末次冰期黄河下游风尘活动与黄土积累和东亚夏季风降水的耦联

《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》：Coupling of dust activity and loess accumulation with East Asian summer monsoon precipitation along the lower reaches of the Yellow River during the Last Glacial period

　　

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  堆叠的MAR记录重建了末次冰期沿黄河下游的尘埃活动。
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  尘埃积累在湿润的MIS 3达到峰值，并在干旱的MIS 2和MIS 4下降。
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  东亚夏季风降水驱动了河流沉积物供给增强。
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  提出了一种湿润夏季河流/干旱冬季风成周期模型。
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  此处黄土粒度反映的是尘埃供给而非地表风强。

引言

由陆地黄土档案推断的尘埃质量积累速率（Mass Accumulation Rate, MAR）为大气尘埃通量、尘埃沉积强度和古环境变化提供了直接记录（Ono and Naruse, 1997; An et al., 1991; újvári et al., 2010; Albani et al., 2015; Peri? et al., 2019; Yang et al., 2021; Wei et al., 2025）。因此，对MAR的深入研究对于理解冰川-间冰期循环下风成尘埃循环与地球系统之间的紧密关联至关重要（Kang et al., 2015; Yang et al., 2024）。

先前的MAR估算研究以及关于尘埃循环与积累的研究已在中国黄土高原（CLP）、青藏高原和中亚等地开展（Kohfeld and Harrison, 2003; Sun and An, 2005; Kang et al., 2013, Kang et al., 2015; Xu et al., 2018b; Liu et al., 2020; Yang et al., 2021; Zhao et al., 2022b; Kang et al., 2024b; Fan et al., 2024; Wei et al., 2025; Li et al., 2026b; Liu et al., 2026）。相比之下，位于中国黄土分布区东部边缘、并受东亚季风系统强烈影响的山东半岛尚缺乏同类研究（Kong et al., 2021b）。最近，Li等人（2026b）估算了中国东部山东半岛的整体MAR，并证明在轨道时间尺度上，黄土MAR变化主要受控于东亚夏季风（EAWM），而东亚夏季风本身受西伯利亚高压控制，同时还受到陆源和海洋环境变化的调制。然而，单个冰期和间冰期内MAR变化的格局及其驱动机制尚未得到充分阐明。

此外，以往对山东半岛的研究主要聚焦于黄土沉积的年代学、物源特征及其古气候意义。这些研究为单个黄土剖面建立了详细的年代框架和古气候演化历史（Xu et al., 2015; Xu et al., 2018a; Tian et al., 2019; Yi et al., 2022; Zhao et al., 2022a; Zhao et al., 2024），阐明了沉积于黄河下游附近山东中部山前北麓黄土的近源洪泛平原物源（Peng et al., 2016; Li et al., 2017; Wang et al., 2021; Lin et al., 2021; Zhao et al., 2022a），并揭示了海岸黄土积累与海平面波动以及陆架暴露之间的密切关系（Li et al., 2017; Tian et al., 2019; Wang et al., 2021; Lin et al., 2021; Yi et al., 2022; Miao et al., 2022）。然而，在山东中部山前北麓沿黄河下游地区，驱动黄土尘埃积累的机制仍未阐明，其强度变化也未被量化。在末次冰期期间，这一近源供给何时最为丰富？尘埃积累强度如何随时间变化，又受何因素控制？其尘埃积累过程是与黄河中上游黄土高原类似（Kang et al., 2015; Stevens et al., 2016; Xu et al., 2018b; Liu et al., 2020; Zhao et al., 2022b; Kang et al., 2024a, Kang et al., 2024b），还是更类似于海岸黄土积累与海平面变化之间的关系（Tian et al., 2019; Yi et al., 2022; Li et al., 2026b）？这些问题仍需要进一步深入研究。

为解决上述问题，本研究基于山东半岛沿黄河下游黄土沉积日益精细的光释光（OSL）年代学数据集，并结合已在他区成功验证的年龄建模与堆叠归一化方法，旨在构建一条能够反映末次冰期该区域整体尘埃活动的MAR记录。在以往物源与古气候研究的基础上，我们进一步采用尘埃MAR作为更直接的代用指标来研究尘埃积累过程本身，目的是阐明在东亚季风系统强度变化下尘埃积累的内生驱动机制。

章节摘要

研究区与黄土剖面

研究区位于黄河下游附近的黄土积累区，即山东半岛中部山前北麓，代表着中国黄土分布的东部边缘（Liu, 1985）。该地区具有暖温带季风气候特征，年均温约12 °C，年均降水量约600 mm，其中大部分降水发生在夏季（Kong et al., 2021a;

单个剖面MAR的波动趋势与堆叠归一化MAR记录

图2展示了基于Bacon年龄建模结果计算所得质量积累速率（MAR）记录的时间变化。在山东半岛沿黄河下游的各MAR记录中，尽管单个剖面所覆盖的时间跨度不同，但在重叠时段内，各剖面MAR的波动趋势高度一致。总体来看，它们清晰地表明MIS 3期间MAR值较高，MIS 2和MIS 4期间MAR值较低，并且具有明显的

山东半岛沿黄河下游黄土的积累动力学

黄土的形成需要有充足的物源供给、活跃的气动搬运过程以及沉积区有效的尘埃捕获条件（Tsoar and Pye, 1987; Pye, 1995），而较高的MAR值同样受这些前提因素控制（újvári et al., 2010; Kang et al., 2013, Kang et al., 2015; Liu et al., 2021, Liu et al., 2026）。根据传统观点（An et al., 1991; Kohfeld and Harrison, 2003; Sun and An, 2005; Albani et al., 2015），基于这样的认识

结论

本研究整合高分辨率OSL年代学数据、贝叶斯年龄-深度建模（Bacon）以及Z分数标准化方法，构建了覆盖末次冰期、来自山东半岛沿黄河下游黄土剖面的堆叠MAR记录，为该区域尘埃积累趋势提供了稳健表征。主要结论如下：

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  堆叠MAR记录揭示了显著的积累格局，其特征在

CRediT作者贡献声明

Wei Zhang：撰写——审阅与编辑、验证、监督、项目管理、方法学、调查研究、经费获取、概念构思。Zirui Peng：撰写——初稿、可视化、软件、项目管理、方法学、形式分析、概念构思。Yuchun Li：撰写——审阅与编辑、验证、方法学。Sisi Zhang：可视化、方法学、数据整理。Beibei Liu：可视化、方法学。

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本文所报告工作的已知竞争性财务利益关系或个人关系。

致谢

本研究由国家自然科学基金委（NSFC资助编号 41671005 和 42071013）以及辽宁师范大学科研创新团队计划（资助编号 24TD001）共同资助。我们感谢Shugang Kang、Qiuyue Zhao、Shengli Yang、Shixiong Yang和Yougui Song为本研究提供数据支持。

Wei Zhang|Zirui Peng|Yuchun Li|Sisi Zhang|Beibei Liu