徐曉琳, 李志忠, 3 , 靳建輝, 3, 程 延, 于曉莉, 賴海成, 申健玲, 苑秀全

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近2000年來(lái)福建南部海岸沙丘記錄的風(fēng)沙活動(dòng)序列

徐曉琳1, 2, 李志忠1, 2, 3, 靳建輝1, 2, 3, 程 延1, 2, 于曉莉1, 2, 賴海成1, 2, 申健玲1, 2, 苑秀全1, 2

(1. 福建師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院, 福建福州350007; 2. 濕潤(rùn)亞熱帶生態(tài)地理過(guò)程省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 福建福州350007; 3. 福建師范大學(xué)地理研究所, 福建福州350007)

對(duì)福建南部漳浦地區(qū)赤湖海岸沙丘(CH)和大澳海岸沙丘(CDS)近2 000年以來(lái)海岸風(fēng)沙活動(dòng)歷史及其東亞冬季風(fēng)(EAWM)的關(guān)系進(jìn)行研究。在野外沙丘剖面沉積構(gòu)造考察基礎(chǔ)上, 通過(guò)光釋光(OSL)測(cè)年技術(shù)重建研究區(qū)海岸風(fēng)沙活動(dòng)序列。結(jié)果表明: (1)漳浦海岸有近2 000年來(lái)發(fā)育的多期海岸風(fēng)沙沉積, 其中, CH沙丘記錄的風(fēng)沙活動(dòng)期分別為BC100–AD300年、AD500–AD870年、AD1050–AD1380年; CDS沙丘記錄了AD200年左右、AD1040–AD1280年以及AD1410–AD1710年3個(gè)風(fēng)沙活動(dòng)期。(2)研究區(qū)海岸風(fēng)沙活動(dòng)期與我國(guó)東部海岸、東北亞及西北歐海岸風(fēng)沙活動(dòng)期大體一致?？赡芊从沉私? 000年以來(lái)北半球氣候環(huán)境發(fā)生了大范圍的階段性變化, 各個(gè)區(qū)域海岸風(fēng)沙活動(dòng)起止時(shí)間的不同, 反映了各地所處大氣環(huán)流系統(tǒng)位置的分異或是地方性因素的差異。(3)東亞冬季風(fēng)對(duì)福建南部沿海的風(fēng)沙活動(dòng)有明顯影響。一般來(lái)講, EAWM強(qiáng)盛時(shí), 海岸風(fēng)沙沉積比較活躍。雖然在最近2 000年的冷暖期都有海岸風(fēng)沙沉積, 但在暖期僅限于EAWM相對(duì)強(qiáng)盛的時(shí)期。EAWM影響范圍廣闊, 是東亞海岸風(fēng)沙活動(dòng)周期具有準(zhǔn)同時(shí)性的基本驅(qū)動(dòng)因素。此外, 北大西洋濤動(dòng)(NAO)通過(guò)影響EAWM的強(qiáng)度驅(qū)動(dòng)海岸風(fēng)沙活動(dòng)的階段性發(fā)生, 因而對(duì)研究區(qū)海岸沙丘發(fā)育產(chǎn)生間接影響。本文討論近2 000年以來(lái)季風(fēng)區(qū)海岸沙丘演變序列及驅(qū)動(dòng)機(jī)制, 可提取百年尺度上的海岸沉積古環(huán)境信息, 探討東亞冬季風(fēng)演化特征。

海岸沙丘; 光釋光(OSL)測(cè)年; 東亞冬季風(fēng); 福建漳浦

海岸沙丘的發(fā)育受控于沙源供應(yīng)、風(fēng)況特征、海平面變化、植被覆蓋狀況和人類活動(dòng)等因素[1-3]。因此, 在精細(xì)的年代學(xué)研究基礎(chǔ)上, 通過(guò)海岸沙丘演化序列的綜合分析, 可以為重建過(guò)去的海岸風(fēng)沙活動(dòng)歷史, 反演海岸帶古環(huán)境古氣候變化以及人類活動(dòng)等提供十分有價(jià)值的信息。20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的光釋光(Optically-stimulated Luminescence, OSL)測(cè)年技術(shù), 則為確定以石英砂為主的海岸沙丘年代提供了可靠的解決方案[4-5]。

近年來(lái), 國(guó)外學(xué)者對(duì)世界各典型海岸帶的海岸沙丘發(fā)育歷史進(jìn)行了廣泛研究, 并在區(qū)域海岸風(fēng)沙活動(dòng)序列、驅(qū)動(dòng)機(jī)制及環(huán)境演變等方面取得了許多研究成果。Clemmensen等[6]研究了丹麥日德蘭半島西海岸的海岸沙丘發(fā)育的階段性特點(diǎn)及其成因機(jī)制, 發(fā)現(xiàn)BC2200年、BC800年、AD100年、AD1050– AD1200年以及AD1550–AD1650年前后均有海岸沙丘發(fā)育或再活化記錄, 特別是在小冰期(Little Ice Age, LIA), 丹麥海岸有多處海岸風(fēng)沙活動(dòng)的記錄[7-9]。在愛(ài)爾蘭西南部沙嘴上的海岸沙丘測(cè)得的光釋光年齡集中于最近600年以來(lái)[10]。加拿大紐賓士域省Buctouche沙嘴的海岸沙丘釋光年齡范圍為距今(765±45) a~(5±30) a[11]。

在東亞海岸帶, 近年也陸續(xù)發(fā)表了海岸風(fēng)沙活動(dòng)和海岸沙丘發(fā)育重建序列的研究成果。Tamura等[12-13]通過(guò)探地雷達(dá)(Ground-penetrating Radar, GPR)探測(cè)沙丘沉積序列、OSL測(cè)年及多期地形圖相結(jié)合的方法, 探討了日本鳥(niǎo)取海岸沙丘的發(fā)育模式和風(fēng)沙活動(dòng)特征, 研究發(fā)現(xiàn)在過(guò)去1 000年鳥(niǎo)取海岸均有風(fēng)沙活動(dòng)記錄, 但在12–15世紀(jì)存在沉積間斷, 海岸沙丘的發(fā)育過(guò)程主要是受東亞冬季風(fēng)(East Asian Winter Monsoon, EAWM)強(qiáng)弱變化的影響。Yu 等[14]重建得到的韓國(guó)安眠島西海岸的沙丘活動(dòng)序列表明, 在全新世中晚期以來(lái), 研究區(qū)海岸沙丘也有多期發(fā)育特征。遼寧省遼河平原南部的盤(pán)錦海岸沙丘形成于近800年以來(lái), 也表現(xiàn)出多期間斷發(fā)育的特點(diǎn)[15]。福建東部沿海是海岸沙丘測(cè)年工作較集中的區(qū)域。通過(guò)對(duì)福州長(zhǎng)樂(lè)海岸帶東山沙丘進(jìn)行系統(tǒng)分析, 并結(jié)合沙丘中保留的古人類活動(dòng)文化層, 研究發(fā)現(xiàn)在近6 000年以來(lái), 海岸沙丘主要存在5個(gè)沉積期和3個(gè)沉積間斷期[16]。在福建晉江海岸沙丘人類遺址進(jìn)行的研究表明, 近1 000年以來(lái)有AD1050–AD1300年、AD1470–AD1600年及AD1720–AD1950年3期海岸沙丘發(fā)育階段[17]。

福建省地處我國(guó)東南沿海, 在臺(tái)灣海峽西岸各個(gè)入海河口附近海岸分布有較大面積的海岸風(fēng)沙沉積和海岸沙丘。自北而南, 閩江長(zhǎng)樂(lè)入?？诤０?、晉江海岸、九龍江漳浦海岸等地, 都分布有全新世晚期以來(lái)發(fā)育的典型海岸風(fēng)沙和海岸沙丘[18-20]。如前所述, 雖然前人已經(jīng)在中國(guó)東部沿海開(kāi)展了海岸沙丘測(cè)年研究工作, 但總體上OSL測(cè)年樣本數(shù)量不足, 且所作海岸沙丘測(cè)年研究, 主要集中在福建東部沿海。本文選擇臺(tái)灣海峽西岸南部漳浦六鰲半島上發(fā)育的典型海岸沙丘進(jìn)行研究, 在野外剖面綜合考察的基礎(chǔ)上, 通過(guò)OSL測(cè)年手段對(duì)海岸風(fēng)沙沉積進(jìn)行定年, 并對(duì)比臺(tái)灣海峽和東北亞其他海岸風(fēng)沙沉積年代序列, 確定研究區(qū)海岸沙丘發(fā)育的年代學(xué)框架, 基于2 000年來(lái)東亞冬季風(fēng)演變序列探討東亞冬季風(fēng)波動(dòng)與海岸沙丘發(fā)育之間的關(guān)系, 以期從更寬廣的時(shí)空尺度上揭示海岸沙丘所記錄的海岸風(fēng)沙活動(dòng)規(guī)律以及海岸環(huán)境演變歷史。

1 研究區(qū)概況

臺(tái)灣海峽是東亞近海區(qū)冬季風(fēng)風(fēng)力較大的地區(qū)之一(圖1A)。海峽東側(cè)的臺(tái)灣島有高度在2 000 m以上的中央山脈, 對(duì)低層氣流起到了阻擋作用, 使得低層?xùn)|北氣流堆積在山脈東部。這種“擠壓”作用導(dǎo)致氣壓梯度加大, 風(fēng)速加大, 而在臺(tái)灣西南側(cè)則形成低壓地形槽[21]。另外, 海峽西側(cè)福建省的戴云山脈與臺(tái)灣中央山脈近乎平行, 均為NE-SW走向, 加之海峽呈北窄南寬的喇叭形態(tài), 對(duì)南下氣流起著“狹管效應(yīng)”, 進(jìn)一步加大了偏北風(fēng)的風(fēng)速[22]。基于氣候模型模擬的分析表明, 臺(tái)灣島地形對(duì)海峽風(fēng)場(chǎng)的影響主要體現(xiàn)在冬季, 而夏季時(shí)的大風(fēng)主要來(lái)自熱帶氣旋的奉獻(xiàn), 幾乎不受地形影響[23]。另外, 受“狹管效應(yīng)”的影響, 由北向南臺(tái)灣海峽西側(cè)沿海冬季平均風(fēng)速有增加的趨勢(shì)。而且, 冬季主導(dǎo)風(fēng)向由北部NNE方向逐漸轉(zhuǎn)為南部的ENE方向[24]。

A. 研究區(qū)冬季風(fēng)流場(chǎng)[25]; B. 研究區(qū)地理位置; C. 海岸沙丘類型及采樣沙丘剖面位置

A. the modern winter monsoon system in East Asian[25]; B. location of the study area; C. types of coastal dunes of the study area

六鰲半島地處福建省南部漳浦縣東部, 東臨臺(tái)灣海峽(圖1B)。研究區(qū)屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候, 水熱充足。全年平均氣溫21.2℃, 基本無(wú)霜。年平均降水量1 728.9 mm, 但季節(jié)差異大, 夏半年平均降水量達(dá)1 401.7 mm, 占全年降水量的81%(圖2A)。漳浦年均風(fēng)速為6.0 m/s, 1月和7月平均風(fēng)速分別為7.1 m/s以及4.3 m/s(圖2A), 夏季平均風(fēng)速比冬季小。夏季風(fēng)向以SSE-SE向?yàn)橹? 冬季風(fēng)向以NW- NNW向和NNE-ENE向?yàn)橹? 季節(jié)更替明顯(圖2B)[26]。全年最大風(fēng)速的風(fēng)向出現(xiàn)在N向, 其次SSE向、NNE向, 分別有21、20、18 m/s。冬季風(fēng)速較大, 加之冬季降水少, 海岸砂物質(zhì)含水量小, 易被吹揚(yáng)搬運(yùn)。強(qiáng)風(fēng)和干旱期的耦合, 使得冬半年特別是冬季(11–1月)成為漳浦沿海風(fēng)沙活動(dòng)最為強(qiáng)烈的季節(jié), 東北風(fēng)為研究區(qū)風(fēng)沙活動(dòng)的主導(dǎo)風(fēng)向。

研究區(qū)第四系地層主要屬全新統(tǒng), 包括海積層和風(fēng)積層兩大類。海積層由灰黑色淤泥、砂質(zhì)淤泥、黏土及砂組成, 六鰲附近的海積層厚度可達(dá)12.1 m。風(fēng)積層分布在赤湖、六鰲、古雷等地迎風(fēng)海岸帶, 覆蓋在海積層之上[27]。在豐富的海灘沙源、強(qiáng)勁的偏北起沙風(fēng)和海岸帶植物共同作用下, 在六鰲半島東部迎風(fēng)海岸帶廣泛發(fā)育了典型的海岸風(fēng)沙地貌, 主要沙丘類型包括橫向沙脊、風(fēng)影沙丘、拋物線沙丘、新月形沙丘和沙席等(圖1C)。

2 材料與方法

2.1 剖面特征

本文選取漳浦3個(gè)典型海岸沙丘的人工采砂剖面進(jìn)行研究, 自北向南分別是赤湖剖面(CH)、上大澳剖面(SDA)和大澳剖面(CDS)(圖1C)。

A. 各月降水量、最大風(fēng)速和平均風(fēng)速; B. 夏、冬半年風(fēng)向頻率

A. monthly precipitation and wind speed; B. wind frequency in summer and winter

CH剖面位于赤湖鎮(zhèn)赤湖溪北岸(24°6′16.18′′N, 117°53′33.01′′E), 東面距海岸線1.7 km。剖面所在沙丘是赤湖溪北岸河口附近起伏和緩的灌草叢沙壟地和沙席。CH剖面(圖3A)出露厚度約有6 m, 未見(jiàn)底, 出露部分底部海拔10 m。剖面發(fā)育有水平層理和交錯(cuò)層理(圖4A)。埋深1.5~2 m和5.5~5.8 m有明顯的紅化現(xiàn)象, 前者為紅棕色, 與下覆風(fēng)成沙丘層段為明顯的角度不整合接觸, 后者以淡紅棕色為主。剖面其余層段顯灰黃色-灰棕色。

SDA剖面在六鰲半島六鰲鎮(zhèn)上大澳村(23°58′00.63′′N, 117°46′38.03′′E), 東、西面分別距海岸線0.5 km和2.9 km。采樣剖面位于拋物線沙丘的背風(fēng)坡(圖3B), 出露厚度約5 m, 未見(jiàn)底, 出露部分底部海拔17 m。剖面發(fā)育風(fēng)成水平層理, 含多層2~10 cm厚灰黑色弱碳化植物根系層或碎屑細(xì)砂層, 整體顯示為灰黃色-淡灰黃色。毗鄰剖面露頭, 可見(jiàn)傾向SW、SSW方向, 傾角25°~30°的前積層理(圖4B)。

A. 赤湖剖面(CH)上部; B. 上大澳剖面(SDA)上部; C. 大澳剖面(CDS)上部

A. the upper section of profile CH; B. SDA; C. CDS

A. 赤湖剖面(CH); B.上大澳剖面(SDA)

A. photos of CH profile; B. photos of SDA profile

CDS剖面位于六鰲半島六鰲鎮(zhèn)大澳村(23°56′51.11′′N, 117°45′28.51′′E), 東距海岸線1.5 km。大澳村附近分布有6~7條海岸沙丘, 由一系列橫向沙脊、風(fēng)影沙丘、拋物線沙丘組合成東西兩列復(fù)合型海岸沙丘帶, 間有新月形沙丘分布, 整個(gè)沙丘帶呈NE-SW走向。CDS剖面位于第二列沙丘帶自東向西的第三列海岸沙丘(圖3C), 剖面出露厚度約8.5 m, 未見(jiàn)底, 出露部分底部海拔14.5 m。剖面上部整體呈現(xiàn)淡灰棕色-灰黃色, 發(fā)育典型風(fēng)成水平層理和緩傾斜層理, 下部以灰黃色細(xì)砂為主, 由淡灰黃色厚層細(xì)砂和灰黑色薄層粗砂交替構(gòu)成緩斜交錯(cuò)層理。常見(jiàn)不均勻分布或呈不連續(xù)水平分布的薄層黑色植物碳屑層。

總體上看, CH、SDA以及CDS剖面沙丘沉積特征比較相似, 在垂直盛行風(fēng)向的采樣剖面上多見(jiàn)典型風(fēng)成水平層理和緩斜層理, 在毗鄰剖面的露頭可見(jiàn)順風(fēng)向傾角較大的交錯(cuò)層理和前積層理(圖4和5)。這些海岸沙丘砂的粒度組成以0.5 mm以下的中砂細(xì)砂為主, 少量粗砂, 未見(jiàn)礫石。其中, CH、SDA及CDS剖面的平均粒徑(Mz)分別為325, 366, 444 μm, 分選性呈中等水平, 粒度頻率曲線圖均顯示為單峰曲線, 負(fù)偏略多于正偏。因此, 可以判定三處沙丘均為風(fēng)力作用而成的典型海岸風(fēng)成沙丘。目前研究區(qū)海岸沙丘均被以木麻黃為主的人工植被所覆蓋。最近幾十年的文獻(xiàn)中, 記載了漳浦于20世紀(jì)60年代初建立以木麻黃為主、相思樹(shù)為次的海岸防風(fēng)固沙植被帶, 沿赤湖、深土、六鰲至古雷形成一條“綠色長(zhǎng)城”, 20世紀(jì)80年代以來(lái)通過(guò)植樹(shù)造林進(jìn)一步重建。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

2.2.1 野外采樣與樣品前處理

野外在沙丘剖面新鮮刻槽面上, 將30 cm長(zhǎng), 內(nèi)徑6 cm的不銹鋼管垂直砸入槽面, 填滿砂樣后取出鋼管, 迅速用黑色塑料袋和膠帶進(jìn)行密封包裹。按間隔0.5 m或1 m選擇樣品進(jìn)行OSL測(cè)量, 其中, CH剖面12個(gè)樣品, CDS剖面8個(gè)樣品。

OSL樣品的預(yù)處理和測(cè)片制備過(guò)程均在暗室紅光條件(640±10)nm下進(jìn)行。在暗室中打開(kāi)樣品包裝, 去除鋼管兩端可能曝光部分, 保留中心部分供等效劑量(Equivalent Dose, De)測(cè)量。取20 g左右樣品烘干并充分研磨, 供測(cè)定樣品中的U、Th、K含量。

石英相對(duì)長(zhǎng)石更容易曬退, 且不存在長(zhǎng)石的異常衰減問(wèn)題, 因此常規(guī)OSL測(cè)年均是利用樣品中的石英礦物顆粒進(jìn)行[28]。本次實(shí)驗(yàn)提取樣品中的細(xì)顆粒組分(4~11 μm)用于等效劑量測(cè)試。首先取采樣管中部砂樣過(guò)180目篩, 用H2O2和HCL對(duì)篩后樣品進(jìn)行浸泡處理, 以去除樣品中的有機(jī)質(zhì)和碳酸鹽類, 充分反應(yīng)后加入H2SiF6以去除長(zhǎng)石類礦物。終止反應(yīng)后用蒸餾水清洗至中性。利用靜水沉降原理從中性懸濁液中分離出4~11 μm粒組。最后以每個(gè)測(cè)片1 mg的樣品量制好測(cè)片。

2.2.2 年劑量分析

OSL測(cè)年中, 年劑量(Dose Rate, Dr)的計(jì)算需要綜合各種影響因素, 如U、Th、K含量, 樣品含水量及宇宙射線等。U、Th、K含量用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(Inductively-Coupled Plasma Mass Spectrometry, ICP-MS)測(cè)量。宇宙測(cè)線的奉獻(xiàn)根據(jù)Prescott和Hutton[29]給出的宇宙射線劑量率計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。樣品含水量對(duì)射線有一定的吸收作用, 但因?yàn)闇y(cè)試時(shí)樣品已經(jīng)干燥, 所以根據(jù)采樣地點(diǎn)的水文特征和野外實(shí)際情況, 分別對(duì)樣品含水量采用經(jīng)驗(yàn)值5%±1%和8%±1%進(jìn)行估算, 最后按有關(guān)參數(shù)對(duì)環(huán)境劑量率進(jìn)行了修正。

2.2.3 等效劑量測(cè)試

樣品的天然釋光De測(cè)試采用細(xì)顆粒單片再生法(Single Aliquot Regenerative-dose, SAR), 用Daybreak 2200型光釋光儀測(cè)量。測(cè)試石英釋光信號(hào)的藍(lán)光激發(fā)光源波長(zhǎng)為470 nm, 半寬5 nm, 最大功率為60 mW/cm2; 紅外光源波長(zhǎng)880 nm, 半寬10 nm, 最大功率80 mW/cm2, 本次測(cè)量選擇最大功率。預(yù)熱溫度(preheat)為260℃, 10 s; 實(shí)驗(yàn)劑量的預(yù)熱溫度(cut-heat)為220℃, 10 s。測(cè)片的輻照在801E輻照儀中進(jìn)行, 輻照源90Sr-γβ的照射劑量率約為0.103 871 Gy/s。上述OSL測(cè)年實(shí)驗(yàn)在國(guó)土資源部地下水礦泉水及環(huán)境檢測(cè)中心釋光測(cè)年實(shí)驗(yàn)室完成。

OSL測(cè)年的年齡計(jì)算基本原理, 是礦物顆粒累積的De除以Dr, 即累積信號(hào)的速率, 從而得到礦物顆粒自最后一次曝光之后接受周圍環(huán)境輻射的時(shí)間長(zhǎng)度, 也就是埋藏時(shí)長(zhǎng)[30]。因此, 不管是De還是Dr的準(zhǔn)確獲取, 都是保證釋光年齡可靠性的前提。

3 結(jié)果

研究區(qū)CH剖面和CDS剖面OSL測(cè)年樣品的釋光年齡及相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表1。由測(cè)試結(jié)果可知, 本文選擇石英SAR-OSL測(cè)年方法獲取的De分布比較集中, 循環(huán)比率波動(dòng)范圍小于5%。此外, 兩個(gè)剖面OSL年齡的總體分布趨勢(shì)是下老上新, 符合一般地層層序律的規(guī)律, 所以測(cè)試數(shù)據(jù)還是基本可信的。但兩個(gè)剖面均有個(gè)別樣品出現(xiàn)了年齡倒轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。其中, 比較異常的數(shù)據(jù)有CH17和CDS03樣品。CDS03樣品(埋深6.5 m)的Th含量在整個(gè)CDS剖面中是最高的, U的含量也較高。因此, 可能因?yàn)閁、Th的相對(duì)富集使得Dr的計(jì)算結(jié)果比實(shí)際埋藏期間的數(shù)值偏高, 從而導(dǎo)致得到的釋光年齡偏年輕。而CH剖面中, CH17樣品(埋深2.5 m)的年齡也出現(xiàn)異常, 其原因尚需做進(jìn)一步分析。

表1 福建漳浦六鰲半島海岸CH、CDS剖面樣品光釋光測(cè)年結(jié)果

注:(U),(Th)表示U, Th質(zhì)量比;(K)表示K質(zhì)量分?jǐn)?shù)

從測(cè)年結(jié)果分析, CH剖面最底部(埋深6.5 m)年齡為(1.8±0.1) ka BP, 最頂部(埋深1.25 m)年齡為(0.9±0.05) ka BP, 可見(jiàn)赤湖沙丘主要形成于倒數(shù)第二個(gè)千年期間。若剔除CH17樣品的這個(gè)異常數(shù)據(jù), 總體能表現(xiàn)出由底部向上年齡逐漸變小的趨勢(shì)。根據(jù)數(shù)據(jù)相對(duì)集中情況, 可以將年齡分布區(qū)間分為2.0~1.8, 1.4~1.2, 0.9~0.7 ka BP三個(gè)時(shí)段。其中的淡紅棕色層位, 即埋深5.5~5.8 m附近, 其樣品(CH05)釋光年齡為(2.0±0.1) ka BP, 對(duì)應(yīng)羅馬暖期(Roman Warm Period, Roman. W); 埋深1.5~2 m附近的紅棕色層, 其樣品(CH19, CH21)釋光年齡為(0.8±0.08) ka BP, 對(duì)應(yīng)中世紀(jì)暖期(Medieval Warm Period, MWP)。CDS剖面OSL年齡也可以分為3期, 分別為1.8, 0.9~0.8, 0.5~0.3 ka BP, 分別對(duì)應(yīng)Roman. W、MWP和LIA。

根據(jù)歷史文獻(xiàn)分析以及環(huán)境考古研究, 在漢朝時(shí), 漳浦赤湖沙丘所在地接近當(dāng)時(shí)的海岸線位置, 之后海岸線一直向海推進(jìn)(圖6)。宋朝以前岸線前進(jìn)速率較小, 僅有局部岸線前進(jìn), 之后研究區(qū)東北部岸線均發(fā)生大幅向東推進(jìn), 一直到現(xiàn)今岸線所在位置。赤湖沙丘開(kāi)始發(fā)育的時(shí)間正是在漢朝時(shí)。而CH剖面沒(méi)有AD1380年后的釋光數(shù)據(jù), 可能是由于在明朝之后沙丘距岸線較遠(yuǎn), 近岸風(fēng)沙流難以到達(dá)CH剖面所在沙丘區(qū), 因此赤湖沙丘AD1380年之后少有甚至沒(méi)有發(fā)生風(fēng)成沉積。紅化層位及海岸線的變遷歷史也從側(cè)面印證了本研究OSL年齡在總體上是具有一定可信度的。

OSL測(cè)年結(jié)果表明, 大澳海岸沙丘主要是近1 000年以來(lái)發(fā)育的, 這與歷史考證所得到的漢唐以來(lái)六鰲半島南部海岸線總體上穩(wěn)定相一致。最近500年以來(lái)六鰲半島南部迎風(fēng)海岸帶廣泛發(fā)育風(fēng)沙沉積, 可能與小冰期寒冷多風(fēng)的海岸風(fēng)沙環(huán)境有關(guān)。

4 討論

4.1 福建南部海岸沙丘的主要發(fā)育階段

福建南部漳浦海岸沙丘發(fā)育階段集中在近2 000年以來(lái), 呈現(xiàn)出多期發(fā)育的特征。赤湖沙丘較為集中的發(fā)育階段為BC100–AD300年、AD500–AD870年、AD1050–AD1380年, 相當(dāng)于歐洲的Roman. W、黑暗時(shí)期冷期(DA)以及MWP。大澳沙丘的發(fā)育階段可以分為3期, 分別為AD200年左右、AD1040– AD1280年以及AD1410–AD1710年, 并且以后兩期為主。與赤湖沙丘相比, 大澳沙丘的發(fā)育期集中在最近1 000年來(lái), 且海岸沙丘發(fā)育的第三期發(fā)生在LIA。雖然SDA剖面暫未作OSL測(cè)年, 根據(jù)剖面灰白色、極為松散等沉積特征分析, 上大澳沙丘海岸沙丘年齡可能最為年輕, 很可能是在最近500年以來(lái)的小冰期發(fā)育的。已有研究表明, LIA期間氣候總體有冷、干、災(zāi)害頻發(fā)等特征[32-34]。在風(fēng)大沙多的冷干氣候背景下, 裸露的砂質(zhì)海岸帶特別容易發(fā)生風(fēng)沙侵蝕、搬運(yùn)和沉積活動(dòng), 早期的固定半固定海岸沙丘也容易發(fā)生再活化。福建中部長(zhǎng)樂(lè)海岸帶[16]就有光釋光年齡0.8 ka BP~0.2 ka BP的多期海岸風(fēng)沙沉積。福建晉江庵山海岸沙丘[17]的OSL測(cè)年結(jié)果同樣顯示在這一時(shí)期有風(fēng)沙沉積發(fā)育。

從中國(guó)近2 000年冷暖波動(dòng)序列[35]以及中國(guó)東部冬半年溫度距平序列[36](圖7A)可見(jiàn), Roman. W和MWP時(shí)的氣溫總體較高, CH剖面相應(yīng)層位也表現(xiàn)出因氣候溫暖而發(fā)生不同程度的紅化作用現(xiàn)象。且從石筍記錄重建得到的古降水序列[37]中可以發(fā)現(xiàn), BC100年左右我國(guó)南部降水偏少; 福建仙山泥炭記錄[38]顯示, AD1200–AD1300年左右閩北地區(qū)降水量偏少。由此可知, 我國(guó)東部各個(gè)暖期存在降水較少的時(shí)期, 即呈現(xiàn)暖干的氣候特征, 為海岸沙丘砂發(fā)生紅化作用提供了適宜的水熱條件。

4.2 福建南部海岸風(fēng)沙沉積階段與東亞季風(fēng)環(huán)流演化序列

如前所述, 福建漳浦地區(qū)氣候具有冬季冷干, 且風(fēng)力強(qiáng)盛的特點(diǎn)。這樣的氣候環(huán)境為海岸帶風(fēng)沙流的發(fā)生發(fā)展提供了有利的動(dòng)力條件。福建東南海岸分布的岸前沙丘走向多與冬季東北風(fēng)平行。例如, 六鰲半島大澳村附近分布的海岸沙丘帶走向?yàn)镹E-SW, 其中新月形沙丘前積層傾向、拋物線沙丘背風(fēng)坡斜層理傾向均為SW或SSW, 海岸沙丘走向和層理產(chǎn)狀明顯受到區(qū)域東亞冬季風(fēng)(EAWM)的影響。

近2 000年以來(lái)我國(guó)華南東亞冬季風(fēng)變化序列, 以廣東湖光巖瑪珥湖沉積物的鈦含量變化序列[39]為代表。研究表明, 廣東瑪珥湖巖性沉積物來(lái)自北方干旱區(qū)以及周邊地區(qū), 并通過(guò)EAWM輸送到湖泊。因此, 當(dāng)EAWM強(qiáng)盛時(shí), 湖泊中沉積的富鈦和富鐵顆粒就會(huì)增加。從而, 湖泊沉積物中的鈦含量成為指示EAWM強(qiáng)度的有效代用指標(biāo)(圖7B)。當(dāng)湖泊沉積中的鈦含量增多時(shí), 表明此時(shí)的EAWM增強(qiáng), 反之, 則減弱。

從廣東瑪爾湖沉積鈦含量變化序列可見(jiàn), 近2 000年來(lái)EAWM呈現(xiàn)明顯波動(dòng)變化。在AD1400–AD1634年期間EAWM最為強(qiáng)盛, 但其間仍有多個(gè)次級(jí)波動(dòng)變化, 其中AD1500年左右的谷值仍然高于近2 000年來(lái)的平均值。此外, 上述代用指標(biāo)表征的EAWM變化序列與中國(guó)東部冬半年溫度距平序列(圖7A)之間有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系, 即, 當(dāng)冬半年溫度距平值為正時(shí), EAWM為強(qiáng)盛期; 冬半年溫度距平值為負(fù)時(shí), EAWM偏弱。因此, 在年代際尺度上, 東亞冬季氣溫高低與EAWM強(qiáng)弱之間有很好的反相關(guān)關(guān)系。向榮等[40]通過(guò)濟(jì)州島西南泥質(zhì)區(qū)敏感粒度組分重建得到近2 300年來(lái)的冬季風(fēng)序列, 可以劃分為4個(gè)階段: BC278–AD50年和AD500–AD1170年為冬季風(fēng)減弱期; AD50–AD500年和AD1170–AD1731年為冬季風(fēng)增強(qiáng)期, 且季風(fēng)減弱期與氣候暖期相對(duì)應(yīng); 相反, 增強(qiáng)期則與冷期相對(duì)應(yīng)。

A. 中國(guó)東部冬半年溫度距平序列[36]; B. 東亞冬季風(fēng)序列[39]; C. 北大西洋濤動(dòng)指數(shù)序列[47-48]; D. 福建漳浦赤湖海岸沙丘(CH)活動(dòng)序列; E. 福建漳浦大澳海岸沙丘(CDS)活動(dòng)序列; F. 福建長(zhǎng)樂(lè)東山海岸沙丘活動(dòng)序列[16]; G. 福建晉江庵山海岸沙丘活動(dòng)序列[17]; H. 日本鳥(niǎo)取海岸沙丘活動(dòng)序列[12-13]; I. 韓國(guó)安眠島西海岸沙丘活動(dòng)序列[14]; J. 丹麥日德蘭半島西海岸沙丘發(fā)育開(kāi)始時(shí)間序列[6]; 近2 000年冷暖期劃分參照葛全勝等[35]。

A. Winter-half-year temperature in eastern China[36]; B. the intensity of East Asian Winter Monsoon[39]; C. a tree-ring and speleothem-based reconstruction of the NAO[47-48]; D-J: phases of coastal aeolian sand activity from CH dune(D) and CDS dune(E) compared with coast along Dongshan in Fujian, China(F)[16], Jinjiang in Fujian, China(G)[17], Tottori in Japan(H)[12-13], Anmyeon Island in Korea(I)[14], also the onset time of sand accumulation along the west coast of Jutland in Denmark(J)[6]; the dividing of warm/cold periods in the last two millennia after Ge et al.[35]

對(duì)比以上冬季風(fēng)序列和冬半年溫度矩平序列(圖7)可以發(fā)現(xiàn), 研究區(qū)漳州CH沙丘和CDS沙丘風(fēng)沙層OSL年齡比較集中的時(shí)期, 都位于EAWM的峰值時(shí)期, 即CH沙丘(圖7D)和CDS沙丘(圖7E)的活躍發(fā)育階段均落在EAWM較強(qiáng)盛時(shí)期。BC100–AD300年期間, 冬季氣溫呈現(xiàn)冷-暖-冷的波動(dòng), 冬季風(fēng)在這一階段也呈強(qiáng)-弱-強(qiáng)的波動(dòng)。赤湖沙丘和大澳沙丘發(fā)育的第一階段即為這一時(shí)期, 3個(gè)砂樣的OSL年齡均落在冬季氣溫低、冬季風(fēng)強(qiáng)盛的時(shí)段。AD500–AD600年期間EAWM比較強(qiáng)盛, 在這個(gè)時(shí)間段同樣有3個(gè)砂樣的OSL年齡。赤湖沙丘發(fā)育的第三階段以及大澳沙丘發(fā)育的第二階段發(fā)生在MWP期間, 處于暖期冬季風(fēng)較強(qiáng)的時(shí)段。EAWM強(qiáng)度在LIA冷期達(dá)到最高值, 也是大澳沙丘的第三發(fā)育階段, 同時(shí)上大澳一帶海岸風(fēng)成砂廣泛沉積。由上述可知, 近兩千年來(lái)福建南部海岸沙丘發(fā)育的氣候條件, 包括冷期和暖期等不同溫度狀況, 但在暖期時(shí)僅限于在EAWM較強(qiáng)的時(shí)候發(fā)生海岸風(fēng)沙沉積。

EAWM影響范圍遠(yuǎn)不止亞熱帶福建東南沿海地區(qū), 在我國(guó)北方溫帶遼寧盤(pán)錦海岸帶[15]、東北亞韓國(guó)安眠島海岸[14](圖7I)和日本鳥(niǎo)取海岸[12-13](圖7H)等地, 同時(shí)發(fā)生海岸風(fēng)沙沉積。東亞海岸風(fēng)沙沉積序列表現(xiàn)出的一定程度的同時(shí)性, 表明了東亞海岸沙丘的發(fā)育是在影響范圍廣大的EAWM的驅(qū)動(dòng)下發(fā)生發(fā)展的。而各個(gè)地區(qū)海岸沙丘發(fā)育程度和風(fēng)沙沉積序列起止時(shí)間的差異, 可能是地方性因素影響所致。

4.3 中國(guó)東部海岸沙丘發(fā)育階段與北大西洋濤動(dòng)的遙相關(guān)分析

由于中國(guó)地域廣闊, 東西經(jīng)向范圍跨度很大, 中國(guó)東部沿海發(fā)生的氣候變化或突變事件, 不僅與東部亞洲-北太平洋海氣系統(tǒng)相關(guān), 同時(shí)受到中高緯度大氣環(huán)流異常波動(dòng)的影響, 如北大西洋濤動(dòng)(North Atlantic Oscillation, NAO)[41]。NAO是北大西洋地區(qū)大氣系統(tǒng)的顯著模態(tài), 反映了十年際至數(shù)十年際尺度上, 北大西洋上兩個(gè)大氣活動(dòng)中心(冰島低壓和亞速爾高壓)之間的氣壓變化反相位關(guān)系[42]。有研究表明, NAO不僅對(duì)北大西洋海區(qū)和歐洲冬季天氣狀況和氣候變化起主導(dǎo)作用, 甚至對(duì)北美東部地區(qū)以及北非區(qū)域的冬季氣候有明顯的影響[43]。

近年研究發(fā)現(xiàn), 東亞地區(qū)的冬季氣溫也會(huì)受NAO影響[42, 44]。許多學(xué)者探討了NAO影響中國(guó)東部氣候的大氣動(dòng)力學(xué)機(jī)制, 大體上可以總結(jié)為, NAO變化引起的北大西洋環(huán)流系統(tǒng)改變, 可能會(huì)導(dǎo)致西風(fēng)帶槽脊系統(tǒng)發(fā)生變化, 進(jìn)而對(duì)地處歐亞大陸西風(fēng)帶下游的我國(guó)氣候產(chǎn)生影響[45]。有學(xué)者利用全球模式研究指出, 當(dāng)太陽(yáng)輻射值減少時(shí), NAO為負(fù)相位, 導(dǎo)致冬季北半球陸地區(qū)域氣溫下降[46]。Trouet 等[47-48]基于樹(shù)輪和洞穴沉積物重建的NAO指數(shù)曲線(圖7C)顯示, 在MWP暖期時(shí)NAO為正相位; LIA冷期內(nèi)NAO相對(duì)較弱, 且NAO指數(shù)呈正負(fù)波動(dòng)。Ortega等[49]利用48個(gè)代用指標(biāo)(包括冰芯、湖泊沉積物、洞穴沉積物和樹(shù)輪)重建得到最近1 000年的NAO指數(shù)序列, 這個(gè)序列也表現(xiàn)出MWP暖期NAO為正相位, LIA冷期NAO指數(shù)呈正負(fù)波動(dòng)的情形。從圖7中可以發(fā)現(xiàn), MWP暖期時(shí), NAO指數(shù)呈正相位, EAWM減弱; LIA冷期時(shí), NAO呈負(fù)相位, EAWM增強(qiáng)。即北大西洋濤動(dòng)與東亞冬季風(fēng)之間存在明顯的反相位關(guān)系。因此, 研究區(qū)的海岸風(fēng)沙活動(dòng)和沙丘發(fā)育可能間接受到NAO變動(dòng)的影響。但這種反相位的關(guān)系可能僅存在于百年際尺度上。

通過(guò)對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)(圖7), 近2 000年來(lái)福建漳州沿海地區(qū)的海岸沙丘發(fā)育階段與國(guó)外已發(fā)表的海岸沙丘發(fā)育序列, 如日本鳥(niǎo)取海岸沙丘(圖7H)、韓國(guó)安眠島西海岸沙丘(圖7I)以及丹麥日德蘭半島西海岸沙丘(圖7J)有相當(dāng)程度的一致性, 僅在起止時(shí)間上有一定差異。這可能反映了近2 000年以來(lái), 北半球的氣候環(huán)境發(fā)生了大陸尺度甚至半球尺度的大范圍波動(dòng)變化。例如, NAO序列(圖7C)顯示, 在AD1450年左右, 也就是MWP/LIA轉(zhuǎn)換時(shí)期, NAO指數(shù)迅速由正轉(zhuǎn)負(fù), 并進(jìn)入小冰期。在這一轉(zhuǎn)換期冬半年氣溫距平值和冬季風(fēng)分別表現(xiàn)出迅速降低和增強(qiáng)的趨勢(shì)。即, 在MWP末期向LIA過(guò)渡階段, 北半球大氣環(huán)流系統(tǒng)發(fā)生大范圍的變異, 且變異程度比較高。這種區(qū)域氣溫迅速降低、海岸風(fēng)力迅速增強(qiáng)的氣候環(huán)境條件, 促使北半球多處海岸沙丘活化或發(fā)育新的海岸沙丘。

5 結(jié)論

1) 本項(xiàng)研究獲得的海岸風(fēng)沙OSL測(cè)年結(jié)果, 在CH、CDS兩個(gè)剖面均整體上表現(xiàn)出下老上新的一般地層年代順序, 測(cè)年結(jié)果也得到了海岸線變遷歷史考古年代控制等的校驗(yàn)。另外, 研究區(qū)海岸沙丘發(fā)育期和風(fēng)沙活動(dòng)期與國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究結(jié)果之間也有較好的一致性, 表明本文獲得的海岸沙丘的OSL年代學(xué)框架是可信的。其中, 個(gè)別樣品的OSL年齡出現(xiàn)倒轉(zhuǎn), 可能與海岸沙丘發(fā)育的地方性因素有關(guān), 具體原因尚需進(jìn)一步探討。

2) 福建南部海岸保留有近2 000年來(lái)發(fā)育的海岸風(fēng)沙沉積。其中, 赤湖沙丘記錄了BC100–AD300年、AD500–AD870年、AD1050–AD1380年3個(gè)風(fēng)沙活動(dòng)期; 大澳沙丘記錄了AD200年左右、AD1040–AD1280年及AD1410–AD1710年3個(gè)風(fēng)沙活動(dòng)期。大澳沙丘發(fā)育的第三階段出現(xiàn)在LIA, 而赤湖沙丘缺少LIA發(fā)育的風(fēng)沙層, 這可能是因?yàn)槊鞒蟪嗪貐^(qū)的海岸線前進(jìn)速度加快, 赤湖沙丘距海岸線太遠(yuǎn)而無(wú)法獲取近岸砂物質(zhì)所致。研究區(qū)海岸沙丘發(fā)育受到EAWM的影響。EAWM強(qiáng)盛時(shí), 海岸風(fēng)沙活動(dòng)比較活躍。在最近兩千年間的冷暖期都有海岸發(fā)育海岸沙丘, 但在暖期時(shí)僅限于EAWM相對(duì)強(qiáng)盛的時(shí)段。

3) 研究區(qū)海岸沙丘發(fā)育階段與我國(guó)東部沿海其他地區(qū)、東北亞以及西北歐的海岸沙丘發(fā)育階段比較一致, 僅是在發(fā)育階段的起止時(shí)間上有一定差異。表明EAWM影響范圍廣大, 是東亞地區(qū)海岸沙丘發(fā)育階段具有近同時(shí)性的基本驅(qū)動(dòng)力。此外, 在百年際尺度上, NAO與EAWM呈反相位變化, NAO對(duì)東亞冬季風(fēng)氣候系統(tǒng)也有顯著影響。這可能反映了近千年來(lái)北半球的氣候環(huán)境、中高緯環(huán)流系統(tǒng)發(fā)生了大范圍變化, 促使北半球各個(gè)海岸帶沙丘活化或發(fā)育海岸風(fēng)沙沉積。

4) 作者在本項(xiàng)研究中也注意到, 無(wú)論在現(xiàn)代還是歷史時(shí)期, 福建東南沿海的臺(tái)風(fēng)活動(dòng)都十分頻繁, 在每年夏秋季節(jié)常見(jiàn)因臺(tái)風(fēng)過(guò)境引起的大風(fēng)及風(fēng)暴潮侵襲海岸帶。即, 除了在常態(tài)的東亞冬季風(fēng)作用下發(fā)育海岸風(fēng)沙地貌, 臺(tái)風(fēng)引發(fā)的風(fēng)暴作用是對(duì)海岸風(fēng)沙地貌過(guò)程影響較大的突變驅(qū)動(dòng)因子。臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮對(duì)海岸風(fēng)沙地貌過(guò)程的影響機(jī)制, 除了與風(fēng)暴強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間有關(guān)外, 還受到海岸帶小地形、植被狀況等因素的影響, 風(fēng)暴潮引發(fā)的風(fēng)蝕-沉積過(guò)程較為復(fù)雜。因此, 夏秋季節(jié)突發(fā)的風(fēng)暴活動(dòng)對(duì)海岸帶常態(tài)風(fēng)沙沉積序列的影響程度, 是未來(lái)深入探討華南海岸風(fēng)沙活動(dòng)規(guī)律、重建東亞季風(fēng)區(qū)海岸環(huán)境演變歷史的重要內(nèi)容。

[1] Pye K, Neal A. Late Holocene dune formation on the Sefton Coast, northwest England[J]. Geological Society of London, Special Publication, 1993, 72(1): 201-217.

[2] 吳正, 黃山, 胡守真. 華南海岸風(fēng)沙地貌研究[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 1995: 41-47. Wu Zheng, Huang Shan, Hu Shouzhen. Research on the landforms of the wind-drift sand in south China coast[M]. Beijing: Science Press, 1995: 41-47.

[3] 董玉祥. 國(guó)外海岸沙丘形成與演化的研究[J]. 海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì), 2001, 21(2): 93-98. Dong Yuxiang. Research on the formation and evolution of coastal dunes in foreign countries[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2001, 21(2): 93-98.

[4] Yukihara E G, Mckeever S W S. Optically Stimulated Luminescence Fundamentals and Applications[M]. New York: John Wiley & Sons Ltd, 2011: 1-7.

[5] 謝麗, 張振克. 光釋光測(cè)年在海岸風(fēng)沙地貌研究中的新進(jìn)展[J]. 海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì), 2011, 31(1): 93- 100. Xie Li, Zhang Zhenke. Progress in optical stimulated luminescence dating for coastal aeolian geomorphology research: a review[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2011, 31(1): 93-100.

[6] Clemmensen L B, Murray A M, Heinemeier J, et al. The evolution of Holocene Coastal Dunefields, Jutland, Denmark: A record of climate change over the past 5000 years[J]. Geomorphology, 2009, 105(3): 303-313.

[7] Clemmensen L B, Bj?rnsen M, Murray A, et al. Formation of aeolian dunes on Anholt, Denmark since AD1560: A record of deforestation and increased storminess[J]. Sedimentary Geology, 2007, 199(3-4): 171-187.

[8] Clemmensen L B, Glada C, Hansen K W T, et al. Episodes of aeolian sand movement on a large spit system (Skagen Odde, Denmark) and North Atlantic storminess during the Little Ice Age[J]. Bulletin of the Geological Society of Denmark, 2015, 63(1): 16-27.

[9] Aagaard T, Orford J, Murray A S. Environmental controls on coastal dune formation; Skallingen Spit, Denmark[J]. Geomorphology, 2007, 83(1): 29-47.

[10] Wintle A G, Clarke M L, Musson F M, et al. Luminescence dating of recent dunes on Inch Spit, Dingle Bay, southwest Ireland[J]. The Holocene, 1998, 8(1): 331- 339.

[11] Ollerhe A D J, Davidson-Arnott R G D. The evolution of Buctouche Spit, New Brunswick, Canada[J]. Marine Geology , 1995, 124(1-4): 215-236.

[12] Tamura T, Bateman M D, Kodama Y, et al. Building of shore-oblique transverse dune ridges revealed by ground- penetrating radar and optical dating over the last 500 years on Tottori coast, Japan Sea[J]. Geomorphology, 2011, 132(3-4): 153-166.

[13] Tamura T, Kodama Y, Bateman M D, et al. Late Holocene aeolian sedimentation in the Tottori coastal dune field, Japan Sea, affected by the East Asian Winter monsoon[J]. Quaternary International, 2016, 397(2): 147-158.

[14] Yu K B, Brook G A, Rhew H, et al. Episodic coastal dune development in the Taean Peninsula and Anmyeon Island, Korea, during the mid to late Holocene[J]. Journal of Quaternary Science, 2009, 24(8): 982-990.

[15] 王小樂(lè). 盤(pán)錦海岸沙丘發(fā)育過(guò)程與環(huán)境指示意義[D]. 北京: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京), 2014. Wang Xiaole. Coastal dune in Panjin formation process and its environmental response[D]. Beijing: China University of Geosciences (Beijing), 2014.

[16] 靳建輝, 李志忠, 胡凡根, 等. 全新世中晚期福建海岸沙丘記錄的海岸環(huán)境與人類活動(dòng)[J]. 地理學(xué)報(bào), 2015, 70(5): 751-765. Jin Jianhui, Li Zhizhong, Hu Fangen, et al. Mid-Holocene coastal environment and human activities recorded by a coastal dune in Fujian Province, China[J]. Acta Geographica Sinica, 2015, 70(5): 751-765.

[17] 胡凡根, 李志忠, 靳建輝, 等. 基于釋光測(cè)年的福建晉江海岸沙丘粒度記錄的風(fēng)沙活動(dòng)[J]. 地理學(xué)報(bào), 2013, 68(3): 343-356. Hu Fangen, Li Zhizhong, Jin Jianhui, et al. Coastal environment evolution record from Anshan coastal aeolian sand of Jinjiang, Fujian Province, based on the OSL Dating[J]. Acta Geographica Sinica, 2013, 68(3): 343-356.

[18] 陳方, 朱大奎. 閩江口海岸沙丘的形成與演化[J]. 中國(guó)沙漠, 1996, 16(3): 227-233. Chen Fang, Zhu Dakui. Dune formation and evolution along the south coast of Minjiang estuary[J]. Journal of Desert Research, 1996, 16(3): 227-233.

[19] 董玉祥. 中國(guó)海岸風(fēng)沙地貌的類型及其分布規(guī)律[J]. 海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì), 2006, 26(4): 99-104. Dong Yuxiang. The coastal aeolian geomorphic types and their distribution pattern in China[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2006, 26(4): 99-104.

[20] 劉建輝, 蔡鋒, 戚洪帥, 等. 福建沿岸海灘-沙丘系統(tǒng)地貌變化特征及關(guān)系模式[J]. 海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì), 2014, 34(1): 45-56. Liu Jianhui, Cai Feng, Qi Hongshuai, et al. Geomorphologic features of the beach-dune system along Fujian coast[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2014, 34(1): 45-56.

[21] 郭婷婷, 高文洋, 高藝, 等. 臺(tái)灣海峽氣候特點(diǎn)分析[J]. 海洋預(yù)報(bào), 2010, 27(1): 53-58. Guo Tingting, Gao Wenyang, Gao Yi, et al. The analysis of climate characteristics of the Taiwan Strait[J]. Marine Forecasts, 2010, 27(1): 53-58.

[22] 伍伯瑜. 臺(tái)灣海峽的氣候特征[J]. 臺(tái)灣海峽, 1982, 1(2): 14-18. Wu Boyu. Climatic characteristics of the Taiwan Strait[J]. Taiwan Strait, 1982, 1(2): 14-18.

[23] 徐蜜蜜, 徐海明. 我國(guó)近海大風(fēng)分布特征及成因[J]. 熱帶氣象學(xué)報(bào), 2010, 26(6): 716-723. Xu Mimi, Xu Haiming. The characteristic of strong wind distribution in the coastal area of China and its causes[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2010, 26(6): 716-723.

[24] 鄭禮新, 張少麗, 陳德花, 等. 臺(tái)灣海峽西岸地面風(fēng)氣候變化分析[J]. 臺(tái)灣海峽, 2009, 28(4): 570-576. Zheng Lixin, Zhang Shaoli, Chen Dehua, et al. Analysis on climate change of surface wind on the west coast of Taiwan Strait[J]. Journal of Oceanography In Taiwan Strait, 2009, 28(4): 570-576.

[25] Wang P, Clemens S, Beaufort L, et al. Evolution and variability of the Asian monsoon system: state of the art and outstanding issues[J]. Quaternary Science Reviews, 2005, 24(5-6): 595-629.

[26] 朱偉強(qiáng). 福建省沿海風(fēng)力資源特性分析[J]. 電力勘測(cè)設(shè)計(jì), 2006, 1: 33-36.Zhu Weiqiang. The characteristic analysis of wind power resources in Fujian coast[J]. Electric Power Survey & Design, 2006, 1: 33-36.

[27] 方榮和. 漳浦縣志[M]. 北京: 方志出版社, 1998: 102- 103. Fang Ronghe. Zhangpu County Annals[M]. Beijing: China Local Records Publishing, 1998: 102-103.

[28] Aitken M J. An Introduction to Optical Dating[M]. London: Oxford University Press, 1998.

[29] Prescott J R, Hutton J T, et al. Cosmic ray contributions to dose rates for luminescence and ESR dating: Large depths and long-term time variations[J]. Radiation Measurements, 1994, 23(2-3): 497-500.

[30] 賴忠平, 歐先交. 光釋光測(cè)年基本流程[J]. 地理科學(xué)進(jìn)展, 2013, 32(5): 683-693. Lai Zhongping, Ou Xianjiao. Basic procedures of optically stimulated luminescence (OSL) dating[J]. Progress in Geography, 2013, 32(5): 683-693.

[31] 福建省地方志編纂委員會(huì). 福建省歷史地圖集[M]. 福州: 福建省地圖出版社, 2004: 204-205. Fujian Local Chronicles Compilation Committee. The Historical Atlas of Fujian Province[M]. Fuzhou: Fujian Provincial Map Publishing House, 2004: 204-205.

[32] 竺可禎. 中國(guó)近五千年氣候變遷的初步研究[J]. 考古學(xué)報(bào), 1972, 2(1): 15-38. Zhu Kezhen. A preliminary study on the climatic fluctuations during the last 5 000 years in China[J]. Acta Archeologica Sinica, 1972, 2(1): 15-38.

[33] 王紹武, 葉瑾琳, 龔道溢. 中國(guó)小冰期的氣候[J]. 第四紀(jì)研究, 1998, 18(1): 54-64. Wang Shaowu, Ye Jinlin. Climate in China during the Little Ice Age[J]. Quaternary Sciences, 1998, 18(1): 54-64.

[34] 王紹武, 聞新宇, 羅勇, 等. 近千年中國(guó)溫度序列的建立[J].科學(xué)通報(bào), 2007, 52(8): 958-964. Wang Shaowu, Wen Xinyu, Luoyong, et al. Construction of temperature series for the last thousand years in China[J]. Chinese Science Bulletin, 2007, 52(8): 958-964.

[35] 葛全勝, 劉健, 方修琦, 等. 過(guò)去2 000年冷暖變化的基本特征與主要暖期[J]. 地理學(xué)報(bào), 2013, 68(5): 580-592. Ge Quansheng, Liu Jian, Fang Xiuqi, et al. General characteristics of temperature change and centennial warm periods during the past 2 000 years[J]. Acta Geographica Sinica, 2013, 68(5): 580-592.

[36] 葛全勝, 鄭景云, 方志敏, 等. 過(guò)去2 000 a中國(guó)東部冬半年溫度變化序列重建及初步分析[J]. 地學(xué)前緣, 2002, 9(1): 169-181. Ge Quansheng, Zheng Jingyun, Fang Zhimin, et al. Reconstruction and analysis on the series of winter- half-year temperature changes over the past 2 000 years in eastern China[J]. Earth Science Frontiers, 2002, 9(1): 169-181.

[37] Hu C, Henderson G M, Huang J, et al. Quantification of Holocene Asian monsoon rainfall from spatially separated cave records[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2008, 266(3-4): 221-232.

[38] 雷國(guó)良, 朱蕓, 姜修洋, 等. 福建仙山泥炭距今1 400 a以來(lái)的α-纖維素δ13C記錄及其氣候意義[J]. 地理科學(xué), 2014, 34(8): 1018-1024. Lei Guoliang, Zhu Yun, Jiang Xiuyang, et al. Climate variations over the past 1 400 years inferred from an α-cellulose δ13C record from Xianshan peat in southeast China[J]. Scientia Geographica Sinica, 2014, 34(8): 1018-1024.

[39] Yancheva G, Nowaczyk N R, Mingram J, et al. Influence of the intertropical convergence zone on the East Asian monsoon[J]. Nature, 2007, 455(7123): 74-77.

[40] 向榮, 楊作升, Saito Y, 等. 濟(jì)州島西南泥質(zhì)區(qū)近2300 a來(lái)環(huán)境敏感粒度組分記錄的東亞冬季風(fēng)變化[J]. 中國(guó)科學(xué)D輯: 地球科學(xué), 2006, 36(7): 654-662. Xiang Rong, Yang Zuosheng, Saito Y, et al. Recent 2300 a records of the East Winter Monsoon from the grain-size component in the mud area Southwest off Cheju Islan, ECS[J]. Science in China Series D: Earth Sciences, 2006, 36(7): 654-662.

[41] 譚本馗, 陳文. 中高緯度大氣遙相關(guān)動(dòng)力學(xué)及其對(duì)東亞冬季氣候影響的研究進(jìn)展[J]. 氣象學(xué)報(bào), 2014, 72(5): 908-924. Tan Benkui, Chen Wen. Research progress of atmospheric teleconnection patterns in the middle and high latitude and its influence on the winter climate in East Asia[J]. Acta Meteorologica Sinica, 2014, 72(5): 908-924.

[42] 滿文敏, 周天軍. 外強(qiáng)迫驅(qū)動(dòng)下氣候系統(tǒng)模式模擬的近千年大氣濤動(dòng)[J]. 科學(xué)通報(bào), 2011, 56 (25): 2096- 2106. Man Wenmin, Zhou Tianjun. Forced response of atmospheric oscillations during the last millennium simulated by a climate system model[J]. Chinese Science Bulletin, 2011, 56 (25): 2096-2106.

[43] Mehta V M, Suarez M J, Manganello J V, et al. Oceanic influence on the North Atlantic Oscillation and associated Northern Hemisphere climate variations: 1959-1993[J]. Geophysical Research Letters, 2000, 27(1): 121-124.

[44] 丁一匯, 柳艷菊, 梁蘇潔, 等. 東亞冬季風(fēng)的年代際變化及其與全球氣候變化的可能聯(lián)系[J]. 氣象學(xué)報(bào), 2014, 72(5): 835-852. Ding Yihui, Liu Yanju, Liang Sujie, et al. Interdecadal variability of the East Asian Winter Monsoon and its possible links to global climate change[J]. Acta Meteorologica Sinica, 2014, 72(5): 835-852.

[45] 符淙斌, 曾昭美. 最近530年冬季北大西洋濤動(dòng)指數(shù)與中國(guó)東部夏季旱澇指數(shù)之聯(lián)系[J]. 科學(xué)通報(bào), 2005, 50(14): 1512-1522. Fu Congbin, Zeng Zhaomei. The relationship between winter North Atlantic Osillation index and summer eastern China dryness/wetness index in recent 530 a[J]. Chinese Science Bulletin, 2005, 50(14): 1512-1522.

[46] Shindell D T, Schmidt G A, Mann M E, et al. Solar forcing of regional climate change during the Maunder Minimum[J]. Science, 2001, 294(5549): 2149-2153.

[47] Trouet V, Esper J, Graham N E, et al. Persistent positive North Atlantic Oscillation mode dominated the Medieval Climate Anomaly[J]. Science, 2009, 324(5923): 77-79.

[48] Trouet V, Scourse J D, Raible C C. North Atlantic storminess and Atlantic Meridional Overturning Circulation during the last Millennium: Reconciling contradictory proxy records of NAO variability[J]. Global and Planetary Change, 2012, 84-85(4): 48-55.

[49] Ortega P, Lehner F, Swingedouw D, et al. A model- tested North Atlantic Oscillation reconstruction for the past millennium[J]. Nature, 2015, 523(7558): 72-74.

Episodes of coastal dune development over the last 2000 years on the south coast of Fujian

XU Xiao-lin1, 2, LI Zhi-zhong1, 2, 3, JIN Jian-hui1, 2, 3, CHENG Yan1, 2, YU Xiao-li1, 2, LAI Hai-cheng1, 2, SHEN Jian-ling1, 2, YUAN Xiu-quan1, 2

(1. College of Geographical Sciences, Fujian Normal University, Fuzhou 350007, China; 2. Key Laboratory of Humid Subtropical Eco-geographical Process (Fujian Normal University), Ministry of Education, Fuzhou 350007, China; 3. Institute of Geography, Fujian Normal University, Fuzhou 350007, China)

Nov. 5, 2016

[National Natural Science Foundation of China, No. 41771020, No.41271031, No.41301012; Natural Science Foundation of Fujian province, No.2017J01460; the Graduate Innovation Project of the School of Geographical Sciences of Fujian Normal University]

Extensive dunefields characterize part of the coastal areas in Fujian Province, indicating a history of aeolian activity that goes back thousands of years. In this study, coastal dune profiles (CH and CDS) were investigated in Zhangpu coast, south of the Fujian Province in China. We use optically stimulated luminescence (OSL) dating to reconstruct the coastal aeolian activity sequence of the study area. The results show that: 1) there are multi periods of coastal aeolian sediments developed in the Zhangpu coast in the last two millennia. The CH dune recorded the aeolian sand movement in three phases: between BC100 and AD300, between AD500 and AD870, and between AD1050 and AD1380; whereas the CDS dune recorded the movement around AD200, between AD1040 and AD1280, and between AD1410 and AD1710. 2) The periods of the aeolian sand activity in the study area is roughly consistent with that of the coast of eastern China, northeast Asia, and northwest Europe. It may reflect that a wide range of changes occurred in the Northern Hemisphere in the last two millennia. The reasons their starting and finishing times are different may be the difference of local factors. 3) The East Asian Winter Monsoon (EAWM) plays a significant role for aeolian processes of the southern coastal region of Fujian. Generally, when the EAWM is strong, the coastal aeolian deposits will be more active. Coastal aeolian deposits occurred in both cold and warm periods in the last two thousand years. But in the warm period, it is limited to the time that the EAWM is relatively strong. The EAWM has a large circle of influence, and it is the basic driving factor that the aeolian deposits activity in East Asia exhibits quasi-simultaneity. In addition, the North Atlantic Oscillation (NAO) has an indirect effect on the coastal dune development in the study area by affecting the intensity of the EAWM.

coastal dune; optically stimulated luminescence (OSL) dating; East Asian Winter Monsoon; Zhangpu of Fujian Province

(本文編輯: 劉珊珊)

P736.22

A

1000-3096(2017)06-0079-13

10.11759/hykx20161105001

2016-11-05;

2017-01-06

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41771020, 41271031, 41301012); 福建省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2017J01460); 福建師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院研究生創(chuàng)新基金項(xiàng)目

徐曉琳(1992-), 女, 廣東汕尾人, 碩士研究生, 主要從事風(fēng)沙地貌與環(huán)境演變研究, 電話: 13215987561, E-mail: 986404918@ qq.com; 李志忠, 通信作者, 男, 教授, 博士, 主要從事風(fēng)沙地貌與環(huán)境演變研究, 電話: 13799382329, E-mail: lizz@fjnu.edu.cn