【摘要】：黃土高原是中國典型生態(tài)環(huán)境脆弱帶,土壤侵蝕易受氣候變化和人類活動的影響,是目前世界上土壤侵蝕最為嚴(yán)重的地區(qū)。在黃土高原土壤侵蝕研究中,我們有必要了解土壤侵蝕的地質(zhì)背景、演變過程、驅(qū)動機制及其環(huán)境效應(yīng)。全新世(近1萬年)以來,黃土高原氣候、自然植被和人類活動等侵蝕環(huán)境發(fā)生明顯變化,研究該時期侵蝕環(huán)境演變、土壤侵蝕過程及對黃河下游沉積的影響是認(rèn)識歷史時期黃土高原土壤侵蝕與生態(tài)環(huán)境相互作用的關(guān)系的重要基礎(chǔ)。本研究目的在于通過研究黃河中下游侵蝕環(huán)境演化,探討全新世以來(特別是過去2000年),氣候變化和人類活動對黃土高原的土壤侵蝕的作用過程,分析黃河中下游河道變遷及黃河三角洲的相互作用關(guān)系,揭示黃河中下游環(huán)境演變動力學(xué)機制。我們收集了黃河中下游流域的歷史文獻(xiàn)記錄、地質(zhì)地貌證據(jù)、氣象水文觀測站數(shù)據(jù)、遙感衛(wèi)星影像等數(shù)據(jù),重建了全新世以來的氣候、水文、植被、泥沙、三角洲沉積的時間序列及環(huán)境變化基本格局;運用土壤侵蝕模型模擬了過去2000年以來黃土高原歷史特征時期的土壤侵蝕情景;探討了黃河下游河道變遷與三角洲形成的基本過程及黃土高原土壤侵蝕與黃河三角洲的相互作用,并提出黃河中下游河流地貌演化的基本模式。通過以上研究,主要得到了如下的重要結(jié)論:(1)侵蝕環(huán)境演變與土壤侵蝕過程。全新世黃土高原氣候整體受東亞季風(fēng)控制,全新世早期、中期和晚期轉(zhuǎn)化時間為8.5 ka和3.1 ka,表現(xiàn)出冷暖交替的氣候特征,全新世早期-中期-晚期的氣候特征為干冷-濕熱-干冷;黃土高原自然植被演化受氣候變化影響,整體演化特征為擴張-繁盛-萎縮。全新世晚期以來,人類活動對自然環(huán)境影響逐漸強烈。過去1萬年來,季風(fēng)活動逐漸增強,黃土高原最顯著的特點為黃土堆積減緩,古土壤形成增強,進(jìn)入侵蝕強烈期。全新世早期,土壤侵蝕較之前時期增強,但侵蝕強度處于較低水平,平均土壤侵蝕模數(shù)小于10t?ha~(-1)?yr~(-1),屬于微度侵蝕;全新世中期,尤其在氣候最佳期(8.5 ka-5.0 ka),土壤侵蝕強度較之前增強;全新世晚期,黃土高原土壤侵蝕強度急劇增加。近2000年,尤其是唐朝之后,黃土高原侵蝕達(dá)到全新世最強烈時期,東漢、隋唐、明清和現(xiàn)代的土壤侵蝕模數(shù)分別為28、39、43和30t?ha~(-1)?yr~(-1)。全新世晚期之前,黃土高原人口數(shù)量極少,對自然環(huán)境的影響有限,土壤侵蝕為自然過程,主要受氣候變化影響。全新世晚期強烈的土壤侵蝕為氣候波動和人類活動的結(jié)果,人類活動逐漸成為主導(dǎo)因素。(2)黃河中下游侵蝕-沉積相互作用關(guān)系。全新世以來黃河中游土壤侵蝕、下游泥沙輸移和三角洲形成具有相似的階段性變化特征:全新世早期,黃土高原土壤侵蝕強度微弱,輸沙量低,黃河三角洲侵蝕-沉積動態(tài)發(fā)展;全新世中期,土壤侵蝕強度增強,輸沙量增加,三角洲形成速率增加,但相對緩慢;全新世晚期,土壤侵蝕急劇增強,泥沙輸移急劇增強,三角洲形成速率加快。黃河中游土壤侵蝕與下游輸沙、沉積演變受氣候變化和人類活動共同影響。全新世早期,東亞季風(fēng)加強,降雨量增加,黃土高原土壤侵蝕增強,導(dǎo)致輸沙量增大,但該時期,全球海平面上升,三角洲主要為侵蝕狀態(tài);全新世中期,氣候暖濕,植被恢復(fù),侵蝕性降雨量大,土壤侵蝕較之前時期增強,下游沉積及三角洲形成速率增加;全新世晚期,尤其是近2000年來,由人類活動誘發(fā)的強烈土壤侵蝕,導(dǎo)致下游沉積及三角洲形成速率加快。全新世以來,黃河下游沉積對中游土壤侵蝕變化靈敏,主要受控中游土壤侵蝕。全新世晚期之前,侵蝕、泥沙輸移和沉積變化主要受氣候變化影響,全新世晚期,人類活動逐漸成為河流地貌演化的主導(dǎo)因素。
【圖文】：

黃土高原是中國農(nóng)業(yè)文明的發(fā)祥地，在歷史時是期重要的農(nóng)業(yè)地區(qū)，黃河中下游長期是中國的政治文化中心。根據(jù)中國歷史朝代更替，本研究中所指時間范圍與朝代更替一致，，即東漢時期（25 AD-220 AD）、隋唐時期（581 AD-907 AD）和明清時期（1368AD-1911 AD），在上述時期之間朝代更換頻繁。根據(jù)模擬秦漢、隋唐、明清和現(xiàn)代（2000 AD  2010 AD）年平均土壤侵蝕模數(shù)分別為 28、40、43 和 301 1t ha yr 。計算結(jié)果與文獻(xiàn)(He et al. 2004; 景可和陳永宗 1983)中估算接近，模擬結(jié)果可靠。3）空間分析方法本文利于 RUSLE 模型計算黃土高原歷史時期土壤侵蝕�；� Zhang(2002)降雨侵蝕力方法計算歷史時期降雨侵蝕力，利用克里金空間插值法，重建連續(xù)表面降雨侵蝕力，采樣精度為 90 m；利用 ArcGIS 重采樣工具，將土壤、地形、植被和土地利用類型等數(shù)據(jù)重采樣，精度為 90 m。2.4 技術(shù)路線

14 近1 萬年以來特征時期黃土高原土壤侵蝕及其對黃河下游沉積的影響第三章 不同時間尺度黃土高原侵蝕環(huán)境特征3.1 全新世侵蝕環(huán)境演變3.1.1 近 1 萬年來黃土高原侵蝕環(huán)境演變3.1.1.1 全新世以來的氣候變化特征黃河中下游流域氣候受東亞季風(fēng)控制，進(jìn)入全新世后，根據(jù)降雨和氣溫的變化，將全新世劃分為為以下幾個階段（圖 3.1）：（1）全新世早期（10.0 ka - 8.5 ka），該時期氣候干冷，但夏季季風(fēng)逐漸增強，降雨量增加，氣溫升高；（2）全新世中期（8.5 ka -3.1 ka），該時期東亞季風(fēng)強烈，降雨量大、氣溫高，其中 8.5 ka -5.0 ka 為氣候最佳期，降雨量高于目前水平 30%；（3）全新世晚期（3.1 ka - 今），該時期東亞季風(fēng)減弱，氣候急劇惡化，整體為干冷，同時該時期氣候波動強烈。8.5 ka 和 3.1 ka 為整體全新世氣候轉(zhuǎn)換期，但轉(zhuǎn)換時間存在區(qū)域性差異，東南早于西北。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S157

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2605595