綜述黃土中陸生蝸牛殼體化石的種屬組合對古氣候研究的應(yīng)用

摘 要：蝸牛是黃土中常見的陸生無脊椎動物，其化石留存在不同年代的黃土地層中，被認(rèn)為是研究黃土古環(huán)境變化的“指示性動物”。自20世紀(jì)90年代中期以來，有許多學(xué)者對蝸牛殼體化石種屬組合與古氣候的關(guān)系進行了多方面的研究和探討，綜述結(jié)果表明，目前的研究存在著諸如研究區(qū)域單一、定量化不強、缺乏現(xiàn)代生態(tài)學(xué)研究等問題。

關(guān)鍵詞：黃土 蝸牛殼體化石 古氣候 綜述

一、引言

蝸牛作為陸生軟體動物，對環(huán)境變化適應(yīng)性差，較為敏感。其保存完好的石灰質(zhì)外殼記錄了大量的古地質(zhì)、古氣候等自然信息。蝸牛是黃土中常見的無脊椎動物，化石保存在不同時代的黃土地層中，是研究氣候變化的良好載體，被認(rèn)為是黃土古環(huán)境變化研究的“指示性動物”[1]。因此本文沿時間序列總結(jié)近十幾年來黃土中蝸牛殼體種屬組合與古氣候相關(guān)的研究新進展，以期對未來的研究提供意見建議。

二、研究背景

關(guān)于黃土中蝸牛種屬組合與古氣候的研究，由上個世紀(jì)80年代研究洛川黃土剖面興起，陳德牛等初步將中、晚更新世以來的蝸牛化石組合劃分為反映較溫濕生物氣候環(huán)境的間齒螺組合和反映干冷生物氣候環(huán)境的華蝸牛組合。劉東生在其專著《黃土與環(huán)境》中建立了第四紀(jì)以來較完整的蝸牛化石種屬組合特征。20世紀(jì)90年代中期以來，黃土中蝸牛殼體化石的研究步入了新階段，從傳統(tǒng)的描述性分析到開展半定量、定量研究，相關(guān)研究也表明蝸牛對氣候環(huán)境變化具有很好的響應(yīng)性，是研究氣候變化良好的替代性指標(biāo)，對定量重建古氣候要素值有極大的推動作用，如溫度、濕度等[2]。

三、研究現(xiàn)狀

（一）長尺度古氣候研究

吳乃琴等（1995）選用對應(yīng)分析法，對陜西省陽郭鎮(zhèn)晚冰期黃土地層中的蝸牛化石進行研究，劃分了代表不同溫濕環(huán)境的3個蝸牛化石組合帶，得出了該時期渭南地區(qū)的氣候變化過程。通過洛川黃土剖面S1以上地層118個樣品的蝸牛化石研究，吳乃琴等（1996）得出110ka以來，洛川古氣候長周期變化的總趨勢為冷干、暖濕交替演變。吳乃琴等（2000）對洛川黃土剖面25萬年以來的陸生蝸牛化石種屬組合的分析表明，東亞夏季風(fēng)對控制陸地生態(tài)演變有顯著的40ka變化周期。伍斌等深入探討了西峰黃土剖面S5古土壤層的蝸牛化石組合，發(fā)現(xiàn)西峰地區(qū)在S5形成時氣候環(huán)境經(jīng)歷了幾次顯著的波動。陳曉云等（2008）研究了黃土高原西峰和洛川黃土剖面末次冰期較高分辨率的蝸牛化石組合，發(fā)現(xiàn)黃土高原在59～29kaB.P.期間氣候變化過程為較溫和濕潤—冷干—溫涼—冷干。Li and Wu （2010 ）對黃土高原西部一個中新世蝸牛化石記錄進行了研究，發(fā)現(xiàn)暖濕種蝸牛個數(shù)的峰值與中一低緯度平均太陽輻射梯度最大值具有良好的對應(yīng)關(guān)系，并且北緯35°太陽輻射最大值，喜暖種和喜濕種個體總數(shù)的譜分析結(jié)果也支撐上述推斷。

（二）短尺度古氣候研究

吳乃琴等對陜西省洛川、長武和渭南3個黃土剖面蝸牛化石的進行采樣，以分析影響氣候不穩(wěn)定性的因素，結(jié)果顯示末次冰期晚期時黃土高原的氣候變化趨勢與東北太平洋Tanner孔有孔蟲含量及GRIP2冰芯δ18O記錄有較好的對照性。吳乃琴等對渭南黃土剖面末次盛冰期地層較高分辨率的蝸牛化石記錄進行了深入分析，研究結(jié)果表明該時期氣候變化的尺度為百年到千年，溫度變化要顯著先于濕度或降水的變化1 000～2 000a，氣候過程為變冷—冷濕—冷干—溫干—溫濕。分析顯示造成這一氣候特征是由于東亞冬、夏季風(fēng)共同作用的影響。

四、結(jié)論

大量的研究結(jié)果表明，黃土高原蝸牛殼體化石蘊含著豐富的古氣候信息，它不僅記錄了第四紀(jì)與新近紀(jì)東亞季風(fēng)長尺度的演變歷史，同時也揭示了短尺度末次冰期、末次盛冰期氣候變化演化過程與溫度、濕度的組合關(guān)系。但目前的研究還存在著不足。首先，對黃土中蝸牛化石殼體的研究集中在渭南、洛川、長武、西峰四個剖面，局限在黃土高原中部地區(qū)，而其他區(qū)域黃土的研究極其缺乏，對蝸牛化石殼體化石的研究應(yīng)拓展到其他不同區(qū)域；其次，在生態(tài)學(xué)方面，我國對現(xiàn)代蝸牛的研究尚處于薄弱階段，這是利用蝸牛生物定量研究過去的氣候環(huán)境參數(shù)的重要環(huán)節(jié)，需要長期大量調(diào)查、觀察和飼養(yǎng)實驗；再次，同樣的蝸牛化石組合在不同地區(qū)代表著不同的氣候環(huán)境意義，因此在解析古環(huán)境時要注意區(qū)域的差異性；綜上所述，黃土中蝸牛殼體化石的古氣候研究還存在著發(fā)展空間，需要國內(nèi)外學(xué)者共同努力，彌補該領(lǐng)域研究不足，豐富古氣候信息提取問題，進一步提高利用蝸牛殼體化石解析古氣候的精確性。

參考文獻：

[1]劉東生. 黃土與環(huán)境[M]. 科學(xué)出版社， 1985.

[2]吳乃琴， 李豐江. 陸生蝸牛化石與中國黃土古環(huán)境研究[C]// 中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2008學(xué)術(shù)論文匯編. 2009：831-840.

[3]裴云鵬， 吳乃琴. 甘肅西峰紅粘土地層中蝸牛化石記錄的古氣候變化周期[J]. 第四紀(jì)研究， 2005， 25（5）：663-663.

[4]吳乃琴， 呂厚遠(yuǎn)， 陳德牛，等. 陜西渭南晚冰期時的環(huán)境與氣候──蝸牛化石的證據(jù)[J]. 第四紀(jì)研究， 1995（2）：139-149.

[5]Li F， Wu N. Pliocene land snail record from western Chinese Loess Plateau and implica-

tions for impacts of the summer insolation gradient between middle and low latitudes on the East Asian summer monsoon[J]. Global & Planetary Change， 2010， 72（1）：73-78.

作者簡介：

范訸嘉（1996—06月—18日） 女，漢族，河南鄭州人，河南大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院，2014級本科生，研究方向：地理科學(xué)。