综述黄土中陆生蜗牛壳体化石的种属组合对古气候研究的应用

摘 要：蜗牛是黄土中常见的陆生无脊椎动物，其化石留存在不同年代的黄土地层中，被认为是研究黄土古环境变化的“指示性动物”。自20世纪90年代中期以来，有许多学者对蜗牛壳体化石种属组合与古气候的关系进行了多方面的研究和探讨，综述结果表明，目前的研究存在着诸如研究区域单一、定量化不强、缺乏现代生态学研究等问题。

关键词：黄土 蜗牛壳体化石 古气候 综述

一、引言

蜗牛作为陆生软体动物，对环境变化适应性差，较为敏感。其保存完好的石灰质外壳记录了大量的古地质、古气候等自然信息。蜗牛是黄土中常见的无脊椎动物，化石保存在不同时代的黄土地层中，是研究气候变化的良好载体，被认为是黄土古环境变化研究的“指示性动物”[1]。因此本文沿时间序列总结近十几年来黄土中蜗牛壳体种属组合与古气候相关的研究新进展，以期对未来的研究提供意见建议。

二、研究背景

关于黄土中蜗牛种属组合与古气候的研究，由上个世纪80年代研究洛川黄土剖面兴起，陈德牛等初步将中、晚更新世以来的蜗牛化石组合划分为反映较温湿生物气候环境的间齿螺组合和反映干冷生物气候环境的华蜗牛组合。刘东生在其专著《黄土与环境》中建立了第四纪以来较完整的蜗牛化石种属组合特征。20世纪90年代中期以来，黄土中蜗牛壳体化石的研究步入了新阶段，从传统的描述性分析到开展半定量、定量研究，相关研究也表明蜗牛对气候环境变化具有很好的响应性，是研究气候变化良好的替代性指标，对定量重建古气候要素值有极大的推动作用，如温度、湿度等[2]。

三、研究现状

（一）长尺度古气候研究

吴乃琴等（1995）选用对应分析法，对陕西省阳郭镇晚冰期黄土地层中的蜗牛化石进行研究，划分了代表不同温湿环境的3个蜗牛化石组合带，得出了该时期渭南地区的气候变化过程。通过洛川黄土剖面S1以上地层118个样品的蜗牛化石研究，吴乃琴等（1996）得出110ka以来，洛川古气候长周期变化的总趋势为冷干、暖湿交替演变。吴乃琴等（2000）对洛川黄土剖面25万年以来的陆生蜗牛化石种属组合的分析表明，东亚夏季风对控制陆地生态演变有显著的40ka变化周期。伍斌等深入探讨了西峰黄土剖面S5古土壤层的蜗牛化石组合，发现西峰地区在S5形成时气候环境经历了几次显著的波动。陈晓云等（2008）研究了黄土高原西峰和洛川黄土剖面末次冰期较高分辨率的蜗牛化石组合，发现黄土高原在59～29kaB.P.期间气候变化过程为较温和湿润—冷干—温凉—冷干。Li and Wu （2010 ）对黄土高原西部一个中新世蜗牛化石记录进行了研究，发现暖湿种蜗牛个数的峰值与中一低纬度平均太阳辐射梯度最大值具有良好的对应关系，并且北纬35°太阳辐射最大值，喜暖种和喜湿种个体总数的谱分析结果也支撑上述推断。

（二）短尺度古气候研究

吴乃琴等对陕西省洛川、长武和渭南3个黄土剖面蜗牛化石的进行采样，以分析影响气候不稳定性的因素，结果显示末次冰期晚期时黄土高原的气候变化趋势与东北太平洋Tanner孔有孔虫含量及GRIP2冰芯δ18O记录有较好的对照性。吴乃琴等对渭南黄土剖面末次盛冰期地层较高分辨率的蜗牛化石记录进行了深入分析，研究结果表明该时期气候变化的尺度为百年到千年，温度变化要显著先于湿度或降水的变化1 000～2 000a，气候过程为变冷—冷湿—冷干—温干—温湿。分析显示造成这一气候特征是由于东亚冬、夏季风共同作用的影响。

四、结论

大量的研究结果表明，黄土高原蜗牛壳体化石蕴含着丰富的古气候信息，它不仅记录了第四纪与新近纪东亚季风长尺度的演变历史，同时也揭示了短尺度末次冰期、末次盛冰期气候变化演化过程与温度、湿度的组合关系。但目前的研究还存在着不足。首先，对黄土中蜗牛化石壳体的研究集中在渭南、洛川、长武、西峰四个剖面，局限在黄土高原中部地区，而其他区域黄土的研究极其缺乏，对蜗牛化石壳体化石的研究应拓展到其他不同区域；其次，在生态学方面，我国对现代蜗牛的研究尚处于薄弱阶段，这是利用蜗牛生物定量研究过去的气候环境参数的重要环节，需要长期大量调查、观察和饲养实验；再次，同样的蜗牛化石组合在不同地区代表着不同的气候环境意义，因此在解析古环境时要注意区域的差异性；综上所述，黄土中蜗牛殼体化石的古气候研究还存在着发展空间，需要国内外学者共同努力，弥补该领域研究不足，丰富古气候信息提取问题，进一步提高利用蜗牛壳体化石解析古气候的精确性。

参考文献：

[1]刘东生. 黄土与环境[M]. 科学出版社， 1985.

[2]吴乃琴， 李丰江. 陆生蜗牛化石与中国黄土古环境研究[C]// 中国科学院地质与地球物理研究所2008学术论文汇编. 2009：831-840.

[3]裴云鹏， 吴乃琴. 甘肃西峰红粘土地层中蜗牛化石记录的古气候变化周期[J]. 第四紀研究， 2005， 25（5）：663-663.

[4]吴乃琴， 吕厚远， 陈德牛，等. 陕西渭南晚冰期时的环境与气候──蜗牛化石的证据[J]. 第四纪研究， 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.

作者简介：

范訸嘉（1996—06月—18日） 女，汉族，河南郑州人，河南大学环境与规划学院，2014级本科生，研究方向：地理科学。