和塑性变形看,在冰缘期时,该土层已发生较大冻裂,解冻季节土层产生较大的融冻变形和融冻泥流,说明当时土层含水量比现今高得多。只有这样,才能使土层处于饱水状态,发生塑性蠕变。由此推论,冰缘期开始时气候比较干寒,而中间和晚期,气候可能比较冷湿,当时降水量也可能大于现在452mm,特别是冬季固体降水,可能要比现今高得多。

四、古植被

前桑峪冰缘期冰楔充填物中孢粉植被与模式口(郭旭东等,1981)和斋堂(严富华等,1986)间冰缘期马兰黄土中的相似,主要亦为蒿属(Artemisia)、藜科(Chenopodiaceae),其次为少量的菊科(compositae)、葎草属(Humulus)、卷柏属(Selaginella)及麻黄属(Ephedra)。木本植物花粉中有松属(Pinus)和个别冷杉属(Abies)。冰楔围岩—黄土中孢粉类型与冰楔充填物中大体相同,主要亦为蒿属、藜科、卷柏属及个别松属。这证明冰缘期和间冰缘期期间植被变化不明显。

总之,从生态环境看,上述植物多数为耐干寒的草本植物,说明当时气候比较干寒,地表植物稀少,冬季多风,自然面貌类似于稀树草原景观。但从冰楔充填物结构变形看,冰缘期的中后期,气候可能较为冷湿,因此稀树草原也可能为冻原环境。

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