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毛乌素沙地位于中国东亚季风区的西北缘，生态环境脆弱，对气候变化响应敏感。该地区风成砂-黄土-砂质古土壤/河湖相沉积序列很好地记录了沙漠演化过程和气候变化。但是强烈的侵蚀作用使沙漠风成沉积呈现间断性和复杂性，导致了沙漠沉积序列中年代框架建立的相对困难，进而制约了沙漠演化过程和气候变化的研究。通过广泛的野外考察，选择了毛乌素沙地内部和边缘的10个代表性风成砂-砂黄土-砂质古土壤剖面，以光释光年龄为基础，结合粒度、磁化率等气候指标的测试，得到了部分毛乌素沙地活化的片段。同时综合分析前人的大量测年资料来建立沙漠沉积序列的年代框架，讨论晚更新世以来毛乌素沙地固定与活化过程及其记录的气候变化和气候事件。结合考古遗址点分布、历史文献资料和剖面测年结果讨论了历史时期人类活动对毛乌素沙地沙漠化的影响。研究结论如下：
(1)通过光释光测年和粒度、磁化率等气候指标的测试，得到了部分毛乌素沙地活化的片段，活化年代分别为131ka，123ka，91ka，74ka，71ka，48ka，27.6ka，22.2ka，22ka，11.6ka，8.24ka，5.4ka，5ka，1.1ka，11ka，0.65ka，0.4ka和0.1ka。
(2)综合测年数据建立了沙丘固定与活化的年代概率曲线，表明在52～55ka，36ka，28.3ka，25.7ka，23.8ka，21.6ka，18.9ka，15.1ka，9.4～10.9ka，8.1～8.2ka，6.2ka，5.5ka，3ka和1ka以来毛乌素沙地沙丘活化年龄相对集中，认为它们代表了沙丘活化的阶段。而在31～36ka，27.9ka，23.5ka，20.4ka，15.4ka，13.11ka，11.1ka，9.3～2.1ka，1.4ka左右毛乌素沙地沙丘固定年龄相对集中，认为它代表了沙丘固定的阶段。
(3)对毛乌素沙地固定与活化的阶段进行了划分：末次间冰期气候较为湿润，主要发育古土壤、黄土和河湖相沉积，风成砂发育时间较短，发现地点也较少；末次冰期在75～36ka和128～15ka以发育风成砂堆积为主，代表沙丘活化，气候冷干；在36～28ka期间沙地内部和边缘均发育了砂质古土壤，萨拉乌苏河流域发育了河湖相沉积，沙地固定，气候比较暖湿，表现为冰期中的弱暖期。15ka～11.5ka为冰消期，气候干湿波动频繁；11.5～9.3ka早全新世，干旱减弱，干湿波动颇为频繁。9.3～2.1ka全新世气候湿润期，沙丘固定，毛乌素沙地发育了多层古土壤沉积，但其间也夹有几次沙丘活化代表的气候干旱时期；2.1ka以来为晚全新世，气候干湿波动频繁。毛乌素沙地的阶段性变化主要受控于轨道驱动下的太阳辐射变化。
(4)通过毛乌素沙地活化概率曲线和北大西洋Heinrich事件以及全新世浮冰事件等气候事件的对比，表明毛乌素沙地记录了H1-H5的5次Heinrich事件，而全新世浮冰事件在早晚全新世毛乌素沙地记录较好，中全新世记录较少。YD事件、8.2ka降温事件、2.8ka的干旱事件以及小冰期事件都在毛乌素沙地得到了很好的响应。毛乌素沙地末次冰期以来百年.千年尺度的气候变化是全球气候变化的区域响应。太阳辐射量、极地.北大西洋、欧亚大陆高纬地带海冰的范围的变化，经过海.气系统的反馈和放大，通过西伯利亚.蒙古高压和西风带在很大程度上控制了末次冰期东亚季风的变迁，进而影响了毛乌素沙地百年-千年尺度的气候变化和沙地固定与活化的过程。
(5)通过历史文献资料、考古遗址点分布和地层记录对比表明：历史时期人类活动对毛乌素沙地沙漠化的影响主要集中在沙地的南缘、东南缘和东缘，明清以前地层和历史文献记录的沙漠化主要是气候原因，明清以来人类活动对沙漠化的贡献主要集中在沙地的边缘地带，表现在两个方面：一是流沙沿河谷向黄土区扩展；二是固定、半固定沙地减少，流沙面积增大。