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摘要
植被中C4植物比例与气候条件和生态系统类型密切相关，了解C4植物扩张历史对于理解过去生态系统格局演化以及古气候变化具有重要科学意义。本研究在已有古地磁年代基础上，通过对泥河湾盆地郝家台NHA钻孔224.2～175.4 m段内243个沉积物样品的碳酸盐δ13C分析，结合δ18O、地球化学元素、粒度等环境代用指标测试，揭示了泥河湾盆地上新世3.66～2.89 Ma期间的C4植物扩张历史。研究结果显示：1)泥河湾盆地3.66～2.89 Ma期间，δ13C均高于-7‰,且δ13C值整体呈现波动上升的趋势，指示了研究时段内泥河湾盆地C3、 C4植物共存，C4植物总体呈现出明显扩张的趋势，其中约3.58 Ma和约3.10 Ma为研究时段内两次最为明显的C4植物扩张重要时间节点；2)3.58 Ma之前，δ13C多低于-5‰,植被以C3植物为主，3.58～3.10 Ma期间δ13C含量在-5‰至-3‰之间波动，气候趋向干旱化方向发展，C4植物所占比例有所增加；3)3.10 Ma之后的全球性冷干事件导致泥河湾盆地气候显著变冷变干，尤其是干旱化程度显著增强，δ13C多高于-3‰,指示泥河湾盆地C4植物出现显著扩张，以C4植物为主的草本植被占比可能超越C3植物，成为区域主要的植被类型；4)C4植物扩张过程中，也存在数次波动，如在约3.46 Ma、约3.38 Ma、约3.28 Ma和约3.13 Ma等时段内出现数次持续时间较短的δ13C明显低值，分别可以与全球深海氧同位素阶段(MIS)明显冷时期对应的MG6、 MG4、 M2和KM2相一致，但这些低值呈现出随时间推移，δ13C值逐渐升高的趋势，显示C4植物的影响逐渐加强。
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单位中国地质科学院地质研究所; 河北地质大学; 河北师范大学
