第四纪的环境生态与进化

摘 要：第四紀是地质历史上最新的一个地质时期，是地球环境演化过程中人类出现和现代环境格局逐步形成的重要时期。第四纪地球环境的一个重要特点是地球气候的大规模冷暖波动，特别是在寒冷时期在地球极地海洋、高纬度陆地和各纬度的高山上出现大规模的冰盖和/或冰川活动，海平面大幅度下降；暖期时，由于冰盖大量融化，海平面上升。伴随这种大规模的气候变化是生态环境的改变和生物界的相应变化。人类的出现是第四纪时期的重要事件。第四纪研究就是借助现代科学技术手段，利用地质载体中的各种环境变化记录，认识过去几个百万年地球环境演化的历史。

关键词：第四纪；更新世；冰川期；进化；生态

中图分类号：X171 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）08-0176-05

Abstract：Climate change and the developments it spurs carry the narrative of the Quaternary， the most recent 2.6 million years of Earths history. Glaciers advance from the Poles and then retreat， carving and molding the land with each pulse. Sea levels fall and rise with each period of freezing and thawing. Some mammals get massive， grow furry coats， and then disappear. Humans evolve to their modern form， traipse around the globe， and make a mark on just about every Earth system， including the climate. At the start of the Quaternary， the continents were just about where they are today， slowing inching here and there as the forces of plate tectonics push and tug them about. But throughout the period， the planet has wobbled on its path around the sun. The slight shifts cause ice ages to come and go. By 1700，000 years ago， a cyclical pattern had emerged： Ice ages last about 100，000 years followed by warmer interglacials of 10，000 to 15，000 years each. The last ice age ended about 10，000 years ago. Sea levels rose rapidly， and the continents achieved their present-day outline. When the temperatures drop， ice sheets spread from the Poles and cover much of North America and Europe， parts of Asia and South America， and all of Antarctica. With so much water locked up as ice， sea levels fall. Land bridges form between the continents like the currently submerged connector across the Bering Strait between Asia and North America. The land bridges allow animals and humans to migrate from one landmass to another. During warm spells， the ice retreats and exposes reshaped mountains striped with new rivers draining to giant basins like todays Great Lakes. Plants and animals that sought warmth and comfort toward the Equator return to the higher latitudes. In fact， each shift alters global winds and ocean currents that in turn alter patterns of precipitation and aridity around the world. Since the outset of the Quaternary， whales and sharks have ruled the seas， topping a food chain with otters， seals， dugongs， fish， squid， crustaceans， urchins， and microscopic plankton filling in the descending rungs. On land， the chilliest stretches of the Quaternary saw mammals like mammoths， rhinos， bison， and oxen grow massive and don shaggy coats of hair. They fed on small shrubs and grasses that grew at the ever moving edges of the ice sheets. About 10，000 years ago， the climate began to warm， and most of these so-called megafauna went extinct. Only a handful of smaller， though still impressively large， representatives remain， such as Africas elephants， rhinoceroses， and hippopotamuses. Scientists are uncertain whether the warming climate is to blame for the extinction at the end of the last ice age. At the time， modern humans were rapidly spreading around the globe and some studies link the disappearance of the big mammals with the arrival of humans and their hunting ways. In fact， the Quaternary is often considered the “Age of Humans.” Homo erectus appeared in Africa at the start of the period， and as time marched on the hominid line evolved bigger brains and higher intelligence. The first modern humans evolved in Africa about 190，000 years ago and dispersed to Europe and Asia and then on to Australia and the Americas. Along the way the species has altered the composition of life in the seas， on land， and in the air.Glaciation cycles occur over yet larger timescales； the Pleistocene which began 1.7 million years ago has experienced about 18 glaciations ， each lasting about 90000 years and separated by a warm interglacial period （like the present one） lasting about 10000 years.

Key words：Quaternary Period； Pleistocene； glaciation；evolution；ecology

1 定义

第四纪（Quaternary Period）属显生宙（Phanerozoic Eon），新生代（Cenozoic Era） 起始时间 约260万年前 持续时间 约260万年前至今。第四纪是新生代最新的一个纪，包括更新世和全新世。第四纪这个名称最早是意大利地质学家乔万尼·阿尔杜伊诺（Giovanni Arduino）于1759年研究波河河谷沉积情况时提出。1829年，法国地质学家儒勒·迪斯努瓦耶（Jules Desnoyers）引用这个定义。他在研究塞纳河低地的沉积层时发现了一层比新近纪更新的岩层。这个岩层一直延伸到地表。1948年第十八届国际地质大会确定，以真马、真牛、真象的出现作为划分更新世的标志。2015年国际第四纪分期方案：陆相地层以意大利北部维拉弗朗层，海相以意大利南部的卡拉布里层的底界作为更新世的开始。中国以相当于维拉弗朗层的泥河湾层作为早更新世的标准地层。

2 地层划分

第四纪地层的划分主要依据沉积物的岩石性质及地质年龄。第四纪沉积物分布极广，除岩石裸露的陡峻山坡外，全球几乎到处被第四纪沉积物覆盖。第四纪沉积物形成较晚，大多未胶结，保存比较完整。第四纪沉积主要有冰川沉积、河流沉积、湖相沉积、风成沉积、洞穴沉积和海相沉积等。其次为冰水沉积、残积、坡积、洪积、生物沉积和火山沉积等。

3 矿物沉积

第四纪沉积富集了各种砂矿、盐湖化学沉积、泥炭和少量褐煤。世界上一些重要的稀有金属多来自滨海和河流沉积中的第四纪砂矿，如沙金矿、钴镍铬砂矿、锡钨砂矿、金刚石砂矿等。中国盐湖中锂和硼的蕴藏量居世界首位。

4 构造运动、地震火山活跃

第四纪的260万年中，板块运动小于100千米，因此可以被忽略。第四纪的构造运动属于新构造运动。在大洋底沿中央洋脊向两侧扩张。对太平洋板块移动速度测量表明，平均每年向西漂移最大达到11厘米，向东漂移6.6厘米。陆地上新的造山带是第四纪新构造运动最剧烈的地区，如阿尔卑斯山、喜马拉雅山等。地震和火山是新构造运动的表现形式。地震集中发生在板块边界和活动断裂带上，如环太平洋地震带、加利福尼亚断裂带、中国郯庐断裂带等。火山主要分布在板块边界或板块内部的活动断裂带上。中国的五大连池、大同盆地、雷州半岛、海南、腾冲、台湾等地都有第四纪火山。

5 海洋

究多从相对变化入手，即以陆地为基准，按不同时期海平面与陆地基准的相对高度关系来判别海平面的变动。其变化原因很多。1841年麦克拉伦（C.Maclaren）首先提出更新世海平面的振荡性，认为海平面变化是气候变化所致，并称之为冰川型海面变化。1865年杰米森（T.Jamieson）提出冰川均衡运动理论，认为气候变化引起冰盖消长，使地壳发生变形。他将海平面变化曲线主要归结于区域构造运动的性质和幅度，以及沉积物压缩性等原因。1906年，休斯（E.Suess）提出（全球）海面升降（eustasy）理论，认为沉积物增加会引起全球性海面上升；地壳沉降形成洋盆时，则引起海面下降。意指，海进和海退是洋盆容积变化的结果，全球性海面变化并不包括海水量的增减。20世纪50年代末至70年代早期，海平面变化研究工作迅速地由定性阶段发展到定量阶段。

大量14C数据表明，最后一次冰川作用始于70000年前，距今18000年左右达到最盛期，约止于10000年前。冰川最盛期的最低海面位置，随着冰盖厚度研究的深入而有较大进展：1950年以前估算值为-100米左右；1969年弗林特（R.F. Flint）根据1953年以后南极大冰盖厚度，修正为-132米。中国黄、东海大陆架，距今15000 年前的最低海面为-150～-160米。对全新世早期海平面迅速上升运动，已获得比较一致的看法；对近6000多年来的海面变化，主要有3种不同的观点：（1）大西洋期结束时海平面比如今高约3米；（2）全新世不存在高海面；（3）3600年来海平面是稳定的。有人从地球流变学观点出发，认为地球是粘弹性体，冰盖消长引起的冰川均衡作用（glacio-isostasy）对远距离地区也是重要的；冰盖消长引起的洋盆水体积变化，——水力均衡运动（hydro- isostasy），对海底也有作用；地球内部和表面质量的重新分布造成大地水准面变形：大地水准面—海面变化（Geoided eustasy）。克拉克（J.A.Clark，1980）提出的粘彈性地球体海面变化数值模型，将世界大洋划分为6个具有不同海面变化曲线带，认为全球不存在统一的海平面曲线，这为研究全新世海面变化提出新的思路。

6 冰川

冰川的发生是极地或高山地区沿地面运动的巨大冰体。由降落在雪线以上的大量积雪，在重力和巨大压力下形成，冰川从源头处得到大量的冰补给，而这些冰融化得很慢，冰川本身就发育得又宽又深，往下流到高温处，冰补给少了，冰川也愈来愈小，直到冰的融化量和上游的补给量互相抵消。一般冰川为舌状，冰川面往往高低不平，有的地方有深的裂口，即冰隙。冰川可分为大陆冰川和山岳冰川两大类。现代大陆冰川主要分布在南极和格陵兰两处，占全球冰川面积的97%，厚度达数千米。南极冰盖是地球最大的冰体，总体积超过3000万立方米。山岳冰川主要分布在欧亚大陆和南、北美洲的高山区。地球上淡水80%以上以冰川冻结形式存在。当所有冰川消融，海平面将上升60米，大陆面积减少1%。大部分发达地区的城市将沉入大海。如果目前气候变暖模式继续下去，到本世纪末，地球冰川覆盖面积将下降40%以上。

第四纪时欧洲阿尔卑斯山山岳冰川至少有5次扩张。在我国，据李四光研究，相应地出现了鄱阳、大姑、庐山与大理4个亚冰期。现代冰川覆盖总面积约为1630万平方公里，占地球陆地总面积的11%。我国的现代冰川主要分布于喜马拉雅山（北坡）、昆仑山、天山、祁连山和横断山脉的一些高峰区，总面积约57069平方公里。冰川是天然的水库，为我们提供和储存了丰富的淡水资源。冰川占地球淡水85%，地下水占14%，湖泊占0.6%，土壤占0.3%，大气占0.05%，河流占0.04%。冰川往往是一些大河的发源地，这些大河蕴育了古代人类文明。冰川冰为浅蓝透明多晶体，密度约在0.84g/cm3。冰川与深海沉淀、黄土积层一样记录了千百万年以来地球演变的信息，为找矿、找水、科研提供依据。冰川与海洋一样在一定程度上调节着气候、水源、滋润着空气，在生物的多样性中起着重要作用[1，2]。

地球自诞生后，气候也一直在变迁中。地质年代中地球的气候是温暖和寒冷交替出现。在数十万年以上的极长周期气候中，有大冰川气候周期和冰川时代气候周期。曾经出现过气候寒冷的大规模冰川活动的时期，叫冰川期（glacial age，ice age，glacial period）以下简称冰期。指地球气候酷寒，高纬度地方的广阔区域为大陆冰川（continental glacier）所覆盖的时期。在震旦纪（大约六亿年前）以前地球上的气候，我们并不清楚。从六亿年前前古生代震旦纪起一直到一万年前新生代的第四纪止，地球上的气候共经历了三次大冰川气候。第一次是震旦纪大冰川期，距今约六亿年；第二次是古生代后期的石炭～二叠纪大冰川期，距今约2～3亿年；第三次是新生代第四纪大冰川期，距今约200万年。这三大冰川期气候的时间周期尺度大约是千万年至亿年左右。最近的冰川期在更新世，据在欧洲和北美研究的结果，认为共有六次冰川期，五次间冰川期。在日本根据分析冰斗地形（围谷地形，kar）发现有两次冰川期。最显著的冰川期是在石炭纪～二迭纪，冰川的遗迹残留于冈瓦纳大陆。除上述两大冰川期外，在欧洲和美洲还发现有前寒武纪、中生代和第三紀的冰川遗迹，但都不太显著。

第四纪时，地球气候出现过多次冷暖变化，240万年以来至少经历了24个气候旋回。晚新生代冰期开始于距今1400～1100万年前，是地球史上一次大冰川期。在冰川期冰川可以一直延伸到纬度40度的地方。第四纪冰期时海平面下降130米，全球冰川面积达5200万平方公里，地球的年平均气温下降10℃～15℃，全球有1/3以上的大陆为冰雪覆盖，冰的平均厚度达1000米左右[3]。但在第四纪才出现冰期和间冰期的明显交替。冰期极盛时，北半球高纬地区形成大陆冰盖，格陵兰冰盖覆盖了格陵兰和冰岛，劳伦大冰盖掩埋了整个加拿大，并向南延伸至纽约、辛辛那提一带。欧洲将近一半被斯堪的纳维亚冰盖覆盖。西伯利亚冰盖则占据了西伯利亚北部地区。第四纪冰期来临的时候，地球的年平均气温比现在降低10℃～15℃，如斯堪的纳维亚半岛的峡湾。在第四纪大冰川期气候中，我们已经确知其间气候仍是寒冷与温暖交替出现。这段时间世界各地的冰川进退次数并不一致，不过大多数的学者都同意：第四纪北半球大部有四次冰期、三个间冰期和一个冰后期；在北欧则有五次冰期、四次间冰期和一个冰后期。中国地理学家竺可桢指出，第四纪欧洲和北美洲北部经历了四个冰河期和四个间冰期：第一冰河期距今30万年至27万年；第二冰河期距今20万年至18万年；第三冰河期距今13万年至10万年；第四冰河期距今65000年至15000年。

7 生物进化

第四纪生物与第三纪相比，在分布和组成上发生明显变化。哺乳动物与上新世相比有很大进化，如欧洲及邻近的亚洲部分现生的119个种中只有6个在上新世生存过。植物界的进化比较缓慢，西北欧的植物约80%在第四纪开始时即已存在。第四纪冰期时，大陆冰盖向南扩展，动植物也随之向南迁移。间冰期期间动植物向北迁移。冰期和间冰期植被带的移动范围最大可达纬度30°，在地层剖面中可明显地看到喜冷和喜暖动植物群的交替现象。第四纪后期，大型陆生哺乳动物发生过大规模绝灭。在北美，大型哺乳动物的属有70%绝灭，欧洲和非洲比例小得多。这一大规模绝灭发生于距今15000～9000年。发生大规模绝灭的原因主要是人类的狩猎活动，其次是自然环境的变迁。第四纪不同时期出现不同的动物群。欧洲早更新世具代表性的是维拉弗朗动物群，出现了真马、真牛、真象；中更新世以克罗默尔动物群为代表；晚更新世时出现了许多极地动物。北美早更新世有布朗克动物群，中更新世有伊尔文顿动物群，晚更新世有兰错伯累动物群。中国北方则有早更新世泥河湾动物群，中更新世周口店动物群，晚更新世萨拉乌苏动物群。四纪开始，全球气候出现了明显的冰期和间冰期交替的模式。第四纪生物界的面貌已很接近于现代。哺乳动物的进化在此阶段最为明显，而灵长目中完成了从猿到人的进化。在这段时间里只有很少新的动物种类产生（可能因为这段时间还比较短），在更新世末期，在北半球有不少哺乳动物（剑齿虎、猛犸、乳齿象、雕齿兽）灭绝。马科、骆驼科在北美洲灭绝。哺乳动物在第四纪期间的进化主要表现在属种而不是大的类别更新上。第四纪前一阶段——更新世早期哺乳类仍以偶蹄类、长鼻类与新食肉类等的繁盛、发展为特征，与第三纪的区别在于出现了真象、真马、真牛。更新世晚期哺乳动物的一些类别和不少属种相继衰亡或灭绝。到了第四纪的后一阶段：全新世，哺乳动物的面貌已和现代基本一致。第四纪的海生无脊椎动物仍以双壳类、腹足类、小型有孔虫、六射珊瑚等占主要地位。陆生无脊椎动物仍以双壳类、腹足类、介形类为主。其它脊椎动物中真骨鱼类和鸟类继续繁盛，两栖类和爬行类变化不大。高等陆生植物的面貌在第四纪中期以后已与现代基本一致。由于冰期和间冰期的交替变化，逐渐形成今天的寒带、温带、亚热带和热带植物群。微体和超微的浮游钙藻对海相地层的划分与对比十分重要。

8 人类出世

大量的化石资料证明人类是由古猿进化而来的。古猿与最早的人之间的根本区别在于人能制造工具，特别是制造石器。从制造工具开始的劳动使人类根本区别于其它一切动物，劳动创造了人类。另一个主要特点是人能直立行走。从古猿开始向人的方向发展的时间，一般认为至少在1000万年以前。普遍认为，第四纪的猿人由中、上新世的腊玛古猿发展而来。森林古猿出现在第三纪后期，当第四纪大冰期来临的时候森林被毁，寒冷迫使古猿向赤道地区逃亡，为适应环境古猿变爬行为直立行走。冰期加速古猿向人类转变。第四纪是人类出现并迅速发展的时期，因此有人称之为人类纪。人类的发展经历了以下主要阶段：

（1）早期猿人阶段（200万年-175万年前）：其代表是东非坦桑尼亚奥杜威峡谷的能人（Homo habilis），这可能是早期的直立猿人（Homo erectus），含能人化石的地层年代约为175万年前。通常认为元谋人属早更新世晚期，在距今170万年左右。中国地质科学院地质力学研究所用古地磁方法测定距今170万±10万年。电子自旋共振法测定为距今160～110万年。（2）晚期猿人阶段（100万年前）：直立猿人（homo erectus）从非洲扩散到中国、爪哇，最著名的代表是北京猿人和爪哇猿人，他们生活于中更新世。（3）早期智人阶段（50万年前）：智人（Homo sapiens）生活在中更新世晚期，在非洲出现并迁移到欧洲。如中国的丁村人、马坝人、长阳人等，欧洲以尼安德特人为代表。（4）晚期智人（新人）阶段（25万年-3万5千年前）：现于晚更新世晚期，有中国河套人、山顶洞人、资阳人、柳江人等，欧洲是克鲁马农人。现代人（Homo sapiens sapiens）在非洲南部出现，约5万年前，现代人类分布到中东地区，到3万5千年前，现代人类分布到达欧洲：克罗麦昂人（Cro-Magnon）。（5）在更新世晚期，大约3万-2万年前，现代人类通过白令陆桥进入北美洲并向南迁移。进入全新世后，现代人的分布到除南极洲以外的各个大陆，并且成为唯一生存至今的人科动物（hominids）。

9 更新世的自然生态

（1）更新世的植物：开始同现代的植物相似，被子植物特别是落叶的种类在温和的和较冷的区域中迅速繁殖。热带森林缩小，草原在酷寒的北方高纬度地区发展，繁殖出现地衣、苔藓、侏儒菅茅以及小型柳树和桦木等适应酷寒的植物群落。（2）更新世动物：寒冷的冰川气候迫使北半球的蜥蜴、蛇类和滑体两栖动物向南迁徙，并发展出多种有皮毛、更能适应寒冷气候的大型哺乳动物，其中包括新的猛犸象、巨型犀等。而新的人种也在今天的非洲、欧洲和亚洲出现，并开始影响大型动物的多样性。那时，猛犸、骆驼、马、巨型河狸、狼和短面熊等适应寒冷气候的动物，在整个冰期都生活在亚洲、欧洲和美洲大陆。更新世晚期，距今约2万年前，现代人类经白令海峡进入美洲。最新理论认为，人类带到美洲大陆的疾病导致猛犸等大型哺乳动物灭亡，而人类狩猎加速这一过程。在整个更新世，化石亚种大熊猫分布相当广泛，几乎遍布中国东部和南部，北至北京周口店，南至台湾岛及缅甸、越南、泰国北部。当时的大熊猫与剑齿虎、剑齿象以及北京猿人、南方猿人一起生活，构成典型的更新世大熊猫～剑齿象动物化石群。就在更新世中晚期，秦岭及其以南山脉出现大面积冰川等自然环境的剧烈变化，特别是在距今约18000年前的第四纪冰期之后，大熊猫～剑齿象动物群衰落，大部分動物灭绝，仅留下无数化石表明它们曾经存在。北方的大熊猫绝迹，南方的大熊猫分布区也骤然缩小，进入历史的衰退期。（3）更新世海洋动物：由于海平面下降，珊瑚和其它造礁动物都受到影响，并且由于全球的气温较低，寒带水鸟和海洋哺乳动物的分布范围比现在要大得多。如今这类动物仅见于极地水域。（4）人类：在第四纪，人类进入迅速发展的时期。经历了早期猿人、晚期猿人、早期智人、晚期智人阶段，在更新世晚期，大约2万年前现代人类通过白令海峡进入美洲。更新世的几个人属种类中，智人适应能力最高，也是进化最成功的一种。（5）旧石器/更新世：更新世和考古学上的旧石器时代相当。根据动物群的性质、堆积物的特点和环境变化的因素，可以把更新世再划分为早、中、晚3期。一些学者将早更新世的起讫，定在距今300万至100万年，相当于旧石器时代早期的最早阶段；中更新世定在距今100万至10万年，相当于旧石器时代早期的中、后阶段；晚更新世定在距今10万至1万年，包括旧石器时代的中期和晚期，在中国又以距今4万年作为晚期的起点。另外一些学者则提出，更新世大约从距今240万年开始；早、中更新世的界限为距今约73万年；中、晚更新世的界限为距今约12.8万年或晚一些。（6）更新世灭绝原因：距今2万年到1万年前，欧亚大陆北部、大洋洲、美洲马达加斯加的数十种大型动物灭绝，北美最为严重，70%的大型哺乳动物在距今大约1.1万年前突然消失。《新科学家》2008年的报道，俄罗斯生物学家正在俄罗斯西伯利亚修建一座“更新世公园”，希望以此来说明气候突变不应该是更新世大型动物灭绝的原因。大多数人认为，更新世末期冰河时代的消退引起气候和植被的剧烈变化，寒冷、干旱的草地让位于温暖湿润的苔原和森林。动物的灭绝和早期现代人大举迁向受影响的地区并非巧合。在更新世晚期，西伯利亚东北部：从欧洲西部跨越白令海峡一直延伸到加拿大；从北极一直延伸到中国北部，约占地球大陆总面积的一半，栖息着成群的大型哺乳动物：例如长毛象（猛犸）、野牛、麋鹿、多毛犀牛、牦牛、赛加羚羊、马、驯鹿、麝牛和驼鹿。兹莫夫称之为：长毛象草原。长毛象草原在距今大约1万年前突然消失，绝大多数大型动物灭绝，包括剑齿虎和洞穴狮子。只有驯鹿和驼鹿幸存下来。俄罗斯科学院萨哈共和国的切尔斯基伊东北科学站主管兹莫夫，认为更新世末期西伯利亚东北部的动物灭绝原因是过捕，而不是气候突变。（7）更新世以来，距今170多万年，地球上出现过18次的大冰川期，每次约10万年，其中9万年的大冰川期和1万年的间冰期（或叫生态期）[4]。

10 讨论

（1）关于第四纪下限一直存在争议，支持较多的有1.8Ma和2.6Ma。虽然国际地层委员会推荐的第四纪的下界年龄为1.80Ma，但是由于2.6（开始认为为2.48）Ma是黄土开始沉积的年龄，因而我国地质学家，尤其是第四纪地质学家基本都采用后者。目前国际地层委员会公布的国际年代地层表 （International Chronostratigraphic Chart）中使用的第四纪下界为2.58Ma。这一时期形成的地层称第四系。应用钾氢法测定了法国和非洲相当于维拉弗朗层的地层底界年龄约为180万年。因此，许多学者认为第四纪下限应为距今180万年。1977年国际第四纪会议建议，以意大利的弗利卡剖面作为上新世与更新世的分界，其地质年龄约为170万年。对中国黄土的研究表明，约248万年前黄土开始沉积，反映了气候和地质环境的明显变化，认为第四纪约开始于248万年前。还有学者认为，第四纪下限应定为330～350万年前。第四纪的时期基本上与最近的冰河期（冰川回退期）相符。另一种分法是将300万年前北极结冰的开始作为第四纪的开始，这样的话上新世的最新的一部分也算作第四纪了。也有人不承认第四纪的存在，而将它看作第三纪的一部分。（2）更新世，英国地质学家莱伊尔（C.Lyell）1839年创用。属地质年代名称。第四纪的第一个世，距今大约200万年至1万年前。地层中所含生物化石，绝大部分属现有种。更新世是冰川作用活跃的时期，1846年福布斯又把更新世称为冰川世。更新世亦称洪积世，开始于1806000年（±5000年）前，结束于11550年前，是构成地球历史的第四纪冰川的两个世中较长的第一个世。在此期间发生了一系列冰川期和间冰川期气候回旋。地层中所含生物化石，绝大部分属于现有种类。更新世中期是全球气候和环境变化的一个重要时期，当时气候周期转型，全球冰量增加，海平面下降，哺乳动物迁徙或灭绝。（3）欧洲的冰川研究基础较好，19世纪已在欧洲形成多冰期的概念。1877年英国学者盖克（G.Geikie）在东英吉利（East Anglia）发现四次冰川作用。1909年德国地貌学家彭克（A.Penck）和布吕克纳（E.Brunckner）根据阿尔卑斯山北坡冰碛地层和相应的阶地地貌，建立了以多瑙河的支流命名，在阿尔卑斯山建立了由老到新的贡兹（Günz）、民德（Mindel）、里斯（Riss）、武木（Würm）等4个冰期。1930年埃伯尔（B.Eberl）又发现了贡兹冰期之前的冰川作用遗迹，划为多瑙冰期（Donau），并将各个冰期划分成若干亚期。第四纪的四次冰期说，被广泛接受，苏联欧洲部分也划分了敖德萨、白俄罗斯、中俄罗斯、瓦尔代等4个冰期。中国第四纪冰川研究由著名地质学家李四光开创，并以庐山冰川研究为基础，于1934年划分了鄱阳、大姑、庐山、大理等4个冰期。（4）黄土广布于北纬30～55°和南纬30～40°的干旱、半干旱区，大体相当于世界“小麦带”的范围。粒级组分中粉沙占50%以上。黄土是干冷气候条件下的产物，自第四纪开始堆积。黄土成因有风成说、水成说、风化成土说、残积说、冰成说等，以风成说占优势，并将黄土堆积期与冰期相对应，古土壤与间冰期相应。黄土主要分布于世界大陆比较干燥的中纬度地带。全世界黄土分布的总面积大约有1300万平方公里。我国的黄土的分布西起甘肃祁连山脉的东端，东到太行山，北起阴山，南至秦岭，横跨青海、宁夏、甘肃、陕西、山西、河南等六个省区的220多个县市，面积64万平方公里。黄土覆盖厚度一般在100米以下，而以陇东、陕北、晋西黄土层最厚，六盘山以东到吕梁山西侧，黄土厚度在100米～200米之间，最厚在兰州，达300米以上。黄土分布的面积和厚度，都居世界之冠[5-8]。（5）中国南方红土是我国秦岭～淮河以南、青藏高原以东广泛分布的第四纪土状堆积，是我国热带、亚热带地区第四纪以来季风气候环境下的产物[9]。

11 第四纪资源

（1）中国第四纪冰川遗迹陈列馆：建于1989年，占地1950平方米，建筑面积750平方米。冰川在自身重力的作用下，沿着坡度向下运动。每年只能前进数十米到数百米。当冰川运动时，巨厚的冰层所产生的压力和摩擦给冰川底部的岩石留下擦痕。中国第四纪冰川遗迹陈列馆坐落于北京西郊翠微山下第四纪冰川擦痕处，是世界上唯一的以第四纪冰川擦痕实物为基础建立的博物馆。（2）中国第四纪科学研究会，成立于1957年初。（3）许家窑遗址：位于河北省张家口市阳原县侯家窑村西侧的长形沟，地质时代推断为晚更新世较早时期，距今10.4万年到12.5万年之间。（4）孙家洞遗址：洛阳市文物考古研究院在孙家洞遗址发现中更新世直立人（猿人）化石。：直立人栾川种，简称栾川人。孙家洞旧石器遗址位于栾川县伊河南岸的一个崖头之上。李占扬认为：栾川人的年代应与北京猿人相当，属于地质时代的中更新世。北京猿人遗址最高测年距今73万年。直立人从200多万年前到20萬年前左右，属于地质年代的更新世，主要分布在中更新世。（5）第四纪冰期的遗迹最多，如冰臼、斯堪的纳维亚半岛的峡湾，北欧、中欧、北美众多的冰碛残丘，阿尔卑斯山的U型谷和陡峭的山峰，法国和瑞士交界处侏罗山巨大的冰漂砾等，都是第四纪冰川作用留下的产物。

参考文献

[1]黄大明，Steven de Bie，吴佳，方官品.关于生物多样性的利用[J]，中国科技纵横， 2011（127）：107-109.

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