中国第四纪生物地理与生态环境演化

　　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。
　　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。
　　第四纪大冰川期，距今约200万年。地球史上最近一次大冰川期。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。第四纪时欧洲阿尔卑期山山岳冰川至少有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。
　　第四纪期间由于气候变化、地壳运动等原因引起了海平面升降。

（1） 对大气圈的影响。早期大气主要成分：二氧化碳、 一氧化碳、 甲烷、 氨二氧化碳、 一氧化碳、 甲烷、 氨植物光合作用植物光合作用植物光合作用植物光合作用氧氧氧氧生物作用生物作用（2） 对水圈的影响。氮氮改变了 陆地水的化学成分， 改善了 陆地的水分状况改变了陆地水的化学成分， 改善了 陆地的水分状况（3） 对岩石圈的影响。岩石形成、 土壤形成岩石形成、 土壤形成水、 岩石等。（3） 植物通过根系从土壤吸收水分或植物的枝叶截留大气降水； 植物又通过蒸腾作用将水分释放到大气中； 通过气降水； 植物又通过蒸腾作用将水分释放到大气中； 通过大气降水补给土壤的、 生物的水分等。（4） 太阳能因植物光合作用保存在植物体内并转变成了化学能， 植物作为动物的食物将化学能传递给动物并保存在动物体内， 植物与动物在呼吸过程中消耗了热量， 将化学能变成热能释放到环境中。

第四纪是地球历史上地形最复杂，气候波动最频繁，陆地最为分散的时期，因此这个时期的生物分布在区域上的分异也是最大的时期。这种分异在第四纪并不是一成不变的，而是随着气候、地形等环境因子的变化而不断地发生着演变，并逐渐演化到现今的状态。

1. 早更新世

在上新世，我国的地形比较平坦，青藏高原也只有 1000m 左右，东部的华夏山脉已被夷平，大小湖泊广泛发育，全区基本上受热带和亚热带气候控制，因此该时期南、北红土都很发育。当时广布境内的三趾马动物群遍及我国各地。这时中国东部和西南地区气候炎热而湿润，为常绿落叶阔叶林-草原景观，而西北地区尽管气候炎热，但比较干旱，以稀树草原为主。

到了第四纪的早期，由于气候变冷，青藏高原的隆起，冬季风加强，我国生物分布状况也发生了改变。曹伯勋(1989)曾将我国第四纪生物地理分为北方生物区和南方生物区，并进一步划分出 8 个省(北方生物区 5 个，南方生物区 3 个)。这种划分更符合现今的状态，但与早更新世的生物地理还是存在差别。就北方地区而言，这时的太行山还比较低矮，秦岭也不高，华北、东北和黄土高原的环境差别不大，长鼻三趾马-真马(三门马)动物群分布区内，属于北亚热带到温带气候，生长着落叶阔叶林-草原植被。

南方地区气候比北方地区要炎热和湿润，大熊猫-剑齿象的早期类型广泛分布，主要的成员是前东方剑齿象、中国犀、貘、大熊猫、巨猿等，喜暖湿的动物比长鼻三趾马-真马动物群丰富得多，常绿阔叶林广泛发育。尽管这个时期的南、北方动物群存在差异，但它们之间的界线还是比较模糊的，很难用秦岭-大别山来作为它们的分界线，如果存在这样一条界线的话，也比现今的位置偏北。

2. 中更新世

由于在早更新世晚期到中更新世初期的强烈降温，青藏高原快速隆起进入冰冻圈，秦岭-大别山以及太行山的升起，长江和黄河的贯通，我国的生物地理格局发生了明显的变化。青藏高原出现了多年冻土，冻土地貌和冰川地貌发育，气候非常寒冷，植被为高寒的草原-草甸-针叶林，动物群也是适应比较寒冷气候的组合。

华北地区以暖温带气候为主，周口店动物群中绝大多数为古北界的类型，含少量的东洋界分子，这表明当时气候比现今温暖，尤其在中更新世中期，华北地区非常温暖湿润，曾发育红土。植被中有山核桃、山毛榉等，但建群植物是温带的栎、榆、鹅耳枥以及松、桦等，呈现出温带森林草原景观。西北地区进一步干旱，离石黄土的粒度比午城黄土粗，表明冬季风作用增强，使得草原扩展和森林缩小。

秦岭-大别山这条地理界线在这个时期已变得清晰了，南方与北方动物组成的差异也显而易见。秦岭-大别山以南地区气候温暖而湿润，网纹红土发育，东方剑齿象、中国犀、巨貘、大熊猫、竹鼠等在区内广泛分布。长江流域为亚热带常绿落阔叶针叶混交林，向南到南宁—广州一线以北为亚热带常绿落阔叶林，该线以南为热带、亚热带常绿阔叶林，海南岛和南海诸岛为热带雨林。

3. 晚更新世

在晚更新世早期(末次间冰期)气候温暖，但在晚期(末次冰期)气候急剧变冷，我国的环境发生重大变化。在青藏高原，出现大面积的多年冻土，冻土地貌非常发育，东北地区也出现了苔原环境，甚至在华北地区出现了冰缘环境。猛犸象-披毛犀动物群广布东北地区的多年冻土带，向南扩展到华北地区。暗针叶林从高山下移到华北平原，在北京到山东的平原区出现了暗针叶林。海平面大幅度地下降，渤海、黄海、东海露出海面而成为陆地，华北地区的动物群曾游移到澎湖列岛。

秦岭-大别山以南地区也受降温的影响，大熊猫-剑齿象动物群向南收缩，一些成员个体增大以适应变冷的气候，云贵、华中和华南山地植被带中的北温带针叶林树种比例有所增加，甚至在云贵高原的一些河谷盆地中出现了纯针叶林(冷杉、云杉林)。

4. 全新世

这个时期的环境特征和生物地理区系与现今差不多。华北平原地区为落叶阔叶林，山地为落阔叶针叶混交林。西北地区为干旱的荒漠草原、稀树草原，在山地有少量的针叶林。青藏高原为高寒的荒漠草原、草甸植被。我国南方地区则是亚热带、热带常绿阔叶林，以及热带雨林，在高山上(2600 ～2900m)为阔叶针叶混交林，在 4000m 以上的山地为灌丛和草甸植被。

但在全新世中期的大暖期，南方动物群的一些分子可达华北的南部，在殷墟遗址中发现了象、貘、水牛、竹鼠等东洋界的成员，不过大暖期过后，象已退到云南的南部，貘则迁出中国境内。

思考题

1)利用孢粉恢复第四纪植物群应注意哪些问题?

2)第四纪哺乳动物群划分的主要依据有哪些，其在第四纪地层和古环境研究中的作用是什么?

3)影响人类进化的主要因素有哪些?

4)石器的出现对人类进化的意义是什么?

5)青藏高原隆起过程对中国第四纪生物演化有哪些影响?

6)“北京人” 用火的意义何在?

7)中国南方和北方哺乳动物群的差异和交流说明了哪些问题?