貴州黑洞4 750 年以來高分辨率石筍δ13C 記錄

摘 要 【目的】全球變暖背景下，喀斯特地貌廣布的西南地區可能面臨石漠化加劇的風險，對該區域石漠化演變歷史的重建具有重要意義。【方法】通過采自貴州省黔西縣黑洞一支石筍（HD12）的29個230Th年齡和954個δ13C數據，重建了該地區過去4 750年的生態環境演變歷史。【結果與結論】發現在4 322～3 526 a B.P.以及803～82 a B.P.時段存在兩個顯著的δ13C正偏移，說明這兩個時段洞穴上方的生態環境出現了惡化。HD12石筍δ13C記錄在約803 a B.P.的顯著偏正持續了約290 a，其振幅達4.2‰，指示了該區域石漠化的擴張過程。這一時期西南地區多個洞穴石筍δ13C值的一致偏正特征，可能指示了宋末靖康事件（823 a B.P.）后，人口的大量遷入和氣候的干旱化導致了該區域石漠化的擴張。HD12石筍δ13C值在4 322～3 526 a B.P.時期的偏正，振幅達4.9‰，其中4 322～3 977 a B.P.偏正過程對應于北半球4.2 ka事件，而3 777～3 526 a B.P.的偏正對應3.7 ka事件，兩個時期的干旱事件在西南地區的多個石筍與湖泊記錄中均有體現，說明在此期間，亞洲夏季風減弱，降水減少可能引起了該區域植被覆蓋度大幅降低和土壤嚴重退化。

關鍵詞 石筍δ13C；晚全新世；喀斯特石漠化；中國西南地區

第一作者簡介 郜魁，男，1997年出生，博士研究生，全球變化研究，E-mail： 934063640@qq.com

通信作者 姜修洋，男，教授，E-mail： xyjiang@fjnu.edu.cn

中圖分類號 P532 文獻標志碼 A

石漠化是指喀斯特地區地表植被和土壤演變為幾乎沒有植被和土壤的巖石景觀[1]。我國西南地區喀斯特地貌廣布[2]，其低成土率與高滲透性造就了脆弱的生態環境，容易受人類活動以及氣候變遷影響發生石漠化，進而造成更多的地質災害，例如干旱、泥石流、滑坡和地面沉降等[3]。盡管該區域石漠化問題在近幾十年得到了緩解[4]，但在全球變暖的背景下，旱澇交替愈發頻繁，石漠化問題可能再度加劇[3]。因此，了解其演化歷史及其與氣候變化和人類活動的聯系對區域可持續發展具有重要意義。

得益于洞穴石筍具有能夠絕對定年、記錄連續且時間跨度較長等優勢[5]，其中的δ18O和δ13C指標被廣泛用于古氣候和古環境重建[6?7]。相比于δ18O在氣候重建方面的優勢，石筍δ13C對于洞穴上部的生態環境的變化更敏感，但在不同時間尺度上其主控因子不盡相同[8]。在軌道尺度，冰期—間冰期的轉換可能產生極大溫濕差異，石筍δ13C可能響應于C3/C4植被類型的更替[9?10]。在千年尺度上，植被類型發生更替的概率較低，溫度對石筍δ13C的影響似乎更明顯[8，11]。百年—年代際尺度上，在熱帶、亞熱帶季風區，石筍δ13C可能與δ18O同時受控于水熱條件的變化，響應區域季風環流變化引起的植被覆蓋度或生物量變化[6]。近年來，隨著洞穴監測的開展[12?13]，多指標分析方法的引入[7，14]以及對δ13C 信號傳遞過程及其機制的剖析，在氣候條件相對一致的西南地區，其區域內石筍δ13C的一致持續顯著正偏移指示石漠化演化的巨大潛力日益凸顯[15?18]。例如，Kuo et al.[15]通過對比貴州織金洞石筍δ18O和δ13C指出，清朝雍正年間因銅礦開采活動而大規模移民到貴州中西部導致該地區喀斯特石漠化加速。Zhao et al.[16]以及Li et al.[17]分別通過對黔中夜郎洞、廣西豐魚洞石筍δ13C記錄的分析，提出了類似的結論。最近，陳朝軍等[18]通過對比中國西南地區多個洞穴δ13C記錄，指出宋末靖康事件后，人口的大規模南遷以及當時干旱的氣候可能觸發了該區域石漠化的擴張。

上述研究主要討論了歷史時期人類活動對西南地區生態環境的影響，而在晚全新世的其他時段，西南地區類似于石漠化的大規模生態環境演化過程如何尚不明朗，其與氣候變化之間的聯系也有待研究。尤其是4.2 ka事件作為劃分中晚全新世的金釘子[19]，其氣候突變過程被認為波及了整個北半球，且對人類社會造成了深遠的影響[6，20]，被石筍[21]、湖泊沉積[22]以及泥炭[23]等記錄所捕捉。因而，研究該時段氣候變化對生態環境的影響具有重要意義。

貴州省位于中國西南喀斯特地區的中心，喀斯特面積居全國首位，面臨的石漠化問題最為嚴峻，最具代表性。貴州的石漠化面積已達到32 480 km2，占貴州省出露碳酸鹽巖總面積的25.7%[3]。在該區域利用洞穴開展研究有利于厘清石漠化演變歷史及其與氣候和人類活動的聯系。本文選取位于貴州省黔西縣重新鎮黑洞的一根長954 mm的石筍，利用29個230Th 年齡和954 個碳同位素（δ13C）數據，建立了4 750～82 a B.P. 的碳同位素序列，重點討論了803 a B.P.以來西南地區的石漠化擴張過程、4.2 ka和3.7 ka事件期間中國西南地區生態環境演化過程及其與氣候變化的潛在聯系。

1 研究區域、材料及方法

1.1 研究區域概況

黑洞（27°12′ N，106°10′ E）位于貴州省黔西縣東北約35 km的重新鎮（圖1a）。洞穴長約10 km，海拔1 120 m，位于荔波茂蘭保護區董哥洞西北約290km處。洞穴內部溫度約為13.5 ℃，洞穴上覆基巖厚度介于30～50 m，土壤厚度介于10～20 cm，局部基巖裸露[24?25]。洞穴頂部為石漠化環境，部分為農地，目前種植玉米或烤煙，只零星生長了少量灌木和草類（圖1b，c）。研究區域的氣候是典型的亞熱帶季風氣候，受亞洲夏季風的強烈影響，每年80%的降雨量出現在5—10月。距黑洞89 km的貴陽氣象站記錄顯示，該區域年平均降水量為1 176.6 mm，年平均溫度為15.2 ℃。該站77年（公元1945年至2021年）的溫度記錄顯示，該區域冬季和夏季平均溫度分別為2 ℃和22 ℃。

1.2 材料與方法

HD12石筍整體外形呈圓柱狀，長約954 mm，直徑約50 mm（圖2a）。沿生長軸切開并拋光后，其拋光面在自然光下呈淺黃色—乳白色，巖性致密，有少量溶孔。

在石筍拋光面上用直徑為0.5 mm的牙鉆沿著生長軸鉆取29個樣品用于230Th定年，測年工作在臺灣大學高精度質譜與環境變遷實驗室（HISPEC）完成[26]。化學分離步驟和儀器分析方法分別參照Edwards et al.[27]和Cheng et al.[28]。分析儀器為MCICP-MS Neptune，年齡誤差類型為±2 σ[29]。在福建師范大學穩定同位素中心使用直徑為0.5 mm的牙鉆沿著石筍中心生長軸以1 mm為間隔依次鉆取954個碳同位素分析樣品，采用Kiel IV裝置和Finnigan MAT-253型質譜儀聯機測試，數據采用VPDB標準，分析誤差（±2 σ）優于±0.1‰。

2 結果

2.1 230Th 年代

表1列出了HD12石筍的U、Th同位素含量和29個230Th年齡。結果顯示，樣品的238U含量介于（420～898）×10-9 g/g，232Th含量較低，介于（187～4 552）×10-12g/g，測年誤差（±2 σ）均小于51 a，所有年齡在誤差范圍內符合石筍生長層序。通過MOD-AGE軟件[31]，建立了HD12石筍4 750～82 a B.P.時段的年代學標尺（圖2b）。石筍發育階段的生長速率介于0.04～1.37mm/a，平均速率為0.29 mm/a（圖2c）。

2.2 石筍碳同位素記錄

HD12石筍δ13C時間序列如圖3所示。δ13C值介于-11.59‰～ -6.39‰，平均值為-9.10‰，振幅達5.2‰，平均分辨率為5 a。在年代際尺度上，HD12石筍δ13C變化呈現出一系列持續十年至數十年的高頻振蕩旋回。在百年尺度上，δ13C序列在整體略微偏正的趨勢上出現了兩個顯著偏正的時期：（1）4 322～3 526 a B.P.時段，大致對應4.2 ka和3.7 ka事件，δ13C平均值為-8.83‰，從4 322 a B.P.持續偏正到3 725a B.P.達到序列最正值（-6.39‰），然后快速偏負至-10.55‰，振幅達4.9‰，事件在開始和結束均有定年點控制，測年誤差均優于21年；（2）803～82 a B.P.時段，大致對應小冰期和現代暖期以及中世紀暖期的一部分，δ13C平均值為-8.16‰，其偏正過程大約持續了290 a，振幅達4.2‰，相比于事件開始，事件結束的定年控制更好，測年誤差均優于8年。石筍剖面圖顯示在這兩個時期方解石沉積較其他時間段更純潔（圖2a），石筍沉積速率相對較慢（圖2c）。除了這兩個時期石筍δ13C值顯著偏正外，其他幾個偏正事件持續時間較短（lt;100 a）且振幅較小，暫不作進一步討論。

3 討論

3.1 黑洞石筍δ13C 的指示意義

從石筍形成過程看，從地面至洞穴，石筍δ13C在傳輸過程中至少會經歷兩次同位素分餾過程：（1）水—氣同位素交換，土壤CO2溶解于巖溶包氣帶中的水生成碳酸溶液（H2O+CO2→H2CO3）；（2）水—巖同位素分餾，碳酸溶液在裂隙通道與圍巖作用溶解碳酸鈣，直至母液飽和（CaCO3+H2CO3→Ca2++2HCO-3），當母液經滴水通道或裂隙進入洞穴內部與空氣接觸，滴水CO2脫氣外溢使溶液處于過飽和狀態，并在石筍表層產生碳酸鈣沉淀。整個過程受控于氣候因素與非氣候因素，包括洞穴上方植被類型（C3/C4）的變化、植被覆蓋度或生物量的變化、土壤CO2產率、大氣CO2濃度或源的變化、巖溶表層帶方解石的先期沉積（PCP）、滴水速率以及CO2的脫氣等都會對石筍δ13C值產生影響[8，12，32]，而這些控制因子均不同程度地受控于區域內洞穴的氣候水文環境[12]。通常，C3植物喜濕冷，C4 植物喜干熱氣候，若洞穴上覆植被為C3 植物（木本植物為主），石筍δ13C值的變化范圍為-14‰～-6‰；若上覆植被為C4植物（禾本植物為主），石筍的δ13C值則在-6‰～2‰變化。濕潤的氣候會促進生物量的增加，從而促進土壤CO2的產生[6]，溫度升高有利于增強土壤有機質分解速率及植物根的呼吸效率，增大土壤pCO2，δ13C值偏負。在氣候干旱期，地表流水、洞穴滲流水以及洞穴滴水都顯著減少，滲流帶溶液易發展為過飽和狀態，CO2脫氣作用增強，從而造成PCP現象，δ13C值偏正[8]。從來源看，大氣CO2、碳酸鹽圍巖和上覆土壤CO2 是石筍中碳的三個主要來源[33?35]，其中大氣CO2的δ13C值在工業革命前相對穩定[36]；碳酸鹽圍巖在封閉洞穴系統中對石筍δ13C影響顯著，干旱（濕潤）條件下由于滲流水流速相對緩慢（迅速），增加（減少）了水—巖相互作用時間，溶解了更多（較少）的基巖，石筍δ13C值偏正（偏負）[34]；而對于大多數半開放式洞穴系統，上覆土壤CO2對石筍δ13C起主導作用，CO2主要來源于植物根呼吸作用和土壤微生物分解作用[10，33]。現代觀測表明，巖溶洞穴上方土壤CO2 對石筍δ13C值影響最大，其貢獻介于60%～95%[8]，因為土壤CO2的碳同位素組成來自土壤以及土壤中生長的植被的碳同位素組成，而降水和溫度變化直接影響地表植被和土壤微生物的新陳代謝，在相對溫和的氣候條件下，更茂盛的植被導致有機物衍生的土壤CO2比例更高，因此δ13C更負[12]。總之，石筍δ13C主要受控于土壤CO2產率以及區域水文條件。

除了自然過程會影響石筍δ13C外，人類活動對洞穴上覆植被—土壤條件的改造也是一個不可忽視的因素，一些研究指出，中國石筍δ13C能夠記錄人類活動導致的植被—土壤退化[16?18]。例如，譚亮成等[7]通過山東省黃巢洞的石筍多指標分析指出自15世紀開始，當地山區的植被和土壤受森林采伐和土地墾殖活動的影響不斷增強，在16—18世紀當地的森林被嚴重破壞甚至清除；Zhang et al.[32]發現中國江西省神農洞的兩根石筍δ13C在公元700年至1100年急劇偏正，提出自唐代“安史之亂”以后，隨著大規模移民到江西北部，當地森林遭受了大規模的持續砍伐；Lu etal.[14]通過中國東南部牛鼻洞石筍碳氧同位素重建了過去120 a的氣候和生態環境演變并指出20世紀50年代末至60年代初該洞石筍δ13C的顯著正偏記錄了“鋼鐵大躍進”；而在喀斯特地貌廣布的西南地區，其區域內石筍δ13C的一致偏正則可能指示了人類活動對洞穴上覆土壤的改造和對森林的砍伐引起的石漠化過程[15?18]。

發生在4 322～3 526 a B.P.和803～82 a B.P.時段的兩個顯著偏正事件，前者對應4.2 ka 和3.7 ka 事件，δ13C以持續緩慢偏正并伴隨高頻振蕩為主要變化特征，伴隨事件的結束又恢復至之前的平均值，反映了當時氣候波動導致的δ13C變化；而后者的偏正過程對應中世紀暖期，其δ13C呈現出快速偏正的突變模式，而后經歷了一定程度的負偏，但仍顯著高于平均氣候態下的δ13C值，可能與當時增強的人類活動有關。綜上，推測HD12石筍δ13C值偏負可能指示了水熱條件較好的濕潤狀態下植被覆蓋度較高、土壤CO2產率相對較高；反之則指示干冷氣候狀態下或人為破壞導致的植被覆蓋度較低、土壤CO2產率較低。

3.2 靖康事件以來西南地區石漠化演化過程

如果基于單一洞穴重建的生態環境演化過程具有區域局限性，那么通過區域內多個洞穴記錄的綜合對比重建大區域石漠化過程則更具科學性，也有助于分析區域內生態環境演化在細節上的差異。將HD12石筍δ13C與重慶芙蓉洞FR0510石筍δ13C[37]（圖4a）和貴州石將軍洞SJJ7、SJJ-300石筍δ13C[18]（圖4b）對比發現，三個洞穴石筍δ13C變化范圍存在一定差異，貴州黑洞方解石石筍和重慶芙蓉洞文石石筍δ13C變化范圍分別為-11.59‰～ -6.39‰ 和-7.2‰～-6.2‰，貴州石將軍洞兩根石筍則分別為-6.1‰～1.1‰和-8.1‰～1.6‰，這可能與區域植被類型、洞穴上部基巖厚度以及石筍礦物相的不同有關。石將軍洞洞頂基巖厚度約100 m，灌叢植被發育[18]；芙蓉洞洞穴頂部蓋層為300～500 m，上方植被茂盛，以喬木和灌木為主[37]；貴州黑洞上方已經出現了石漠化現象（圖1b，c），以農地為主，生長了部分灌木，但其上覆基巖厚度僅10～30 m，因此相比于芙蓉洞和石將軍洞，貴州黑洞相對更薄的洞頂蓋層可能減少了對基巖的溶解，因而其δ13C值整體相對偏負。另外，文石δ13C通常比方解石偏重，芙蓉洞石筍FR0510和石將軍洞石筍SJJ-300為文石石筍，對于SJJ7方解石石筍原文作者也將其進行了校正，因此，三個洞穴石筍的δ13C值的變化范圍的不同可能主要體現了巖溶過程的復雜性和區域環境的差異性，而非單純的植被類型比例的不同。盡管各洞穴石筍δ13C變化范圍不同，但在重疊時段各記錄表現出整體一致的變化特征（圖4），特別是在800 a B.P.左右，三個洞穴石筍δ13C值快速偏正，黑洞與芙蓉洞的δ13C 值分別偏正了4.2‰和4.4‰，石將軍洞兩根石筍的δ13C值則分別偏正了5.9‰和6.5‰。另外，黔中夜郎洞石筍δ13C值在這一時期的偏正幅度達到了8.0‰，接近Heinrich事件和Younger Dryas事件的振幅[38]；廣西響水洞石筍δ13C 偏正幅度遠遠超過了該記錄過去6 000 a 的變化，達7.0‰[39]；重慶的新崖洞石筍δ13C在這一時期的偏正也超過了小冰期的振幅[40]。上述結果說明，在800 a B.P.左右的顯著偏正是西南地區洞穴石筍δ13C的共同特征。

前人研究表明，大規模人為干擾可能破壞植被覆蓋度和土壤蓄水能力，甚至使土壤層變薄引發石漠化而被石筍δ13C所記錄[12，15，18]。重慶新崖洞[40]和廣西盤龍洞[41]石筍δ13C記錄自AD1980石漠化恢復[4]以來逐漸偏輕的過程也反向印證了這一觀點。北宋末年金朝南下攻陷北宋，導致北宋滅亡，史稱靖康事件[42]。此后，隨著中國政治—經濟中心南移，大約500 萬北方移民遷入南方各地，在872～788 a B.P.，中國西南地區成為宋朝人口增長最快的區域之一[43]。最近，陳朝軍等[18]綜合對比西南地區石筍δ13C記錄認為，靖康事件（823 a B.P.）后，人口遷入引起的大規模森林砍伐以及農業生產等土地利用活動的增強，可能與當時干旱的氣候共同導致了西南地區石漠化的擴張，因而該地區石筍δ13C在這一時期普遍偏正。顯然，黑洞HD12石筍δ13C值在803 a B.P.后的快速偏正特征（圖4c），進一步證明了靖康事件（823 a B.P.）后，西南地區人類活動的增強所引起的石漠化是該區域石筍δ13C普遍偏正的主要原因。洞穴上部的耕作情況和大量基巖裸露狀態也證實了該區域存在一定程度的石漠化（圖1b，c）。另外，HD12石筍在該時段生長速率較低（圖2c），暗示著氣候干旱對石筍δ13C值的偏正也可能起著一定的作用。陳朝軍等[18]通過歷史資料、多個地質載體以及多指標記錄的綜合分析指出，受東亞夏季風變化影響，中國西南地區中世紀暖期（1 000～650 a B.P.）氣候偏干；小冰期（650～100 a B.P.）氣候濕潤，這在一定程度上也解釋了在約400 a B.P. 西南地區石筍δ13C普遍偏負的現象，但盡管這一時期的氣候狀態已經好轉，貴州黑洞以及石將軍洞石筍δ13C仍顯著高于平均氣候態下的δ13C均值，說明人類活動的增強對該區域的生態環境造成了不可逆的影響。值得注意的是，靖康事件在不同石筍記錄中的振幅、持續時間上有一定差異。不同的振幅可能歸因于區域生態環境以及洞穴巖溶過程的差異[11]，即石筍δ13C的局地效應[44]。另外，重慶芙蓉洞δ13C記錄幾乎立即響應靖康事件，而貴州石將軍洞與黑洞δ13C記錄似乎表現出約100 a的延遲響應，這說明人類活動強度在時空上的變化可能是這一差異的主要原因[43]。換言之，這一時期的重慶地區可能率先遭受人口南遷帶來的劇烈植被—土壤退化，而后才是更靠南的貴州地區。

3.3 4.2 ka 和3.7 ka 事件期間西南地區的生態環境演化

HD12 石筍δ13C 另一個主要特征是在4 322～3 526 a B.P.時段的顯著偏正，在這一趨勢上疊加了一系列十年—百年尺度的次級振蕩，整個事件振幅達4.9‰，呈現出“緩慢開始，快速結束”的結構特征。其中4 322～3 977 a B.P. 偏正過程對應于北半球4.2 ka事件[20]，而3 777～3 526 a B.P.的偏正對應3.7 ka事件[45]。相比于4.2 ka 事件被普遍認可的全球性，3.7 ka事件的研究較少，但在亞洲季風區也有一些報道。例如，在東亞季風區的北部，韓國南海岸Seomjin河河漫灘沉積物的多指標記錄清晰地記錄了3.7 ka事件，并且展示出與熱帶西太平洋海溫的相關性[45]；印度北部的Sahiya洞石筍記錄了3 850～3 300 a B.P.的干旱事件及其與人類文明演化的相關性[46]。在我國西南地區，多地都記錄到了4.2 ka 干旱事件，而發生在3.7 ka的干旱事件[45]卻在不同記錄中差異顯著甚至在一些記錄中缺失，貴州七星洞QX3石筍δ18O值記錄了發生在4 548～3 715 a B.P. 時段的干旱事件[47]；貴州納朵洞ND3石筍在4.2 ka期間因干旱發生了沉積間斷[48]；貴州野雞坪YJP01泥炭鉆孔鈣含量和燒失量（LOI）在4 300～4 100 a B.P.顯著降低表明期間西南地區降水減少、溫度降低[23]；云南省西北部程海湖的高分辨率花粉和木炭記錄顯示4 670～3 470 a B.P.該區域年平均氣溫下降，降水量減少[22]；青藏高原東南緣越西泥炭記錄的粉塵通量峰值出現在4 500～3 900 a B.P.，表明期間溫度和降水顯著降低[49]。上述記錄以及黑洞HD12石筍δ13C值在4.2～3.7 ka事件期間的偏正表明期間亞洲夏季風顯著減弱，引起區域內一致的干旱，導致了區域環境的持續惡化。

與貴州的荔波董哥洞DA石筍δ13C記錄[50]對比發現，兩個洞穴記錄的干旱事件在起止時間上基本吻合，但與HD12記錄不同的是，董哥洞記錄呈現“快速開始，緩慢結束”的結構特征（圖5a），其記錄的4.2 ka事件的偏正幅度遠大于3.7 ka事件。另外，相對于HD12石筍4.9‰的偏正幅度，董哥洞石筍δ13C偏正幅度僅1.8‰（圖5），且董哥洞石筍δ13C受洞穴上覆C3和C4兩種植被類型共同影響[51]，與以C3植被類型為主的黑洞不同，說明了區域之間洞穴上方生態環境條件的差異性。董哥洞更低的海拔以及相對較好的土壤條件，允許其具有更好的生態環境[52]，進而使得DA石筍δ13C偏正幅度更小；其更厚的洞穴頂部蓋層可能增加了水—巖作用時間，溶解了更多基巖，使得其δ13C整體偏正。因此，盡管兩個洞穴記錄的振幅變化相差較大，但在約4 400～3 500 a B.P.這一時段內顯著偏正是兩者的共有特征，兩個記錄可能共同響應了4.2 ka與3.7 ka事件，此時亞洲夏季風減弱，引起了西南地區土壤和植被的退化[21，50]。而關于兩者不同的響應模式，仍需要進一步研究。

4 結論

利用貴州黑洞HD12石筍29個高精度230Th年齡和954個碳同位素，獲得了平均分辨率為5 a的石筍δ13C數據，通過與其他古氣候重建指標的綜合對比，重建了中國西南喀斯特地區4 750～82 a B.P.的生態環境演變過程。其中，4 322～3 526 a B.P.以及803～82 a B.P.時段存在兩個顯著的δ13C正偏移，兩次事件的持續偏正過程分別發生在4 322～3 725 a B.P.以及803～635 a B.P.。與西南地區多個洞穴石筍δ13C所記錄的一致，黑洞HD12石筍δ13C值在約803 a B.P.后普遍顯著偏正，表明宋末靖康事件后隨著經濟中心南移，人口大量遷入該區域使得這一地區由于土地利用的增強導致植被、土壤的退化，加劇了石漠化的擴張過程。此外，黑洞與同處于西南喀斯特地區的多個洞穴記錄都捕捉到了4.2 ka和3.7 ka事件，說明期間亞洲夏季風減弱、降水減少引起了西南地區植被生態系統的退化。

致謝 感謝云南師范大學地理學部李廷勇研究員、南京師范大學地理科學學院劉殿兵教授在數據收集中提供的大力支持和幫助；感謝臺灣大學沈川洲教授在定年上提供的幫助；感謝審稿專家和編輯部老師對本文提出的建設性修改建議，使此文得以完善。

參考文獻（References）

［1］ Yuan D X. Rock desertification in the subtropical karst of SouthChina[J]. Zeitschrift für Geomorphologie， 1997（108）： 81-90.

［2］ Zeng S B， Jiang Y J， Liu Z H. Assessment of climate impacts onthe karst-related carbon sink in SW China using MPD and GIS[J]. Global and Planetary Change， 2016， 144： 171-181.

［3］ Jiang Z C， Lian Y Q， Qin X Q. Rocky desertification in SouthwestChina： Impacts， causes， and restoration[J]. Earth-ScienceReviews， 2014， 132： 1-12.

［4］ 羅旭玲，王世杰，白曉永，等. 西南喀斯特地區石漠化時空演變過程分析[J]. 生態學報，2021，41（2）：680-693.［Luo Xuling，Wang Shijie， Bai Xiaoyong， et al. Analysis on the spatio-temporalevolution process of rocky desertification in southwest karst area[J]. Acta Ecologica Sinica， 2021， 41（2）： 680-693.］

［5］ 程海，張海偉，趙景耀，等. 中國石筍古氣候研究的回顧與展望[J]. 中國科學（D 輯）：地球科學，2019，49（10）：1565-1589.［Cheng Hai， Zhang Haiwei， Zhao Jingyao， et al. Chinese stalagmitepaleoclimate researches： A review and perspective[J]. ScienceChina （Seri. D）： Earth Sciences， 2019， 49（10）： 1565-1589.］

［6］ Zhang H W， Cheng H， Sinha A， et al. Collapse of the Liangzhuand other Neolithic cultures in the Lower Yangtze region in responseto climate change[J]. Science Advances， 2021， 7（48）： eabi9275.

［7］ 譚亮成，劉文，王甜莉，等. 石筍多指標記錄揭示的山東中部森林采伐歷史[J]. 中國科學（D 輯）：地球科學，2020，50（11）：1643-1654. ［Tan Liangcheng， Liu Wen， Wang Tianli， et al. Amultiple-proxy stalagmite record reveals historical deforestationin central Shandong， northern China[J]. Science China （Seri. D）：Earth Sciences， 2020， 50（11）： 1643-1654.］

［8］ 黃偉，劉殿兵，王璐瑤，等. 洞穴石筍δ13C在古氣候重建研究中的現狀與進展[J]. 地球科學進展，2016，31（9）：968-983.［Huang Wei， Liu Dianbing， Wang Luyao， et al. Research statusand advance in carbon isotope （δ13C） variation from stalagmite[J]. Advances in Earth Science， 2016， 31（9）： 968-983.］

［9］ Dorale J A， Gonzalez L A， Reagan M K， et al. A high-resolutionrecord of Holocene climate change in speleothem calcite fromcold water cave， northeast Iowa[J]. Science， 1992， 258（5088）：1626-1630.

［10］ Dorale J A， Edwards R L， Ito E， et al. Climate and vegetationhistory of the midcontinent from 75 to 25 ka： A speleothem recordfrom Crevice cave， Missouri， USA[J]. Science， 1998， 282（5395）： 1871-1874.

［11］ Genty D， Baker A， Massault M， et al. Dead carbon instalagmites： Carbonate bedrock paleodissolution vs. ageing ofsoil organic matter. Implications for 13C variations in speleothems[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta， 2001， 65（20）：3443-3457.

［12］ Li T Y， Huang C X， Tian L J， et al. Variation of δ13C in plantsoil-cave systems in karst regions with different degrees of rockydesertification in southwest China and implications for paleoenvironmentreconstruction[J]. Journal of Cave and Karst Studies，2018， 80（4）： 212-228.

［13］ Li J Y， Li T Y. Seasonal and annual changes in soil/cave airpCO2 and the δ13CDIC of cave drip water in response to changes intemperature and rainfall[J]. Applied Geochemistry， 2018， 93：94-101.

［14］ Lu J Y， Zhang H W， Li H Y， et al. Climatic and anthropogenic influenceon vegetation in southeastern China during the past 120years inferred from speleothem[J]. Quaternary International，2022， 625： 60-65.

［15］ Kuo T S， Liu Z Q， Li H C， et al. Climate and environmentalchanges during the past millennium in central western Guizhou，China as recorded by stalagmite ZJD-21[J]. Journal of AsianEarth Sciences， 2011， 40（6）： 1111-1120.

［16］ Zhao M， Li H C， Liu Z H， et al. Changes in climate and vegetationof central Guizhou in southwest China since the last glacialreflected by stalagmite records from Yelang cave[J]. Journal ofAsian Earth Sciences， 2015， 114： 549-561.

［17］ Li H C， Bar-Matthews M， Chang Y P， et al. High-resolution δ18Oand δ13C records during the past 65 ka from Fengyu cave in Guilin：Variation of monsoonal climates in South China[J]. QuaternaryInternational， 2017， 441： 117-128.

［18］ 陳朝軍，袁道先，程海，等. 人類活動和氣候變化觸發了中國西南石漠化的擴張[J]. 中國科學（D輯）：地球科學，2021，51（11）：1950-1963.［Chen Chaojun， Yuan Daoxian， Cheng Hai， etal. Human activity and climate change triggered the expansionof rocky desertification in the karst areas of southwestern China[J]. Science China （Seri. D）： Earth Sciences， 2021， 51（11）：1950-1963.］

［19］ Walker M， Gibbard P， Head M J， et al. Formal subdivision of"theHolocene series/Epoch： A summary[J]. Journal of the GeologicalSociety of India， 2019， 93（2）： 135-141.

［20］ Weiss H. Global megadrought， societal collapse and resilienceat 4. 2-3. 9 ka BP across the Mediterranean and West Asia[J].Past Global Change Magazine， 2016， 24（2）： 62-63.

［21］ Wang Y J， Cheng H， Edwards R L， et al. The Holocene Asianmonsoon： Links to solar changes and North Atlantic climate[J].Science， 2005， 308（5723）： 854-857.

［22］ Xiao X Y， Haberle S G， Li Y L， et al. Evidence of Holocene climaticchange and human impact in northwestern Yunnan province：High-resolution pollen and charcoal records from ChenghaiLake， southwestern China[J]. The Holocene， 2018， 28（1）：127-139.

［23］ Zeng M X， Zeng Q， Peng H J， et al. Late Holocene hydroclimaticchanges inferred from a karst peat archive in the western GuizhouPlateau， SW China[J]. Journal of Asian Earth Sciences，2022， 229： 105179.

［24］ Jiang X Y， He Y Q， Shen C C， et al. Replicated stalagmiteinferredcentennial-to decadal-scale monsoon precipitation variabilityin southwest China since the mid Holocene[J]. The Holocene，2013， 23（6）： 841-849.

［25］ Jiang X Y， He Y Q， Wang X Y， et al. The Preboreal-like Asianmonsoon climate in the early last interglacial period recordedfrom the Dark cave， Southwest China[J]. Journal of Asian EarthSciences， 2017， 143： 39-44.

［26］ Shen C C， Wu C C， Cheng H， et al. High-precision and highresolutioncarbonate 230Th dating by MC-ICP-MS with SEM protocols[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta， 2012， 99： 71-86.

［27］ Edwards R L， Chen J H， Wasserburg G J. 238U-234U-230Th-232Thsystematics and the precise measurement of time over the past500，000 years[J]. Earth and Planetary Science Letters， 1987， 81（2/3）： 175-192.

［28］ Cheng H， Edwards R L， Shen C C， et al. Improvements in 230Thdating， 230Th and 234U half-life values， and U-Th isotopic measurementsby multi-collector inductively coupled plasma massspectrometry[J]. Earth and Planetary Science Letters， 2013， 371-372： 82-91.

［29］ Jaffey A H， Flynn K F， Glendenin L E， et al. Precision measurementof half-lives and specific activities of 235U and 238U[J].Physical Review C， 1971， 4（5）： 1889-1906.

［30］ Hiess J， Condon D J， McLean N， et al. 238U/235U Systematics interrestrial uranium-bearing minerals[J]. Science， 2012， 335（6076）： 1610-1614.

［31］ Hercman H， Pawlak J. MOD-AGE： An age-depth model constructionalgorithm[J]. Quaternary Geochronology， 2012， 12：1-10.

［32］ Zhang H W， Cai Y J， Tan L C， et al. Large variations of δ13C valuesin stalagmites from southeastern China during historicaltimes： Implications for anthropogenic deforestation[J]. Boreas，2015， 44（3）： 511-525.

［33］ McDermott F. Palaeo-climate reconstruction from stable isotopevariations in speleothems： A review[J]. Quaternary Science Reviews，2004， 23（7/8）： 901-918.

［34］ 李紅春，顧德隆，Stott L D，等. 北京石花洞石筍500 年來的δ13C記錄與古氣候變化及大氣CO2濃度變化的關系[J]. 中國巖溶，1997，16（4）：285-295.［Li Hongchun， Ku Telung， Stott LD， et al. Interannual-resolution δ13C record of stalagmites asproxy for the changes in precipitation and atmospheric CO2 inShihua cave， Beijing[J]. Carsologica Sinica， 1997， 16（4）：285-295.］

［35］ Tan L C， Zhang H W， Qin S J， et al. Climatic and anthropogenicimpacts on δ13C variations in a stalagmite from central China[J].Terrestrial， Atmospheric and Oceanic Sciences， 2013， 24（3）：333-343.

［36］ Francey R J， Allison C E， Etheridge D M， et al. A 1000-yearhigh precision record of δ13C in atmospheric CO2[J]. Tellus B：Chemical and Physical Meteorology， 1999， 51（2）： 170-193.

［37］ Li H C， Lee Z H， Wan N J， et al. The δ18O and δ13C records in anaragonite stalagmite from Furong cave， Chongqing， China： A-2000-year record of monsoonal climate[J]. Journal of AsianEarth Sciences， 2011， 40（6）： 1121-1130.

［38］ Zhao M， Li H C， Shen C C， et al. δ18O， δ13C， elemental contentand depositional features of a stalagmite from Yelang cave reflectingclimate and vegetation changes since Late Pleistocene incentral Guizhou， China[J]. Quaternary International， 2017， 452：102-115.

［39］ Zhang M L， Yuan D X， Lin Y S， et al. A 6000-year highresolutionclimatic record from a stalagmite in Xiangshui cave，Guilin， China[J]. The Holocene， 2004， 14（5）： 697-702.

［40］ Li J Y， Li H C， Li T Y， et al. High-resolution δ18O and δ13C recordsof an AMS 14C and 230Th/U dated stalagmite from Xinyacave in Chongqing： Climate and vegetation change during theLate Holocene[J]. Quaternary International， 2017， 447： 75-88.

［41］ Yin J J， Li H C， Tang W， et al. Rainfall variability and vegetationrecovery in rocky desertification areas recorded in recentlydepositedstalagmites from Guilin， South China[J]. QuaternaryInternational， 2019， 528： 109-119.

［42］ 吳濤. 靖康之變與開封人口的南遷[J]. 黃河科技大學學報，1999，1（1）：55-60.［Wu Tao. The Jingkang Incident and thesouthward migration of population in Kaifeng[J]. Journal ofHuanghe Samp;T University， 1999， 1（1）： 55-60.］

［43］ 吳松弟. 南宋人口的發展過程[J]. 中國史研究，2001（4）：107-124.［Wu Songdi. The development of the population during thesouthern Song Dynasty[J]. Journal of Chinese Historical Studies，2001（4）： 107-124.］

［44］ Cosford J， Qing H， Mattey D， et al. Climatic and local effects onstalagmite δ13C values at Lianhua cave， China[J]. Palaeogeography，Palaeoclimatology， Palaeoecology， 2009， 280（1/2）：235-244.

［45］ Park J， Park J， Yi S， et al. Abrupt Holocene climate shifts incoastal East Asia， including the 8. 2 ka， 4. 2 ka， and 2. 8 ka BPevents， and societal responses on the Korean peninsula[J]. ScientificReports， 2019， 9（1）： 10806.

［46］ Kathayat G， Cheng H， Sinha A， et al. The Indian monsoon variabilityand civilization changes in the Indian subcontinent[J].Science Advances， 2017， 3（12）： e1701296.

［47］ 張振球，張偉宏，劉樹雙，等. 貴州石筍記錄的中晚全新世東亞夏季風變化[J]. 沉積學報，2023，41（1）：196-205.［ZhangZhenqiu， Zhang Weihong， Liu Shushuang， et al. Variation in theEast Asian summer monsoon during the Middle and Late Holoceneinferred from a stalagmite record in Guizhou， China[J]. ActaSedimentologica Sinica， 2023，41（1）： 196-205.］

［48］ Wang J L. Mid-Late Holocene stalagmite δ18O and δ13C recordsin Naduo cave， Guizhou province， China[J]. Journal of Chemistry，2021， 2021： 7624833.

［49］ Peng H J， Bao K S， Yuan L G， et al. Abrupt climate variabilitysince the last deglaciation based on a high-resolution peat dustdeposition record from southwest China[J]. Quaternary ScienceReviews， 2021， 252： 106749.

［50］ Liu D B， Wang Y J， Cheng H， et al. Strong coupling of centennialscalechanges of Asian monsoon and soil processes derived fromstalagmite δ18O and δ13C records， southern China[J]. QuaternaryResearch， 2016， 85（3）： 333-346.

［51］ 張美良，程海，林玉石，等. 貴州荔波1. 5 萬年以來石筍高分辨率古氣候環境記錄[J]. 地球化學，2004，33（1）：65-74.［ZhangMeiliang， Cheng Hai， Lin Yushi， et al. High resolution paleoclimaticenvironment records from a stalagmite of Dongge cavesince 15 000 a in Libo， Guizhou province， China[J]. Geochimica，2004， 33（1）： 65-74.］

［52］ 趙侃. 貴州董哥洞近1000 年石筍紋層年代學與同位素氣候重建[D]. 南京：南京師范大學，2011.［Zhao Kan. Annually-Counting chronology and the isotopic climate reconstructionover the past millennia from stalagmites in Dongge cave[D].Nanjing： Nanjing Normal University， 2011.］

基金項目：國家自然科學基金項目（42071106）［Foundation： National Natural Science Foundation of China， No. 42071106］