《CATENA》：Did desertification in China's dunefields intensify or abate during the early little ice age?
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•早晚期小冰期在中国沙丘地带荒漠化减弱。•过去一千年中耕作主导了荒漠化过程。•气候控制了由耕作驱动的荒漠化。引言小冰期（LIA）是指在全新世气候最适期之后出现的一个广泛分布但时空上并不一致变冷区间（Br?nnimann et al., 2019; Li et al., 202
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早晚期小冰期在中国沙丘地带荒漠化减弱。
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过去一千年中耕作主导了荒漠化过程。
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气候控制了由耕作驱动的荒漠化。
引言
小冰期（LIA）是指在全新世气候最适期之后出现的一个广泛分布但时空上并不一致变冷区间（Br?nnimann et al., 2019; Li et al., 2021）。Ge等人（2013）基于综合气候变化研究，将中国的小冰期时间范围定义为公元1300–1900年，涵盖了元代（1271–1368 CE）、明代（1368–1644 CE）和清代（1644–1912 CE）。在现代东亚季风区北部边缘的众多古气候替代记录显示，由于东亚夏季风（EASM）显著减弱，小冰期期间的树木花粉和花粉总量降至过去2000年中的最低水平（Meng et al., 2009; Yang et al., 2017b）。这种气候条件被认为有利于中国沙丘地带的荒漠化加剧（由土地退化引起的沙漠扩张），这些沙丘地带主要包括科尔沁、呼伦贝尔、毛乌素和库布齐（乌兰布和）沙丘地带。这些沙丘地带位于东亚季风区北部边缘和农-牧生态交错带，对人为活动和气候变化高度敏感（Guo et al., 2018a; Yang et al., 2019b）。
中国沙丘地带的历史荒漠化主要通过历史文献或风成地层记录来解读（Zhang, 1991a; Huang et al., 2009）。然而，大多数沙丘地带在早晚期小冰期期间由游牧部落控制，导致这一时期缺乏环境记录。零星存在的文献并非为地理研究而撰写，通常提供的信息不精确，导致研究者之间的解读存在冲突（Huang et al., 2009）。例如，Zhang（1991b）基于历史文献提出，元代和明代科尔沁沙丘地带的荒漠化与之前的金代（1115–1234 CE）相比并未减弱，而Wang（2011）则认为生态环境进入了一个长期的恢复期。
沙丘地带和沙漠中的风成地层以古土壤和风成沙层的交替为特征，后者提供了荒漠化加剧最直接、独立且可靠的证据（Huang et al., 2009）。然而，特定地点的具体地层可能受当地水文和水分条件的强烈影响（Wang et al., 2014），且由于风成沙-古土壤序列的不连续堆积，单个剖面的分辨率相对较低（Li et al., 2019a）。一个区域内风成沙年龄的高频率已被认为可以清楚地指示荒漠化加剧（Li et al., 2019a），但这不能定量反映荒漠化的程度——只能反映荒漠化加剧的存在——因为较年轻的沉积物比年老的具有更小的年龄误差（Li et al., 2019b）。
一个区域内风成沙年龄的低频率可能是由荒漠化减弱或极端加剧的荒漠化（因强烈的风蚀活动和相关的沉积物再加工导致风成沙保存不良）所引起（Leighton et al., 2013; Xu et al., 2015, Xu et al., 2017），因此无法提供关于区域荒漠化的明确信息。近期的研究汇编了中国沙丘地带不同剖面大量风成沙数据集，并计算了它们的累积概率密度函数（PDF）（Li et al., 2019a; Yang et al., 2017a, Yang et al., 2024）。这些研究发现，早晚期小冰期期间中国沙丘地带普遍存在风成沙年龄的低频率，使得这一时期的荒漠化过程不确定，并阻碍了对荒漠化机制的深入了解。
在这里，我们确认了源自32个具有高质量石英光释光（OSL）年代学数据的风成剖面的叠加风成沙积累率（ASAR）提供了中国沙丘地带从1000到1900年CE荒漠化过程的稳健、定量、连续且高分辨率的记录。通过比较过去1000年中的不同时期，我们不仅阐明了早晚期小冰期期间中国沙丘地带的整体荒漠化过程，还阐明了自1000年以来的荒漠化过程。此外，我们使用多元线性回归（MLR）模型探讨了荒漠化过程的决定性驱动力，这对于评估近期和未来半干旱沙漠生态系统的变化至关重要（Lu, 2025）。
累积概率密度函数（PDF）和核密度估计（KDE）仅反映风成沙年龄的频率，无法量化实际的沉积物积累厚度。Thomas和Bailey（2019）提出的积累强度（AI）指数产生无量纲的标准化信号，时间窗口较粗糙（50–100年），并在计算中排除了古土壤年代学数据。相比之下，叠加ASAR在5年分辨率下产生连续的、基于厚度的记录，整合了风成沙和古土壤的OSL年龄以约束完整的地层序列，并保留了各沙丘地带原始沉积物大小差异，使其更适合于定量重建过去一千年中十年级至百年级的荒漠化强度。
章节摘要
研究区
毛乌素（107.33°E–111.50°E, 37.45°N–39.37°N）的大部分以及科尔沁（113.50°E–123.50°E, 42.33°N–44.47°N）、呼伦贝尔（115.75°E–120.00°E, 47.75°N–49.67°N）和乌兰布和（112.37°E–117.95°E, 41.93°N–44.40°N）沙丘地带全部位于中国内蒙古自治区（图1）。目前，这些沙丘地带以半干旱大陆性季风气候为特征（表1），人口稠密且农业活动广泛（Wang, 2011）。降水主要来自
中国沙丘地带的叠加ASAR记录
图4a显示了从1000到1900年CE科尔沁、呼伦贝尔、毛乌素和乌兰布和沙丘地带的四个叠加ASAR记录。由于OSL年龄稀少，未计算1900年CE以来的叠加ASAR，这可能会影响计算精度（图3）。主要发现包括：(1) 这些沙丘地带的叠加ASAR大多在0.1至0.6米/世纪之间，偶尔超过0.8米/世纪；(2) 沙丘地带之间叠加ASAR没有显著变化；(3) 叠加
早晚期小冰期期间中国沙丘地带的荒漠化过程
叠加ASAR记录显示，从1000到1900年CE中国沙丘地带的叠加ASAR与叠加归一化ASAR的变化几乎一致（图4c），表明其在四个沙丘地带间均匀地整合了风成沙积累记录，而不是依赖于单个沙丘地带。此外，各沙丘地带从1000到1900年CE叠加ASAR之间观察到的相似变化表明，用于叠加中国沙丘地带的剖面数和OSL年龄数量是充足的（
结论
本研究利用32个OSL定年剖面的叠加ASAR，并结合沙丘地带范围、沉积物粒径和MLR分析，重建了早晚期小冰期中国沙丘地带的荒漠化过程，并将分析扩展至过去1000年。主要结论如下：
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中国沙丘地带在早晚期小冰期（1300–1540 CE）期间荒漠化减弱，平均ASAR为0.21米/世纪，低于中世纪温暖期（0.34米/世纪）和晚晚期小冰期（0.43米/
CRediT作者贡献声明
Jinchang li：撰写——初稿，资源，资金获取。Yinghui Song：撰写——初稿，方法论，调查研究。Caixia Zhang：方法论，调查研究，资金获取。
利益冲突声明
作者声明不存在任何可能影响本文报告工作的已知竞争性财务利益或个人关系。
Jinchang li|Yinghui Song|Caixia Zhang
