中亚黄土研究进展论文

造陆运动的形成。。大量种植树木，，引水源。。

中国第四纪地质学与地貌学的形成与发展凝聚了我国老一辈第四纪地质学家和地貌学家的心血，其中李四光、杨钟健、袁复礼、任美锷、刘东生、施雅风等一批中国第四纪地质学与地貌学的奠基人做出了巨大贡献。

中国第四纪地质与地貌的研究主要集中在第四纪冰川和地貌、海岸带第四纪和地貌、西北黄土地区第四纪地质和地貌、古人类、活动构造等方面。

1. 第四纪冰川及古环境研究

在第四纪冰川研究方面，自 20 世纪 80 年代以来取得巨大进展，其中包括南极冰盖和北极冰盖的考察研究，青藏高原冰心研究，山岳冰川编目以及冰川融水径流研究，中国西部的冰川地貌，中国东部第四纪冰川遗迹与环境的新认识等等。

中国科学家对南极的研究起步较晚，1982 年谢先楚首次在澳大利亚凯西站越冬考察，对末次冰期冰心做了大量细致研究。到 2008 年，中国已组织了 24 次南极考察，并建立了长城站和中山站。1990 年秦大河首次横穿南极大陆做科学考察，研究深入到稳定同位素 δ18O，δD 和过量氘(ex D)分布特征变化及其与古气候记录的意义。这些相关研究表明我国南极冰川学研究登上新的台阶。2004 年 7 月在挪威的斯匹次卑尔根群岛的新奥尔松建成了我国北极第一个科学考察站———黄河站。

与此同时，在 80 年代中期展开了对祁连山敦德冰帽的冰心研究，取得了比孢粉等其他资料更加详细的全新世气候波动的证据。1992 年，姚檀栋等又对西昆仑山古里雅冰帽(6300m，中亚最大的冰帽)进行了冰心研究，钻取了时间跨度 10 万年以上的冰心，这对于重建青藏高原晚更新世以来的气候和环境变化具有重要意义。

由施雅风主编出版的 《中国冰川与环境》(2000)一书总结了我国西部地区第四纪冰川和环境研究的重要成果。关于中国东部第四纪冰川遗迹的争论，在这一个时期也做了些工作。李四光于 20 世纪 20 年代提出在太行山、庐山、黄山等中低山存在第四纪冰川遗迹，并可划分为4 次冰期。他的冰期划分一直作为中国东部冰期划分的标准沿用至今。1980 年开始，部分冰川学家通过大量野外考察，并联系黄土沉积、孢粉分析、古脊椎动物、红色风化壳等研究，提出了不同的认识(施雅风等，1989)，其成果反映在 《中国东部第四纪冰川与环境问题》一书中。近年来关于中国东部第四纪冰川的争论已经逐渐冷却下来。

2. 西北黄土地区第四纪地质研究

中国第四纪研究的突破在于中国黄土研究方面的进展，建立起第四纪环境变迁的时间序列。目前全球变化研究中已建立了多种多样的环境变化时间序列，其中中国黄土、深海沉积和极地冰心是第四纪研究中的三大支柱。而黄土由于其特殊的地理位置和形成方式，成为一种第四纪古环境、古气候信息的非常理想的载体。中国的黄土研究，大致经历了如下 4 个大阶段。

近代黄土研究 中国黄土研究的开端与外国地质学家的参与密不可分。19 世纪，庞培利(R. Pumpelly)打开了中国黄土研究的大门，他提出了黄土湖泊沉积说。李希霍芬(F. VonRichthofen)否 定 了 庞 培 利 的 湖 泊 沉 积 说， 成 为 黄 土 风 成 说 的 鼻 祖。 奥 勃 鲁 契 夫(B. A. Obruchev)将黄土分为热黄土和冷黄土，第一次揭示了黄土的二元性和区域性意义。中国地质学家从1920 年开始黄土研究。1930 年，德日进(P. Teilhard de Chardin)和杨钟健对黄土做了地层与古生物方面的研究。在这一开创性的工作中，他们将黄土划为两大部分: 上部马兰黄土，下部红色土 A、B、C 带; 并按其中所含古脊椎动物化石将第四纪划分为早、中、晚期。

20 世纪 50 年代，中国黄土研究的新高潮 为中国黄土研究做出巨大贡献的刘东生院士在这个时期做了很多工作。1957 年，刘东生院士等分出老黄土(早于马兰黄土)和新黄土(马兰黄土及其以后黄土)，他与张宗祜院士(1962)将早、中更新世黄土命名为午城黄土和离石黄土，并于 1964、1965、1966 年分别出版了 《黄河中游黄土》、《中国的黄土堆积》和 《黄土的物质成分和结构》，奠定了中国黄土研究的基础。朱显谟、石元春等研究表明，黄土层所夹的红色条带，实质上是一种褐色土型的古土壤层。这一成就，使人们对黄土有了一个全新的认识，从而确认了巨厚的黄土高原是由 260Ma 以来沙尘暴的形式沉积而成的; 而干旱的沙尘暴时期中间又有多次气候变得温暖湿润的时期，形成古土壤。在这个时期，张宗祜院士对黄土高原黄土的工程性质进行了细致的研究。

20 世纪 70 年代以来，测量实验阶段 随着古地磁学、地球化学、同位素地球化学、年代学等新学科新技术的发展，黄土的研究从肉眼观察进入到观察与测量实验相结合的阶段。磁化率开始被当作反映第四纪环境变化的气候替代性指标，并进一步促使将黄土与深海沉积、冰心进行全球对比。

20 世纪 80 年代中期以来，定量化和对比研究阶段 安芷生院士提出黄土和古土壤分别代表古气候环境冬季风和夏季风的模式，将研究的主要方向对准了黄土与古土壤的形成以及解译其环境信息。其后，丁仲礼院士利用黄土和古土壤中粒径为 0. 002～0. 010mm 的颗粒含量比值作为冬季风搬运强弱的代用指标; 并得到与深海氧同位素吻合的粒度曲线。郭正堂利用黄土与古土壤中的 FeO 和 Fe2O3所代表的风化强度比值作为夏季风的代用指标，亦可与深海氧同位素进行对比。丁仲礼院士经过对比研究发现: 黄土与古土壤序列的变化自 180 万年以来，与深海沉积物氧同位素的旋回几乎可以一一对比，从而将大陆冰盖和海冰同内陆气候变化联系起来。在 1985 年，刘东生等出版了 《黄土与环境》一书，是对这个阶段早期研究的总结。后来，张宗祜等出版了 《中国黄土》(1989)一书。孙建中出版了 《黄土学》(2005)，论述了黄土的各个方面。

目前黄土研究的领域，主要集中在粒度、古生物学、地球化学、环境磁学等方面。这些方面的进展标志着中国黄土的研究已经处于世界领先地位。

3. 青藏高原第四纪地质和地貌研究

虽然在 20 世纪 50 ～60 年代我国 4 次组织了对青藏高原的科学考察，并取得了一些显著的成果，但限于当时的条件，考察的地区和内容都比较局限。1973 年，中国科学院再次组织了队伍庞大且考察内容广泛的青藏高原综合科学考察，并出版了 《青藏高原科学考察丛书》。其中相关的第四纪地质与地貌的考察成果主要反映在 《西藏第四纪地质》、《西藏冰川》、《西藏地貌》、《青藏高原隆起的时代、幅度和形式问题》等书中，这是新中国成立以来最重要的成果之一。

1993 年，由诸位院士领导的 “青藏高原形成演化、环境变迁与生态系统研究” 的国家攀登项目，再次把青藏高原研究推向高潮，并取得了一系列的重大进展，又出版了 《青藏高原研究丛书》。总结了青藏高原的隆升过程及其环境变化、青藏高原隆升过程对中国的季风形成和发展的影响，提出了 340 万年以来的 3 次构造运动(青藏运动、昆黄运动、共和运动)，青藏高原在第四纪时期不同阶段的高度，在距今 80 万～60 万年全面进入冰冻圈，才真正发育成为地球上的第三极。青藏高原隆起引起了其周边的新构造运动，形成了一系列的活动断裂，其中东缘的断裂活动异常强烈，形成了我国地震活动强烈的南北地震带，2008 年 5 月 12 日的汶川 8. 0 级大地震就发生在该带上。

有关青藏高原在第四纪是否存在大冰盖的问题一直存在争议，其焦点是: 一是否存在过?二如果存在，那是在什么时代? 这些问题还有待今后的深入工作来解答。

4. 长江和黄河的研究

青藏高原的研究也带动了对我国两大河流———长江和黄河的形成演化研究。长江发育的历史一直是地貌学家关注的问题，沈玉昌(1965)对长江上游河谷地貌进行了研究，总结了金沙江河谷地貌的特征，袁复礼(1958)、任美锷(1959)等对金沙江石鼓湾是否由河流袭夺而成进行了研究。长江三峡的切穿是实现长江全线贯通的关键河段，研究表明三峡的切穿时间应在早更新世晚期到中更新世的初期，研究还表明金沙江的全线贯通也大体发生在这个时期。2006 年，杨达源等出版了 《长江地貌过程》 一书，对长江地貌和形成过程进行了总结。

黄河的研究在这个时期也取得一系列的进展。黄河三门峡的贯通与长江三峡的贯通具有同等的意义，虽经过众多的科学家研究，但在贯通的时间上尚没有达成一致的意见，不少的学者认为三门峡的切穿发生在早更新世晚期到中更新世初期，与长江三峡的切穿时间基本同时。其次是黄河上游地区的几大峡谷的切穿，龙羊峡在约 15 万年前切穿，若尔盖的古湖消失在晚更新世晚期，在晚更新世末期黄河延伸到现今的黄河源区。在晚更新世，黄河上游地区发生了水系的重大调整。

这个时期还研究了长江和黄河的演化过程与青藏高原隆升的关系。

5. 古人类的研究

在20 世纪初，北京周口店地区 “北京人”的发现被认为是我国在20 世纪古生物化石研究方面最重要的两大发现之一，她的发现不仅填补了东亚地区古人类化石的空白，而且把人类的历史向前推进了几十万年，更有意义的是发现了最早的人类用火痕迹。后来，钱方在云南元谋发现了 “元谋人”(1965)，把人类的历史推进到距今约 170 万年。

在 20 世纪 70 ～90 年代，在湖北、重庆、安徽、江苏、陕西等地发现了丰富的直立人化石和石器，尤其是在湖北建始发现的 “建始人”和重庆巫山发现的 “巫山人”，揭示我国人类历史超过了 200 万年。这些发现确立了中国东部地区在人类演化历史中占有重要的地位。在百色盆地、汉水流域、蓝田盆地发现了手斧，从而否定了 “莫氏线”的存在，证实在东亚地区同样存在手斧文化。

思考题

1)第四纪地质学与地貌学研究的价值?

2)从第四纪地质学和地貌学的发展历程我们能得到哪些启示?

3)中国对第四纪地质学与地貌学的贡献?

黄土高原面积约64万km2，是中华民族繁衍生息之处，更是古代中华文明的发祥地。250万年以来，在这块土地上堆积了厚100—200m的黄土�古土壤系列�1�，是全球最厚和最完整的黄土地层，也是塬地平广、丘陵顶平坡缓、沟谷开阔，川、坪、涧、掌、�地完整平坦，植被茂密、腐殖质层深厚的沃野粮田。但近千年来，人类的野蛮掠夺和破坏，使其逐渐沦为千沟万壑、地瘠民贫和灾难频繁的地区。究其症结，莫过于土地利用不当，破坏了黄土独有的“点棱接触支架式多孔结构”，进而使土壤渗透性和抗冲性能遭到破坏，其水土流失严重程度已跃居世界首位，年均侵蚀模数高达3720t/km2，是长江的14倍、美国密西西比河的38倍、埃及尼罗河的49倍。黄河多年平均含沙量，分别为上述河流的72倍、58倍和30倍。其多年平均输沙量16亿t，高出250万年以来平均降尘量的100倍。黄土高原形成于250万年以来的风成黄土堆积，只是近1000年来才急速演变而成黄土侵蚀区。究其原因较多，但其中自然因素非凡是干旱与人为因素对“土壤水库”失调导致有限水资源功能的破坏，是加速水土流失的主要因素。因此，黄土高原的整治已成为当今非常重大的协调人与自然关系的系统工程，它不仅关系着黄土高原本身的土地利用和农业生产持续发展，同时也与黄土高原西北边缘地带的土地沙化及其防治，黄土高原北部能源基地综合开发、改善生产环境、复耕及根治黄河水患，调节增进西北地区的生态与环境建设等息息相关。新中国成立以来，党和政府十分重视黄土高原综合治理和根治黄河工作，投入了大量人力、物力和财力，取得了50年的安澜。但是，由于黄土高原地区的土地利用极不合理，滥垦、滥牧、滥樵、滥伐、滥采之风屡禁不止，甚至有增无减，水土流失日益严重，造成“越垦越穷、越穷越垦”的恶性循环。下游河床年淤10cm，造成大堤“越加越险、越险越加”的另一恶性循环。目前，下游河床已大大高出开封城，严重威胁两岸200个县的工农业生产和亿万人民生命财产的安全。解决两个恶性循环，核心是解决该地区生态环境建设面临的干旱与水土流失并存的矛盾。而解决该矛盾的一个重要措施就是重建黄土高原“土壤水库”的巨大调节功能，迅速恢复植被。二“土壤水库”在黄土高原生态环境建设中的作用研究表明�2�，堆积的成壤过程形成非凡的黄土高原“土壤水库”。从地质大循环和土壤形成过程的实质来看，黄尘沉积与成壤及成岩同时、同地进行，是黄土�古土壤多层交替叠加并形成厚达k00—200m地层系列的关键。需要说明的是，黄土也是古土壤，是在比较干冷时期形成的、成壤作用不明显的黄土状新成土。由于黄土在土壤剖面上的成壤强度与在一般成土母质上繁生植被后形成的土壤不一样，一般成土母质随着风化层的不断加深增厚而不断下伸，形成成壤强度上强下弱的“V”字外形，并形成AC或ABC型层理比较易识的土壤剖面构形；而在黄土上发育的土壤其成壤强度的显示却并非如此，有时恰恰相反，尤其生物起源的磁化率和粘粒胶膜等呈现上弱下强倒V外形态，红褐色古土壤层尤其如此。由于黄尘不断沉积，形成A层不断增厚、上升而没有C层的存在，同时土体也因植被繁生而不断形成更深厚的Ah层，这与地质学家划分的黄土�古土壤时间序列一致。黄土沉积后的生物反馈合成等成壤过程较明显，但矿质部分的风化淋溶过程仅限于可溶性盐类。由此不难肯定，黄尘沉积后只有相应植被及时繁生才能进一步巩固并提高其赋有的通透性能，从而不断形成和加强其它土壤所不易获得的非凡“土壤水库”。只有这样的“土壤水库”才能就地分散接受全部降水，并防止土体充水时引起的崩散湿陷和洞穴、暗淘等现象发生，为土层不断加积增厚创造条件。土壤本身即是巨大的蓄水水库。这一点可以通过现实状况的反例证实。在土壤侵蚀过程中，土层日渐变薄，其蓄水量日趋减少，径流量相应增多。根据土壤持水量和产流量计算，土壤持水量随着侵蚀程度的增大�土壤层变薄而减少，径流量则随着侵蚀程度的增加而相应增加。在同等降雨条件下，强度侵蚀土壤和剧烈侵蚀土壤的持水量，分别为无明显侵蚀土壤的1/4和1/而径流量却相应为轻度侵蚀土壤的4倍和倍。在裸岩条件下，几乎全部降雨以径流形式流走。由于降水大量流失，土壤含水量和土壤总贮水量均随之减少，形成土壤水分和作物需水量之间的不平衡，从而造成农业干旱。此外，土壤入渗水量减少而地表径流增加，直接影响地表水和地下水的水量分配，破坏了正常的水量平衡关系。黄土高原古地貌海拔在千米以上，它又位于黄河中游，因此除不断下切河谷及局部内陆洼地可有物质堆积外，其侵蚀方式应主要为剥蚀，但事实却恰恰相反。据陈明扬和安芷生等的研究和推算，黄土高原不仅是个沉积区，而且250万年以来在本区可能年沉积×k08—×k08t黄土，占全部年降尘的63%—88%，成为黄土高原地区的一大特点。黄尘的主要来源区和黄土的堆积区，北自肯特山、唐努山，东以大兴安岭，南以长城到昆仑山，西以帕米尔高原为界，共计×k06—×k06km2的范围为我国现代大气粉尘的来源区和中国大陆主要的粉尘降落区。黄土高原的另一个特点是沉积物分布的地带性以及物质组成�如颗粒大小、矿物种类的相对均一性和变异规律性。近年来，3种降尘方式所形成的黄土微结构中细粒团的普遍出现是黄土高原又一大特点。它不仅显示了“水拦泥”的作用，同时也解释了有些化学元素含量在黄土高原边缘呈折线下降，以及其粘粒含量关中明显高出豫西地区等现象；据此说明黄土高原土壤侵蚀常以推移在先。难怪在西峰径流小区观测中发现，径流小时以粉粒较多，而径流大时才见粘粒增加等异常现象。由此推断，细粒团作为一单元体与其它黄土颗粒呈点棱接触形成支架式多孔结构可能是黄土高原形成的关键和主要动力，也可能是黄土区非凡“土壤水库”能够及时形成的基础。三重建“土壤水库”是黄土高原治本之道20世纪50年代以来，我国治水多采用“蓄泄统筹，以泄为主”的方针。但这一方针已不适应目前的状况。这是因为：①黄河水资源日益短缺，造成频繁断流，大量地宣泄地表径流已与缺水之态势相违反；②合理蓄水有利于下游堤防安全，缓解堤防失守之危机；③治黄需要走综合之路，并与生态环境建设相结合。明朝水利专家徐贞明指出“水利之法，当先于水之源”、“水聚之则害，而散之则利”，“弃之则害，用之则利”，提出“治水先治源”。黄土高原国土整治的“28字方略”，从提出到现在已经有20余年，但因有关领导部门未正式采纳施行，仅停留在论文和口头建议层面上，因而无法进行全面的、有针对性的验证。但是“28字方略”作为黄土高原综合治理的基本指导思想在黄河上中游治理局的3个水保站和黄土高原水土保持综合试验示范的11个试区，以及无定河流域、定西和晋西北等地区的200多个治理样板中都得到了证实，并取得丰硕成果。“土壤水库”是生态环境建设的关键和动力，由此，“全部降水就地入渗拦蓄”作为方略核心，是符合黄土高原演变实际的。在黄土高原形成过程中，“土壤水库”显示了不可替代的作用。因此，在土地利用时，必须以改善“土壤水库”为前提、指导思想和理论依据。只有这样才能充分发挥水资源作用，达到消除洪灾，维护生态良性循环及建立生态大农业的目的。

黄土高原，西起日月山，东至太行山，南靠秦岭，北抵阴山，海拔800～3000米，是地球上最集中且分布面积最大的黄土区，总面积64万km2。黄土高原是我国农业的发祥地，现在是全国旱涝灾害最频繁、最严重的地区。黄土高原环境的临界性和生态的脆弱性，使得它对气候变化的反应十分敏感。许多学者从考古、气候、地形地貌、植被、古土壤序列、土壤化学物质变化等方面，对黄土高原进行了研究，本文根据这些研究成果，综述了地质时期第四纪气候变迁与黄土高原演变之间关系，旨在抛砖引玉，进一步引起人们对黄土高原生态环境的关注，为黄土高原地区的可持续发展提供科学指导。 2黄土高原的形成与古环境气候气候变化与新构造运动是引起我国第四纪(注：目前,距今1万年期间为全新世，距今1万年－250万年期间为更新世，合称地质第四纪)时期环境演变的两大因子[1] 。黄土高原地貌的演变与第四纪时期环境气候变化有着密切关系，黄土高原的形成与第三纪以来的喜马拉雅造山运动密切相关[2] 。依据板块运动理论，喜马拉雅造山运动是由于第三纪印度、阿拉伯等小板块碰撞亚洲大陆而发生的，喜马拉雅造山运动导致了中国自然环境气候发生了一系列重要的变化。首先，喜马拉雅运动不仅导致了青藏高原的形成，而且引起了中国大陆的一系列差异性升降构造变化。其中之一就是秦岭的抬升，它的抬升不仅阻隔了南北方人类文化的交流和动物群的迁徙,而且阻碍了西北寒流的南下和东南暖湿气流的北上，对于大气热量和水分的再分配起到了明显的作用，造成了南北气候的差异，成为南方和北方、亚热带和暖温带的自然地理分界线。至此，位于秦岭之北的渭水流域,温和半湿润的温带气候特征基本形成。再次，由于青藏高原的隆起，大大改变了中国的古地貌，引起了西风气流的动力作用，改变了中国各地气候要素的组成。在强大的西北风吹扬下，中亚内陆沙漠地区的大量粉尘被抬升到3000米以上的高空，随风向东南方向飘移。之后，由于东南季风的干扰和秦岭、六盘山、吕梁山、太行山的阻隔和截留，风速变慢，在黄河中下游一带大量沉积下来，形成巨厚的黄土堆积。中国第四纪黄土研究表明[3]，黄土是从距今约250万年前的更新世早期开始堆积的。更新世晚期（距今1万年前），由青藏高原进一步上升到现代的高度，青藏高寒区和西北干旱区最终基本形成，气候进一步变得干凉，风力作用和马兰黄土的堆积速度明显加快，最终在中国北方形成了总面积约64万平方公里的黄土堆积，并在黄河中游一带形成了蔚为壮观的黄土高原。3 气候变化与黄土高原演变第四纪期间我国冷期－暖期交替出现的总格局与全球规律是一致的4]。冰缘现象的研究、许多地区孢粉序列的研究、哺乳动物群的研究[5]、海平面升降的研究等也都证实了这一结论。尤其是陕甘黄土研究所取得的重大成就，更进一步证实了中更新世以来我国环境演变格局与全球变化规律完全相应[6]。中国全新世时期气候变化的总格局与全球一致，即使在强烈隆起、环境演变异乎寻常的青藏高原也不例外[7]。 更新世时期的古气候变迁与黄土高原演变更新世时期的古气候特点1973年，我国考古工作者曾在黄土高原沟壑区的泾河上游马莲河畔合水县境内，发掘出一具较为完整的古象化石。经考古鉴定 [8]，这是更新世早期(200万年前)生活在黄土高原地区的“黄河剑齿象”。这具古象化石向人们展示了当时黄土高原地区气候温和，土壤肥沃，到处是森林、莽原和湖泊；在茫茫的原野上，野马奔驰，羚羊咩叫，鸵鸟漫步，鼢鼠觅食，古象成群……黄土高原俨然是一个天然动植物园。对旧石器时代早期的古环境与古文化的研究表明[2]，地质年代更新世早期和中期的大部分时间，渭河黄土高原呈森林—草原的植被景观和温暖湿润的气候。多种代用资料分析表明[9]，在中更新世时期，黄土高原地区曾存在远较现代湿润的气候；自中更新世“雨期”以后，后一湿润期的湿润程度都较相应的前一湿润期降低；后一干旱期的干旱程度都较相应的前一干旱期增强；晚更新世晚期，干旱趋势渐渐明显。由孢粉分析得知[10],地质年代的中更新世晚期到晚更新世早期，气候温和半湿润。 更新世时期的气候对环境演变的响应及对黄土高原的影响更新世时期我国环境演变的重大事件之一是现代季风，只有在现代季风形成之后，热量、水分条件的空间分布便进行调整，从而决定现代自然地理环境分布差异的规律[11]。青藏高原的间歇、加速隆起，与此同时所伴随着的现代季风出现并日益加强的过程，是我国境内第四纪时期环境演变的两大影响因素，深刻地控制和改变着大高原及周围地区的自然面貌，奠定了我国三大自然地理区分异的基础。60 年代，真锅淑郎等人[12]所作的数值模拟表明，对于无山模式，即青藏高原不存在时，现今东亚大陆上，冬季的西伯利亚高压和南亚夏季的印度低压都不出现，即不存在现代季风；增入高原影响后，出现与现代季风环流特征相接近的高低压分布形势。近年来的研究工作证明确实存在着这样一个转变过程，现代季风是青藏高原上升到某个高度之后的产物。喜马拉雅地区，在始新世时还是海洋环境，中新世时强烈的造山运动使这一地区上升为陆地，上新世晚期青藏高原已抬升到平均海拔1000 米左右， 更新世早期平均海拔为2000米，更新世中期高原面在3000米左右，更新世晚期广大高原面已达4500 ～ 5000米的高度[13]。由于青藏高原隆起初期(更新世早期(更新世早期)面平均海拔约达2000 米，此时现代季风已经形成，而青藏高原此时的高度还不足以阻挡湿润夏季风的向北深入。高原本身及其周围的黄土高原，由于现代季风的出现迎来了气候比较湿润的时期；相应地，黄土高原是一个天然动植物园。至更新世晚期，随着青藏高原高度不断增长，对湿润夏季风的屏障作用越来越强。当高度超过3000 米以上时，愈益强大的西伯利亚冷高压势力范围日渐扩大，干冷气流顺高原东侧而下，黄土高原气候转向干冷和干旱化方向发展，黄土高原从一个天然动植物园向草原、荒漠化演变。晚更新世的后一阶段,渭水流域大部分地方的植被已草原化了[2]。更新世时期的气候自变化及其对黄土高原演变的影响刘东生院士等[14]研究发现，第四纪约250多万年的时间内至少有32次黄土与古土壤的叠覆(黄红交替)，这种叠加结构代表了32次由暖湿到冷干的变化，这一结果证明了大陆冰期和间冰期的多旋回性。当气候暖湿时，雨量相对较大，黄土堆积较少，生物繁衍较多，就形成褐红色的古土壤。当气候冷干时，雨量相对较少，黄土堆积较多，生物繁衍较少，就形成黄色的土壤。由于黄土质地疏松均一，抗蚀力弱，土壤侵蚀现象在一定气候、地貌、植被等因素作用下，显得十分活跃。在地质年代第四纪期(更新世早期至全新世早期)，尽管没有人类对植被的破坏，但随着气候变化，自然植被也相应发生变化，当气候由湿润向干冷方向发展时，地面植被相应由森林向灌丛、草原演变，直到荒漠化，植被自然退化稀疏，土壤抗蚀性减弱，侵蚀转向相对强烈，形成现代千沟万壑的基本骨架。戴英生认为黄土高原第四纪地质历史时期经历了三个侵蚀堆积旋回[15]，近一万年来(全新世)进入第四个，前三个周期分别经历了10万年，50万年和3万年，在每个旋回中还存在若干小的侵蚀堆积更替。赵景波，朱显谟等[16]根据黄土高原古地理演变、黄土地层年代学和侵蚀期与堆积期的资料分析，得出黄土高原出现之前为红土盆地，250万年来的黄土高原物质运动可可分3个阶段：第 一阶段出现在250～140万年之间，为高原物质内部侵蚀循环期；第二阶段出现在140～万年之间，为高原物质自然侵蚀外流期；第三阶段出现在4千年以来，为高原物质加速侵蚀外流期。 全新世时期的气候变化与黄土高原演变全新世的气候变化可分为早、中、晚三个阶段。距今10000年至8300年的早全新世，距今8300年至3000年的中全新世，距今3000年以来的是晚全新世。由于全新世时期亚洲大陆的造山运动已基本停止，因此引起黄土高原环境演变具有全局性意义的自然因素首先是气候的波动[17]。与以前各地质时期相比较，全新世时期的环境演变，绝对幅度实际上是很小的，但由于在此期间，环境演变已经与人类社会的发展互为因果、融为一体，对人类社会的影响来说，这1万年来的环境演变具有特别重要的意义。