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浅谈:第四纪气候与我国地貌、地层生物特征及分布

媒体:综合快报  作者:雨欣
发布:碳汇资讯
2018/2/11 9:19:16   

第四纪是指约2.4Ma Bp以来地球发展的最新阶段。按照第四纪生物演变和气候变化,通常把第四纪四个时间尺度不等的时期:早更新世(Q1),中更新世(Q2),晚更新世(Q3),全新世(Q4)。第四纪是自然与人类相互作用的时代,它的过去、现在和未来变化都与人类的生存与发展息息相关。 第四纪期间,全球降温背景下发生多次剧烈的寒暖气候波动。高纬度地区、山区呈现典型的冰期和间冰期交替。中低纬度地区发生干冷和暖湿气候变化。纬度越高,气候变化幅度越大,气候带南北适度迁移。冰期全球气温普遍降低,寒冷气候带扩大,温暖气候带狭窄,喜暖动植物向热带方向、低海拔地区迁移,甚至消亡。间冰期全球气温升高,温带及寒带北(高度)移动,喜暖动植物向极地(高海拔地区)迁移。第四纪沉积物可分为陆相沉积物和海相沉积物。陆相沉积物分布于起伏不平的地表,处于不同气候带,受到各种地质营力影响,故其成因复杂,岩性、岩相、厚度变化大。在海相沉积物中,海洋随深度和地貌条件不同,其动力条件、压力、光照和含氧量均不相同,第四纪诲相沉积物亦有很大区别。根据海洋地貌和动力条件,第四纪海洋沉积可分为:近岸沉积、大陆架沉积和深海沉积。

 

2 第四纪气候变化

青藏高原大面积、大幅度的抬升,是我国新生代以来环境演变中最突出的区域性事件,也是第四纪气候变化的主要原因之一。大高原的迅速隆起,不仅改变了高原本身的自然面貌,还直接控制了季风的形成,从而完全改变了我国自然地带的分布规律和区域分异规律,形成了在冬干寒、夏湿热的水热条件下进行的自然地理过程。

 

2.1第四纪冰川发育概况

第四纪气候以全球眭变冷为最突出的特征,表现为冰川作用的盛衰和气候带的移动,即冰期和间冰期的更替。第四纪冰期鼎盛时,全球大陆有20%到30%的面积为冰川覆盖。此外,冰川还对陆地表面进行塑造,引起全球 每平面的升降以及海陆轮廓的变化,等等。第四纪古气候变迁的主导因素是温度的降低,但气温的下降值与纬度和海拔高度有关。冰期时,高纬地区温度降低最大,中纬地带的气温比现在平均低8—12℃,低纬地区降低最小。在相同纬度地区,大陆陛气候区,气温下降值大,海洋性气候区,下降值小。四纪全球温度并非直线下降,而是波动式的周期性变化,因此,表现为冰期和间冰期的周期性更替。这种变化在第四纪地层及生物化石等方面,都有明显的反映,并反导致了气候带发生多次移动。

2.2第四纪期间的气候状况

我国没有发育大陆冰盖,但山谷冰川和山麓冰川十分发育中国东部的古候。中国东部虽然受季风控制,但由于受全球冰期和间冰期的影响,冬夏季风的位置发生周期性南北移动,多次出现冷暖干湿交替现象。在第四纪期间,我国海陆变迁及边缘海性质发生改变,同时也出现了冬夏季风环流彼此消长与自然带的变迁。印度板块-欧亚板块-太平洋板块之间碰撞,造成青藏高原隆起,地势西高东低,西南高寒荒漠,西北干旱,东部季风气候三大自然区域. 青藏高原的存在,不仅加强了亚洲的季风环流,而且阻挡了源于印度洋的暖湿气流向亚洲内陆的输送,并在高原北侧形成下沉气流,对亚洲内陆干旱化的过程有着极其重要的影响。在夏季,青藏高原就像一个深入到大气层中的火炉,使得高原面上的空气受热上升,同时拉动印度洋的暖湿气流前来补充,由此而带来丰沛的季风降雨;冬季情况正好相反,高原仿佛一个巨大的冷流,将其上方的空气冷却,从高原涌向印度洋,这就导致北方的冷空气频频南下,从而形成强大的冬季风。

 

3 新构造运动

中国新构造运动的主要特征是:西部为隆起东部为沉降,这种地势地貌的差异决定和影响着整个大陆地区的气候植被、动植物群落、和人类的演化与发展。新第三纪及第四纪堆积物大部分分布于现在地形的低洼处,如平原及山间盆地等,而这些地区大部分是新构造的下降地区,新构造运动的特点反映在沉积物的岩相结构上,如平原区河流冲击层中,一个河床相与河漫滩组合,是地壳一段稳定时期的产物。

3.1地貌发育的阶段性

地表形态是复杂多样的,不同的地貌,成因也是不同的。在降雨丰沛的地方,地表作用强烈,故坡上的冲沟,谷地中的河流,河口的三角洲等地貌发达;在石灰岩分布的地区,受地面及地下水的影响可形成奇特而美丽的喀斯特地貌;早少雨的地方,流水作用让位于吹扬作用,地表堆积沙丘,形成大片的沙漠;在高寒的地区,冰川成为地表的主要营力,形成冰川地貌。由于新构造运动的强烈与相对宁静的震荡性交替,从而形成了一系列的多旋回地貌、如多层夷平面、多级洪湖台地、多级河流阶地、多层溶洞等。

3.2第四纪沉积的间断与韵律性

沉积物的韵律性主要表现在粒度和成因类型的有规律更替两个方面。沉积物由下往上粗→细的变化,粗粒沉积反映新构造上升引起地形的切割和起伏增大,细粒沉积则与随之而来的地壳相对宁静阶段地形的夷平阶段一致。我国许多盆地第四纪沉积物具有复式韵律沉积特点,反映了相邻山地的多次上升历史,是研究山地地貌发展重要的相关沉积物。

 

3.3断层的间歇性活动

大量活动断层呈现活动→平静→再活动的历史,是新构造断裂活动的普遍规律。断层活动时常伴有地震。如我国贺兰山东麓山前断裂,全新世以来曾发生过四次快速错动事件,分别发生于211a BP、2630±90a BP、6330±80a BP、8420±170a BP,其平均重复间隔为2706a。

3.4地震和火山

我国历史地震和世界上其他地区的本世纪地震活动都呈现明显的韵律性。自1897-1980年来我国曾出现过四个地震活跃幕,即1897-1912年、1920-1937年、1946-1957年、和1960-1980年。有人认为,1985年新疆乌恰7.4级地震,可能意味着中国大陆已进入第五个地震活跃幕。火山活动的具有多期性,我国东部新生代活动火山自始新世以来,可划分为三期,分别为早第三纪、晚第三纪和第四纪火山活动。其中晚 第三纪是中国东部火山活动的高潮期,第四纪火山活动则是新生代火山活动的尾声阶段。

4第四季气候对地层的影响

地层是一定的地质时期内形成的层状岩石。它记录着第四纪地壳发展过程中各种事件的综合记录。地层形成时是水平的或近于水平的。并且,较老的地层先形成,位于较下部位,较新的地层后形成,覆于较上部位。但是由于第四纪的新构造运动的影响,地层会发生倒转和倾斜。地层的接触关系也会新构造运动和气候的外力作用而改变。 第四纪地层是第四纪地壳发展过程中各种事件的综合记录。中国地域广阔,地貌复杂多样,气候有明显的地带性和新构造运动活跃,使中国第四纪地层的分布、厚度、沉积类型和旋回性受新构造运动的制约和气候的控制。由于中国地貌和气候的纬向和经向变化特点,由此形成了中国第四纪地层的区域性(或地带性)特征。西部强烈上升的气候干燥和干冷区主要以冰川、冰水、洪积、风积和盐湖沉积为主。东部华北半干旱区黄土极为发育,华南则有亚热带红土和受亚热带气候湿热化的红土砾石随处可见,东北河湖沉积普遍,沿海地带不同程度的沉积了第四纪海相地层。 中国第四纪沉积物有海相、陆相、海陆过渡相、构造成因、火山成因和人工堆积六个系列,其中以陆相沉积物分布最广泛,每个系列又包含若干个沉积物成因类型。在不同地质、地理环境中有不同优势沉积物成因组合:平原(山间盆地或断陷谷)沉降区河流、湖泊及沼泽堆积物最为常见;低山丘陵区风化、片流和重力堆积物占优势;上升的剥蚀山地冰川、冰水、洪流、泥石流和重力堆积物常见;沿海和陆架则有过渡相和海相沉积物。我国第四纪火山堆积主要见于东北、西南或断裂带,而东部人工堆积更普遍。 5 第四季气候对生物的影响 第四纪时间短暂,总的来看生物的演化是不明显的,但受气候和环境变化影响,植被的演替和动物的迁移改组极为常见。第四纪是人类及其物质文明的形成发展时期。第四纪生物的演变是不平衡的,哺乳动物变化最大,而植物和海洋生物的变化都小。第四纪植物绝大部分为现生种类,植物区与第三纪,尤其是晚第三纪没有重大差异。但受新第三纪地球气候普遍趋凉和第四纪冰期和间冰期的影响,温带和亚热带植物种群分别多次南北(或沿山地上下)来回摆动,导致植物迁徙过程中种类混合和部分滞留或消亡,落叶阔叶林与耐寒针叶林分布扩大,常绿阔叶林与喜暖针叶林分布不断缩小,草本植物比例增高。中国第四纪植物群就是上述各种作用过程综合作用的结果。 第四纪冰期气候的出现,加速了植物群的分化和演变。草本植物高度繁荣,它们多由木本植物演化而来,生态类型也发生了很大变化,一年一枯一荣,利用种子或根部延续生命。第四纪植物逃避恶劣气候的另一途经,就是大规模迁徙,即随着冰期与间冰期的更替,植物群发生频繁的迁徙。植被带的迁徙有三个方向:一是受纬度方向控制,沿着南北方向迁移,这是全球性的移动;第二是受经度方向的控制,沿东西方向的迁移;第三是受地形高度的控制,在山岳地区植物群做垂直方向运动。在北半球第四纪冰川鼎盛时期,大陆冰盖和永久冻土区的范围扩大,植物带发生显著移动,北方耐干寒的植物向南迁移,喜湿热的植物带向低纬方向压缩。间冰期气候转暖,植被带又向高纬方向移动。全球各个地区由于自然地理环境的不同,植物迁移的距离和方向并非完全一致,迁移过程中也并非所有的属种皆能回到原来的分布区。

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