沙漠是地球表层系统的重要组成部分,研究风沙沉积系统对不同气候情景的响应是理解沙漠系统的关键。在我国,年均降水量低于400mm的干旱和半干旱区约占陆地国土面积的40%。而这一地区,超过60万km
2的区域被以流动沙丘为主的沙漠或以半固定沙丘为主的沙地覆盖。然而,沙漠内部缺乏较为连续且高分辨率的古环境载体,制约了对沙漠环境演变的系统认识。风沙沉积序列作为沙漠地区重要甚至是唯一的古环境沉积档案,具有空间分布不均一、时间不连续、对气候响应非线性等特点,使得沙漠沉积地层很难成为全球乃至区域古气候变化的对比标尺。突破将风沙沉积仅仅视为古环境记录载体,以地表过程和沙丘建造机理为主线,在更广视角下和更长尺度上开展沙丘对不同环境、气候因素的响应机制的精细化研究迫切而必要。
通过对我国最大的流动沙漠塔克拉玛干和东部沙地呼伦贝尔的风沙沉积序列及年代学的初步研究,发现气候变化背景下沙漠地区的沉积记录响应具有各自特点。塔克拉玛干沙漠腹地的多处河流-湖泊(及静水)-风沙沉积记录证实了该沙漠曾存在多次湿润时期。这些沉积序列及其年代指示了在气候由冷变暖的转折时期,塔里木盆地周围山体冰川融水导致的径流增加能够促使河流抵达沙漠深处并形成湿润景观。呼伦贝尔沙地的风沙-古土壤沉积序列揭示了在气候迅速变暖的末次冰消期,由于冻土消融所释放的有效沙源增加,使得区域风沙显著堆积,同时增强的东亚夏季风降水促进植被生长、沙丘固定,使得该沙地呈现风沙活动和成壤作用共存现象。上述案例研究表明沙漠景观状态和气候系统之间的关系复杂。沙漠景观的高度空间异质性使得这种基于少数沉积剖面的案例研究难以准确刻画沙漠环境演化的大陆或者全球图景,未来需要沙漠研究者通力合作建立具有精确年代学控制的中国北方沙漠沉积地层数据库,借助新兴的大数据思维和方法精确重建沙漠演化的时空格局,共同推动沙漠环境演变研究。
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