东亚季风与河流过程：第四纪晚期黄河上游碎屑物质输送的共同驱动力

《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》：East Asian monsoon and fluvial processes as joint drivers of detrital material transport along the upper Yellow River during the late Quaternary

黄河吉兰泰-贺兰山盆地晚第四纪沉积物源区时空演变及驱动机制研究，通过单颗粒锆石U-Pb测年揭示：约170.41万-74.23万年以黄土高原物质为主（受EASM增强影响），50.24万年后转为戈壁-阿尔泰山源（EAWM强化驱动），并指出风成-水成输运竞争关系，为流域生态治理提供科学依据。

　　黄河流域上游地区的地貌特征和地质过程一直是研究的重点，特别是在探讨河流沉积物来源及其变化时。Jilantai-Hetao盆地作为黄河流域上游侵蚀区与下游沉积区之间的关键过渡带，保存了连续的风-河流相互作用记录。然而，对于晚更新世时期沉积物来源的变化及其驱动机制，仍存在许多未知之处，尤其是风力和河流搬运作用在这一气候敏感时期的相对贡献。本研究通过系统的沉积物来源分析，结合单颗粒碎屑锆石铀铅测年技术，揭示了这一时期Jilantai-Hetao盆地沉积物来源的三个显著阶段。这些发现不仅为理解黄河流域上游的季风-河流-风力相互作用提供了新的视角，也为预测未来流域对气候变化的响应提供了科学依据。

黄河流域上游地区植被稀疏，土壤侵蚀严重，这些问题不仅威胁着区域的生态安全，还对整个流域的可持续发展和生态完整性构成了重大挑战。黄河流域上游区域仅占整个流域面积的约18%，却贡献了约64%的沉积物，使其成为整个流域的主导沉积物“阀门”。更重要的是，该区域位于中国黄土高原（CLP）的上游，同时处于现代东亚冬季季风（EAWM）粉尘走廊内，这一走廊连接了阿拉善沙地与黄土高原。因此，从该区域侵蚀的颗粒可以通过河流搬运或风力传输到达下游地区，这两种搬运方式的相对贡献决定了河流沉积物通量和区域粉尘供应量的变化。随着全球变暖的加剧，制定有效的策略以应对区域地表侵蚀变得尤为重要。这不仅对黄河流域上游地区的生态恢复至关重要，也对下游地区的可持续沉积物通量调控具有重要意义。

尽管对中国黄土高原的沉积物来源研究已经相对成熟，但在晚更新世时期头水区域沉积物来源的变化，尤其是这些变化是否由改变的径流量或风力强度驱动，仍然缺乏定量记录。本研究选择Jilantai-Hetao盆地内的Dengkou次隆起区域，利用单颗粒碎屑锆石铀铅测年技术，对晚更新世时期的冰期与间冰期核心沉积物进行分析。研究的目标是：（1）揭示黄河流域上游地区沉积物来源的变化；（2）阐明东亚冬季季风系统与河流过程对碎屑物质搬运的协同控制机制。这些研究结果不仅为理解流域系统对全球变暖的响应提供了关键证据，也为黄河流域的生态恢复和可持续发展战略提供了重要的科学支持。

Jilantai-Hetao盆地位于黄河流域上游侵蚀区与下游沉积区之间的关键过渡地带，这一地理位置使其成为研究区域沉积物来源与沉积过程的理想自然实验室。该盆地保存了几乎连续的沉积记录，时间跨度覆盖了晚更新世。同时，它处于阿拉善沙地与黄土高原之间的重要风力粉尘传输走廊上，这种独特的地貌设置有助于全面研究沙地沉积物、黄河碎屑物质以及黄土高原的黄土-古土壤序列之间的相互作用。通过分析这些沉积物，研究人员能够更深入地理解风力和河流搬运作用在不同地质时期的变化及其对流域沉积过程的影响。

本研究选取了Jilantai-Hetao盆地内的Dengkou次隆起区域，利用单颗粒碎屑锆石铀铅测年技术，对晚更新世时期的冰期与间冰期核心沉积物进行分析。研究结果表明，该区域的沉积物来源在晚更新世时期经历了显著的变化，特别是在约170.41万年至74.23万年之间，沉积物主要来源于中国黄土高原的西部地区，而该地区的沉积物最初来源于东北部青藏高原（NTP），随后受到增强的东亚夏季季风（EASM）的影响，被重新搬运并最终通过黄河进行输送。这一阶段的沉积物来源变化反映了当时气候条件的变化，以及河流和风力搬运作用的相互作用。

在约50.24万年时，沉积物来源发生了突变，转向了戈壁-阿尔泰山脉（GAMs）地区，此后GAMs来源的物质成为主导。这一变化被认为是由东亚冬季季风（EAWM）的增强所驱动的。在这一时期，风力搬运作用的强度增加，导致更多的粉尘从戈壁-阿尔泰山脉输送到Jilantai-Hetao盆地。此外，研究还发现，在约18.60万年之后，GAMs来源的物质在Jilantai-Hetao盆地占据了主导地位，这可能与邻近沙漠的活跃化和土地利用压力有关。这些发现为理解黄河流域上游地区的沉积物来源变化及其驱动机制提供了重要的证据。

通过这些研究结果，研究人员能够更准确地识别不同地质时期沉积物来源的变化，并探讨这些变化背后的主要驱动因素。例如，在晚更新世时期，气候的变化，特别是季风强度的变化，对沉积物来源的转移起到了关键作用。此外，研究还发现，沉积物来源的变化不仅受到气候因素的影响，还与地形和人类活动密切相关。在这一过程中，风力搬运和河流搬运作用的相互作用是决定沉积物分布和沉积过程的重要因素。

这些研究结果对于理解黄河流域上游地区的沉积物来源变化具有重要意义。首先，它们揭示了不同地质时期沉积物来源的变化模式，为研究区域的沉积过程提供了新的视角。其次，这些结果有助于阐明气候、地形和人类活动对沉积物来源的综合影响，从而为预测未来流域对气候变化的响应提供了科学依据。此外，研究还发现，沉积物来源的变化与区域的生态状况密切相关，特别是在植被覆盖和土壤侵蚀方面。因此，这些发现不仅对理解黄河流域的地质历史具有重要意义，也对制定有效的生态恢复和可持续发展战略提供了重要的科学支持。

在研究过程中，研究人员采用了多种技术手段，包括磁性分离和重液（钠聚钨酸盐）密度分离，以分离出单颗粒碎屑锆石。随后，通过偏光显微镜对这些锆石进行分析，确定其年龄。这些技术手段的应用使得研究人员能够更准确地识别沉积物来源的变化，并揭示其背后的主要驱动因素。此外，研究还发现，不同地质时期沉积物来源的变化可能与不同的气候条件和人类活动有关。例如，在冰期和间冰期交替的时期，季风强度的变化可能影响了风力搬运和河流搬运作用的相对贡献，从而导致沉积物来源的变化。

研究结果表明，Jilantai-Hetao盆地的沉积物来源在晚更新世时期经历了显著的变化，这些变化可能与气候变化、地形变化和人类活动密切相关。通过分析这些变化，研究人员能够更深入地理解黄河流域上游地区的沉积过程，并为预测未来流域对气候变化的响应提供科学依据。此外，这些研究结果还揭示了沉积物来源的变化与区域生态状况之间的关系，为制定有效的生态恢复和可持续发展战略提供了重要的科学支持。

本研究的成果不仅有助于理解黄河流域上游地区的沉积物来源变化，还为研究区域的沉积过程提供了新的视角。通过分析这些变化，研究人员能够更准确地识别风力和河流搬运作用的相对贡献，并探讨这些作用在不同地质时期的变化模式。此外，研究还发现，沉积物来源的变化可能与气候变化、地形变化和人类活动密切相关，这些因素共同作用，决定了沉积物的分布和沉积过程。

总之，本研究通过系统的沉积物来源分析，揭示了黄河流域上游地区在晚更新世时期沉积物来源的变化及其驱动机制。这些发现不仅为理解黄河流域的沉积过程提供了重要的科学依据，也为制定有效的生态恢复和可持续发展战略提供了支持。此外，这些研究结果还揭示了风力和河流搬运作用在不同地质时期的变化模式，为预测未来流域对气候变化的响应提供了科学依据。