2015, Vol.35
1 引言
萨拉乌苏河地区(37°20′~37°58′N，108°08′~108°48′E)地处鄂尔多斯高原毛乌素沙漠东南部边缘,是中国第一件正式报道的人类化石和首次成批旧石器文化遗物的发现区域[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7],该地区还发现有丰富的动物化石,被称为萨拉乌苏动物群[3, 8]。萨拉乌苏的第四纪地层厚达60~70m,1956年出版的"中国区域地层表(草案)"[9]首先将发育在萨拉乌苏河流域的河湖相地层称之为"萨拉乌苏河组",1979年出版的《地质词典》以规范科学术语的形式确定为"萨拉乌苏组"[10],"萨拉乌苏组"成为中国河湖相沉积中的典型地层[8],是中国北方特别是华北地区晚更新世的河湖相标准地层[7, 11]。
萨拉乌苏位于东亚夏季风的边缘区和黄土沙漠过渡带,其生态环境脆弱,对气候变化敏感,是中国北方沙区(沙漠与沙地)反映晚更新世以来沙漠变迁、河湖进退和气候变化的良好地区[12],因此,研究该区的沉积物对揭示第四纪环境变化有重要的科学意义[13, 14, 15]。近百年来,许多学者对该区的第四纪沉积进行了广泛深入的研究,并在考古学、年代学、古生物学和高分辨率古气候重建等方面取得了重大的突破和进展[11, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19]。本文仅通过对前人在古生物及其所反映的古地理环境方面的研究成果进行总结和梳理,回顾萨拉乌苏古生物与环境的研究进展,并对今后的研究提出一些建议。
2 脊椎动物化石研究在萨拉乌苏已发现的脊椎动物化石共计45个属种（含未定属种），包括33种哺乳动物化石和12种鸟类[20]。脊椎动物化石发现地点已知有新桥水库、二层河滩、滴哨沟湾、范家沟湾、杨四沟湾、邵家沟湾、刘家沟湾和米浪沟湾；主要地点为范家沟湾、杨四沟湾、邵家沟湾和刘家沟湾（图1）。
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图 1 脊椎动物化石主要发现区的萨拉乌苏河地形图、主要发现点位置、发现点平面图和剖面图 (a)脊椎动物化石主要发现区的萨拉乌苏河地形图和主要发现点位置;(b)旺楚克田舍附近萨拉乌苏河地图(据Boule等[3]、贾兰坡[4]和黄慰文等[7]修改),其中A和B为砂层中的化石点,C为人类牙齿发现地;N-N′为发掘面;X-Y为剖面图的走向;(c)杨四沟湾63590化石点剖面图(据裴文中和李有恒[5]以及祁国琴[26]修改) Fig.1 (a) Map of Salawusu showing the vertebrate fossil site and the section.(b) Map showing the Sjara-osso-gol near the Wansiock's farm (modified from Boule et al.[3],Jia[4] and Huang et al.[7]),A and B are fossil sites,C is the Ordos tooth site,N-N′ is exposed section,X-Y is cross section.(c) Cross section of 63590 fossil site in Yangsigouwan (modified from Pei and Li[5],Qi[26]) |
1922~1923年，德日进(Teilhard de Chardin)和桑志华(Licent)在萨拉乌苏首先发现和收集第四纪动物化石[1, 21, 22]，主要化石地点在邵家沟湾和杨四沟湾( 图1a)。令人钦佩的是，他们陆续发表了发现地点的平面图和两个横剖面图，并较详细的描述了化石发现的层位[21, 22, 23]，开创了中国古哺乳动物与地层并重的先河[24]。 图1b显示化石C点位于邵家沟湾，是1922年8月发现人类牙齿和脊椎动物化石，包括诺氏古菱齿象(Palaeoloxodon naumanni)在内的地方[21, 23]。在萨拉乌苏河右岸N-N′发掘面( 图1b)的地表之下50m的蓝色土中发现了非常丰富的披毛犀(Coelodonta antiquitatis)、野驴(Equus hemionus)、原始牛(Bos primigenius)和王氏水牛(Bubalus wansjocki)的完整骨骼化石。旧石器和数量巨大的破碎的骨片在砂层中发现，且大多数平铺在坚硬的蓝色粘土上部一个平面上，蓝色粘土被约1m厚的砂或具交错层理的砂覆盖[3, 22, 25]。沿这个可能是个古土壤层的平面，清理了80m，在挖掘地区的左边许多填满砂的小裂隙里有许多碎石片和鸟类、啮齿类和食虫类(刺猬、蝙蝠、兔子和各种鼠类)等小动物的破碎骨骼[3, 25]。在河谷底部相当于古人类遗址(见 图1b的N-N′)处至谷坡上部第3层披毛犀的上限处( 图1b的A点)都发现了脊椎动物化石，尤其是披毛犀和诺氏驼(Camelus knoblochi)散布于晚更新世上下许多层位。他们把1922年和1923年发现和收集的各种脊椎动物化石放在一起，统称为萨拉乌苏动物群，确定了的脊椎动物化石有43种，其中哺乳动物32种，鸟类11种。除上述大型动物外，还有普氏野马(Equus cf. przewalskyi)、野猪(Sus scrofa)、赤鹿(Cervus knoblochi)、河套中国大角鹿(Sinomegaceros ordosianus)、普氏羚羊(Gazella przewalskyi)、鹅喉羚(Gazella subgutturosa)、恰克图转角羚羊(Spirocerus kiakhtensis)、最后斑鬣狗(Crocuta ultima)和狗獾(Meles meles)[3, 25, 23]。但是，他们发表的材料中有不少是从当地居民手中收购的，缺乏准确的层位和地点记录[26, 27]；另外，在裂隙中发现的鸟类、啮齿类和食虫类的生存年代很可能晚于蓝色土中披毛犀、野驴、原始牛和王氏水牛的生存年代。
1963~1964年，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所以裴文中为代表的一些科学家在萨拉乌苏开展了进一步调查和研究[5, 26, 28]。在邵家沟湾萨拉乌苏河右岸灰黄色粘土质粉砂层中发现了虎(Felis tigris)的后半身完整骨架[5]，在此地点的南岸，即杨四沟湾萨拉乌苏河南岸的台地中(63590化石点)的水平层理砂层中做了新的发掘( 图1c)，发现化石最后斑鬣狗、披毛犀、普氏野马、诺氏驼、普氏羚羊、斯氏高山鼠(Alticola cf. stracheyi)和仓鼠(Cricetulus cf. griseus)[26]。裴文中和李有恒[5]、祁国琴[26]和袁宝印[28]详细记述了化石材料的产出地点、层位、岩性、距河面的距离和地貌特征，使后来的研究者可进一步的对比与分析。但因数量有限，很难观察到它们在上、下层位上的变化[27]。
脊椎动物化石在说明地层划分与对比、生物演化和古地理环境等方面具有十分重要的意义[29]。但关于萨拉乌苏组的地层和脊椎动物化石所代表的地层与环境，学者们的认识不同[30]。
早在20世纪20~40年代，德日进等学者[2, 21, 23, 31, 32]就力图将动物群与地层、环境及古地理等综合考虑，认为晚更新世(黄土)动物群中中国鬣狗为最后斑鬣狗、肿骨鹿为大角鹿所替代，驴、麋鹿和鸵鸟等首次出现，代表了一种干冷气候，提出萨拉乌苏组为砂相或蒙古相黄土，即萨拉乌苏组可能与黄土为相变关系或同期异相，将发育于萨拉乌苏河湖相的哺乳动物群与马兰黄土归为晚更新世，并且把这一关系扩大为中国北方第四纪沉积物的相变学说；后来，裴文中[33]在论述中国第四纪哺乳动物群的地理分布时，也划分出黄土期的Elaphus-ultima动物群，并指出这个动物群的标准地点是内蒙古萨拉乌苏，代表性动物是河套中国大角鹿、王氏水牛和原始牛。
随着中国黄土地区第四纪地质工作的开展，刘东生等[34, 35, 36]认为萨拉乌苏动物群与马兰黄土动物群的成分存在较大差别，萨拉乌苏动物群代表喜湿热的森林草原环境，马兰黄土中的动物群代表草原环境，发现萨拉乌苏动物群的地层(萨拉乌苏组)与马兰黄土是上下迭覆关系，而非同时异相的沉积关系，是不同时间、不同气候条件下的产物。但有学者[37]认为萨拉乌苏动物群中栖居草原性动物占绝对优势，气候是有向干燥、凉爽方向发展的趋势，时代为晚更新世中期；也有学者[38, 39]认为萨拉乌苏动物群的时代为晚更新世晚期，相当于氧同位素3阶段(MIS 3，下同)，当时气候略低于现在或相同，但较为湿润。
从生态学的角度分析，诺氏古菱齿象和水牛生活在森林草原或森林里，代表了较为温暖和湿润的气候条件[38, 40]，最后斑鬣狗适应温带到寒温带的环境[40]。野驴、普氏野马、转角羚羊及其它羚羊等适应于温带草原或荒漠草原环境；诺氏驼、鹅喉羚、跳鼠和鸵鸟是荒漠型动物[20, 27, 28]。据此，有些研究者[3]认为萨拉乌苏动物群似乎属于一个温暖、湿润的时期，一个相当于黄土建造下部的时期，这个时期的末尾，干冷的气候出现；但有些研究者[27, 28]推测这些化石反映以草原为主夹有森林草原和荒漠草原的自然环境，当时湖泊众多，湖泊附近生长着针阔混交林，离湖较远的地区是广阔的草原，再远的地区比较干燥，有沙漠存在；也有研究者[26]认为脊椎动物化石产出的位置有高有低，更新世晚期气候有过数次颤动。
裴文中和李有恒[5]认为杨四沟湾63590化石点的地层是与滴哨沟湾大断崖中萨拉乌苏河系的第三层(砂层，M3)同时生成的；按现在对萨拉乌苏流域地层的认识[11, 15, 41]，M3对应于MIS 3阶段和末次冰期间冰阶(目前大多数学者认为其年代为约57~25ka)。杨四沟湾高出河床8m和5m的羊角化石和动物牙齿化石铀子系法测年分别为 52.8±3 . 8ka和 44 . 0±7 . 0ka[42]；相邻的范家沟湾距河面10m处的某种动物牙齿和犀牛牙齿化石铀子系法测年分别为 63 . 0±3 . 0ka和 49 . 5±2 . 2ka[42]，而范家沟湾萨拉乌苏文化遗址含动物化石2m厚地层的光释光年代则分别为 61 . 0±4 . 9ka、66 . 0±5 . 3ka和 68 . 0±7 . 3ka[43]。祁国琴[26]则认为63590化石点位于主岸堆积阶地剖面的第三隔水层之下，即萨拉乌苏组上部，晚更新世早-中期；另外，萨拉乌苏动物群和事件也初步被认为与MIS 2~4阶段阶段相对应[13]。
将桑志华[3, 4]测绘的地形图与我们据1 ：5万地形图绘制的萨拉乌苏河的地形图进行比对，可以看出德日进和桑志华[3, 25]当年发掘的具体地点是在杨四沟湾( 图1)，在黄慰文[44]的报道中提及董光荣的实地访问和调查也证实了这一点。据裴文中和李有恒[5]研究论文的描述和剖面图，也不难发现1964年挖掘化石的位置也是在杨四沟湾( 图1c)。不过一个位于河的右岸，一个位于河的左岸。从他们在原层位发现的化石来看，德日进等[22, 25]在蓝色土中发现了非常丰富的披毛犀、野驴、原始牛和王氏水牛的完整骨骼化石。裴文中等[5, 26]在水平层理砂层中发现诺氏驼、普氏野马、披毛犀、最后斑鬣狗、普氏羚羊、斯氏高山鼠和仓鼠。两者的岩性不同，化石成分也有一定的差异。而在相邻的范家沟湾发现的羚羊、野马、野驴、大角鹿和披毛犀的化石动物群[7]与杨四沟湾63590化石点的比较相似。
按裴文中和李有恒[5]对地层的划分，黑蓝色(有些地区为灰色带微绿色)的泥灰层为M5层，这一地层在滴哨沟湾左岸的剖面中也被发现[13, 45, 46]，笔者2014年在滴哨沟湾右岸开挖的宽3m，纵深5~6m的剖面中也见到了“黑蓝色”层(顶部为黑蓝色，下部为灰绿色与黄绿色互层)和其之下裴文中和李有恒[5]文中所描述的含钙质结核的红黄色砂层。德日进[22, 25]所指的富含萨拉乌苏河系化石层位的蓝色粘土层应与裴文中和李有恒[5]的M5相对应，也就是说裴文中发现化石的层位高于德日进所指的化石层位。按现在对萨拉乌苏组年代界定[11, 15, 41]，德日进所指的化石层位应与末次间冰期、MIS 5相对应[7]。另外，有些学者[13, 16, 45, 46]认为萨拉乌苏组是一套中更新世到全新世的沉积地层，部分化石的地层年代也可能为150~220ka。所以，萨拉乌苏动物群的地层位置、时代归属和古地理环境可能还需要从多方面(如相变、地貌、沉积环境和测年等)综合考虑。
董光荣等[47]1978和1980年在对鄂尔多斯高原沙漠及沙漠化形成过程的考察中，在萨拉乌苏河两岸的原生层位系统采集了动物化石；但收集到的化石数量显得太少[27]。根据在地层中采集的动物化石和以前历次发现的化石统计结果分析，开创性地将萨拉乌苏动物群划为萨拉乌苏动物群和城川动物群[11, 27, 41, 48]。但是重新划分后的萨拉乌苏动物群在组成方面仍然保持其原有面貌[20]，其所反映的古地理环境将如何解译也是值得进一步研究的问题。
3 孢粉研究花粉分析作为陆地环境古植被的直接代用指标和古气候及人类活动的间接代用指标而日益受到重视[49, 50, 51, 52, 53, 54]。萨拉乌苏河地区的孢粉分析开始的较晚，袁宝印[28]在滴哨沟湾左岸剖面采集了12个孢粉样品进行分析，其中有7个样品发现孢粉，3个样品达到统计标准(200粒以上)并计算了百分比( 表1)。关于孢粉研究的正式论文在1987年发表[55]，这是萨拉乌苏河地区开创性首次孢粉分析结果。在发表前，已被发表的多篇论文加以引用[28, 47]。
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表 1 萨拉乌苏河滴哨沟湾剖面主要花粉百分比含量(据袁宝印[28],周昆叔和和严富华[55]) Table 1 Pollen percentage of the main taxa from Dishaogouwan section in Salawusu River valley (from Yuan[28],Zhou and Yan[55]) |
滴哨沟湾左岸剖面先后又进行了进一步的孢粉分析研究[56~59]，其中邵亚军[56]采样46个，描述了共鉴定多少粒孢粉化石，但未提及每个样品的孢粉化石颗粒的含量；孙建中等[57, 58, 59]采样70个，每个样品的孢粉化石数为155~741粒，基本上达到了统计标准。
近年来，闵隆瑞[60]和杨劲松[61]在萨拉乌苏河地区的酒房台剖面开展了孢粉分析研究，分别取样37个和503个，两者都描述了共鉴定和统计了多少粒孢粉化石，但文中均未提及每个样品的孢粉化石颗粒的含量，是否达到统计标准。遗憾的是尽管杨劲松在酒房台剖面取样密度较高，但多数样品的孢粉颗粒数低于150粒( 图2c)。另外，在米浪沟湾剖面有11个样品中含有孢粉颗粒，这些样品采自古土壤、河湖相地层和固定沙丘沙，在古活动沙丘沙样品中，没有发现孢粉颗粒[15]。同样，滴哨沟湾左岸剖面( 图2a)沙丘沙里也几乎都不含孢粉[56]。
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图 2 萨拉乌苏河流域主要花粉百分比 (a)滴哨沟湾(据邵亚军[56]),(b)滴哨沟湾(据孙建中[58]和柯曼红等[59]),(c)酒房台(据杨劲松[61]) Fig.2 Pollen percentage diagram of the main taxa from Salawusu.(a) Dishaogouwan (from Shao[56]),(b) Dishaogouwan (from Sun[58]and Ke et al.[59]),and (c) Jiufangtai (from Yang[61]) |
尽管如此，这些难得的研究资料还是显示出萨拉乌苏的孢粉组合除个别时段中松属花粉含量较高外，绝大多数时段的孢粉组合中小灌木和草本植物花粉占优势( 图2和 表1)。孙建中、柯曼红等[57, 58, 59]的孢粉谱与杨劲松[61]的孢粉谱比较接近( 图2b和2c)。 如萨拉乌苏组湖沼相地层的孢粉组合以蒿属为主(30 ％ ~60 ％ )，次为藜科(15 ％ ~30 ％ )；绝大多数样品中松属的含量不高，最高可达24.3 % ，因松属为超代表花粉，故可能是远距离搬运而来；阔叶树含量较低，以桦属、榆属和栎属为主，植被类型可能为草原或疏林草原，但较冷湿的气候[59] 和松与阔叶树繁茂的植被[58]值得商榷。与萨拉乌苏组湖沼相地层的孢粉组合相比，城川组以风成沙沉积地层为主的孢粉组合中的蒿属(20 ％ ~30 ％ )和藜科(10 ％ ~25 ％ )含量下降，而具低代表性的禾本科含量增加(10 ％ ~20 ％ )，且均为各自剖面的最高值。也就是说，考虑到蒿属、藜科和禾本科的代表性，当时的植被可能是以禾本科为建群的草原，这非常有意思。更为有趣的是，孙建中、柯曼红等[57, 58, 59]的孢粉谱中松属零星出现，喜湿的柳属含量增加(可达10 % ，为其剖面最高值)，而杨劲松[61]的孢粉谱中松属花粉含量增加。尽管以上几位研究者的全新世花粉谱中的花粉种类与含量有较大的差别，但以小灌木和草本的花粉含量占绝对优势基本是一致的，因分辨率较低，不再做进一步的讨论。
虽然由于当时条件的限制和研究的需要，袁宝印[28]、周昆叔和严富华[28, 55]仅在每一个典型层位进行了孢粉研究，但仅有的3个达到统计标准的样品却有重要的意义。位于剖面底部的1号样品的花粉组合中，藜科花粉含量高(50.26 % )，含一定量的落叶阔叶树和菊科花粉，松属含量较低。这种组合可有两种解释，一种是当时气候干旱，发育了藜科荒漠，另一种解译是当时有湖泊发育，在湖边低地，生长着藜科植物，在岸边生长有一些落叶阔叶疏林。3号样品位于剖面的下部，对应于萨拉乌苏湖相沉积，花粉组合中，松属含量较高(41.57 % )，也许在附近山地发育有松林；阔叶树花粉占一定的比例，且花粉代表性较高的蒿属(7.06 % )和藜科(18.63 % )含量较低，也许说明当时的植被类型为森林草原，气候较温和适宜。9 号(剖面中部，相当于城川组)的样品中松属花粉占绝对优势，达82.44 % ，也可有两种解释，一种就是当时气候较冷湿，林线下移，在萨拉乌苏流域发育了以松为建群的针叶林；另一种解译就是当时风沙活动强烈，当地植物贫乏，植被不发育，而被风远距离搬运来的松属花粉成了主要成分。参考9号样品的岩性(灰黑，灰绿色粉砂质粘土)，第一种解译可能较为合理。
邵亚军[56]的孢粉谱在萨拉乌苏组下部的花粉组合基本上也可解译疏林草原或森林草原，特别值得一提的是，桦属和栎属花粉的含量较高，分别可达到28 % 和18 % ，几乎可以解译为当时植被为暖温带阔叶林。城川组中部松属含量也较高，可达到22 ％ ~86 ％ ，与上述袁宝印[28]、周昆叔和严富华[55]的花粉组合较为相似。由图2可以看出，全新世应可能是以藜科和蒿属为主的干草原或荒漠草原。另外，图2a中表现出的萨拉乌苏组上部的松属高含量也可能是作图的误差所造成的。
4 人类化石研究1922年桑志华等[3, 21]在内蒙古鄂尔多斯萨拉乌苏发现的人类牙齿化石是中国乃至东亚大陆第一次确认的更新世时期的人类化石。从20世纪50年代到80年代，中国地质学家和古人类学家一直在萨拉乌苏地区进行长期考察和研究，但萨拉乌苏人类化石或遗骸的年代归属，目前尚存在不同认识[62]。
1922~1923年Licent和Teilhard[21]在萨拉乌苏河河谷(见图1b中C点)采集到一颗人类牙齿(门齿)和大量的动物化石(如犀牛、象等)，并在河谷的表面上检到1件人类的肱骨(PA61)和2件股骨(PA63 和PA62)[4, 21, 63]。这个牙齿的古人类属性不是绝对有把握，因为在采集它及其相伴生化石的地方，在更新统砂中或多或少地混有萨拉乌苏河现代阶地的底砾[21]。牙齿的大小与现代人相似[63]，门齿内面呈铲型构造，与现代蒙古人种接近[63]。但也有学者从牙齿的形状、表面的颜色和石化的深浅分析，认为是属于旧石器时代人类的一枚牙齿[4]。
关于两根股骨和一根肱骨化石的年代归属，相关学者们看法也不同。有学者认为两件股骨很可能与河套旧石器时代的石器[25]以及其同时的动物群共生；肱骨则与现代人完全一样[4]。但PA62股骨含氟量的测定结果显示为0.38 % ，而萨拉乌苏河哺乳动物化石和水洞沟哺乳动物化石的含氟量分别为1.10 % 和2.17 % ，说明该股骨与萨拉乌苏河和水洞沟动物化石不是同时代的[63, 64]，即PA62股骨的年代晚于萨拉乌苏和水洞沟。近年来，由美国亚利桑那大学AMS实验室和北京大学考古文博学院两个实验室对PA62股骨同一标本分别独立进行了AMS 14 C年代测定，其结果基本相同，AMS 14 C年代为0.2~0.3ka，树轮校正后的年代为1.60~1.96ka[62]。
内蒙古博物馆汪宇平[65, 66]于1957~1963年在萨拉乌苏乌审旗滴哨沟湾发现一段股骨(PA88)、一个顶骨(PA87)和一个面骨，并对发现点作了详细的描述。面骨和顶骨都在河谷中孤立阶地的堆积层(黄砂土和砂结核交互层)中发现，面骨化石位于该阶地西侧坡脚下约60cm深处，顶骨化石位于东坡(层位稍低一些)，两者相距150m。人类股骨化石(PA88)埋在滴哨沟湾一位老乡所住窑洞门外右侧的土崖里。据裴文中和汪宇平[5]1963年共同核查，它们都发现于第二台地，可能不是原生地层，且由形态上看，似乎比德日进等所发现的牙齿，具有更多的现代人的性质。吴汝康[67]研究了其中的人类顶骨和股骨标本，认为它们即具有一定的原始性，也有一般现代人的特征，可能代表晚期的尼安德特人类型。
从上述发现地点的描述看，这些人类化石或遗骸被发现时都已脱离了原生层位而再次堆积在近代河流阶地沉积层中[68]。20世纪80年代初，Dong等[68]报道和研究了在萨拉乌苏发现的“河套人”标本6件，其中4件(两件额骨、下颌骨和胫骨)在厚约40m的原生层位萨拉乌苏组里发现，从而解决了多年来“河套人”出土层位不清楚的问题，使该地区的人类化石研究有了突破性进展[62]。80年代初还有2件萨拉乌苏原生地层的人类化石(枕骨和肩胛骨)被发现，Shang等[69]对1980年董光荣和卫奇提及的他们在米浪沟湾萨拉乌苏组发现的人类肩胛骨化石进行了详细深入的研究；认为这具肩胛骨多数特征与各阶段早晚期现代人比较一致，同时兼具少许尼安德特人特征[69]。
萨拉乌苏出产的人的两件额骨、枕骨、下颌骨、肩胛骨和胫骨，出土地层测定出许多年代数据，从35ka到125ka不等[7, 70]；另外，虽然正文中没有具体描述，但米浪沟地层剖面图[15, 71]显示在萨拉乌苏组最底部的地层中标有人类化石的符号，其上覆地层底部的TL(释光)测年为148ka。同样，虽然正文中没有具体描述，“河套人”化石产地综合地质剖面图[9]显示，在地层上，人类化石分布在上下约25m的范围内；位置图显示地点有杨四沟湾、刘家沟湾、范家沟湾和米浪沟湾[70, 69, 72]。由此看来，人类化石或遗骸年代跨度大、分布广，这无疑是非常有意义的。非常遗憾，到目前为止，还没有见到6件原位人类化石或遗骸被发现地点的剖面和地貌特征描述，及不同地点和剖面的层位之间的对比等文献发表；除对人类肩胛骨化石进行详细研究外[69]，别的标本也一直尚未进行系统深入的研究。
5 认识和建议萨拉乌苏位于东亚夏季风的边缘区和黄土沙漠过渡带，区内沉积了较厚的在华北地区乃至中国北方具有代表意义的河湖相地层，同时含有人类化石和丰富的脊椎动物化石，是研究晚更新世以来环境变化的理想地点之一。近百年来，几代科学工作者对萨拉乌苏晚更新世以来的地层、古生物及考古学、气候环境等做了大量的调查与研究，并不断地取得了阶段性进展[13~19，73，74]。且随着研究材料的增加，实验方法的完善，对萨拉乌苏古动物群、古人类、孢粉-植被及其所反映的古地理环境的研究程度也逐步提高。通过对已发表有关文献的梳理，笔者提出以下几点认识和建议：
(1)脊椎动物群和古人类
萨拉乌苏化石数量多，类型复杂，在不同的地点和地层层位发现脊椎动物化石45个属种(包括哺乳动物33种，鸟类12种)；人类化石或遗骸15件，有6件采自原生层位。该动物群成分复杂，既有喜暖湿森林或森林草原环境的象和水牛，又有适应于温带草原或荒漠草原环境的野驴、普氏野马、转角羚羊及其它羚羊和荒漠型动物诺氏驼、鹅喉羚、跳鼠和鸵鸟。而关于萨拉乌苏动物群所代表的地层、时代与环境尚存在不同认识。人类化石或遗骸中有几件可能属于现代人；有几件即具有一定的原始性，也有现代人的特征。6件原层位化石的出土地层的测定年代从35ka年到148ka年不等，不仅年代跨度大而且分布广。
萨拉乌苏脊椎动物群和古人类还需进一步深入的研究。如：1)古生物化石的采集比较零散，分布在不同的地点和剖面。由于化石材料的稀少，原生层位定位不准，测试材料不具可比性等，使得动物群和人类化石或遗骸的确切年代存在较大争议。应加强各个地点和剖面的层位对比，从多方面(如相变、地貌、沉积环境和测年等)综合考虑，进行全面系统的工作。2)脊椎动物化石和人类化石或遗骸采集的野外记录还不够详细，以及地层的对应关系不够确切，有待进一步开展工作。3)通过脊椎动物化石来推断古环境还大有工作可做，可进一步加强利用脊椎动物化石探讨晚第四纪环境变化的工作。4)采自原生层位人类化石或遗骸尚需系统深入的研究。
(2)孢粉记录
孢粉分析的研究成果显示，在萨拉乌苏的孢粉组合中，除个别时段松属花粉含量较高外，绝大多数时段的孢粉组合中小灌木和草本植物花粉占优势。萨拉乌苏组的植被类型可能为草原、疏林草原或森林草原，气候较温和适宜；城川组的植被类型可能为以禾本科为建群的草原。
由于学科发展的客观过程和研究目的的不同，早期的孢粉学研究一般采样密度相对很低，孢粉统计的数量也较少，从而影响到孢粉的系统记录和对植被环境的客观解译，更难以恢复或建立高分辨率的环境序列。其次，早期本区表土花粉及相关研究资料较少，而利用化石花粉数据准确地重建过去环境，必须基于该区现代花粉谱与植被气候间的关系[75, 76, 77]，如湖泊的大小、河流和风力状况、孢粉种属产量及扩散能力差异等因素常常导致孢粉记录的解译存在不确定性。第三，已有的样品和年代的分辨率不足以满足反映末次冰期千年尺度的气候变化事件。这些对位于黄土沙漠过渡带且气候敏感的萨拉乌苏地区的花粉记录可能是一种较大的遗憾。而这种可以与北大西洋以及格陵兰冰心记录相对应的快速气候变化信息已经在萨拉乌苏米浪沟湾剖面的磁化率、粒度及化学元素[15, 18, 19]等记录中有所体现，但孢粉记录无疑是提供过去气候变化最直接的植被生态记录，来自希腊(Greece)的15万年来的高分辨率花粉记录已精彩的阐述了千年尺度的气候变化[78]。在良好年代控制下，萨拉乌苏时间跨度较长的、堆积较厚的河湖相-风成沙天然露头剖面的孢粉记录非常有潜力，不仅可为研究该区的气候变化而且为更全面的理解全球气候变化的机制和预测未来环境变化积累新的区域性基础资料。
(3)展望
萨拉乌苏地区存在晚更新世以来的连续沉积地层，应加强重点剖面的高分辨系统采集和研究，从而建立系统而详细的晚更新世生物地层序列；重建晚更新世以来的高分辨率的气候环境变化序列；而后，通过与邻区和全球对比分析，探讨该区对全球气候变化的响应及该区环境变化的动力机制与模式。
致谢 黄慰文教授审阅文稿并提出了宝贵意见；高尚玉教授、李保生教授、白庆元局长和作家杨道尔吉先生在野外给予了指导与帮助，在此一并表示感谢。
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| 78 | Tzedakis P C, Lawson I T, Frogley M R et al. Buffered tree population changes in a Quaternary refugium:Evolutionary implications. Science, 2002, 297 :2044~2047 |
Abstract
Salawusu(37°20'~37°58'N, 108°08'~108°48'E) is located at the southeastern margin of the Mu Us Desert of Ordos Plateau and in the northwest margin of the East Asian monsoon.The region is of interest for palaeoenvironmental and palaeoclimatic studies because the environment in this region is sensitive to climate changes.Specifically, the Salawusu Formation has been viewed as a typical stratigraphy for Late Pleistocene fluvio-lacustrine sediment in northern China, especially in North China.The Late Pleistocene sediments have yielded abundant vertebrate fossils that are known as Salawushu fauna.And the fossil tooth discovered in Salawusu is the first Paleolithic human fossil found in China and even in East Asia.Furthermore, the fluvio-lacustrine sediment is a natural outcrop of 30m and 40m in thickness above the riverbed on the bank of the Salawusu River, which is referred to as an ideal section for reconstructing climatic and environmental change.Therefore, the stratigraphy, paleontology and environmental change have been investigated and researched intensively by several teams during the past century.This paper reviews and synthesizes a large body of research literatures, including paleobiological, human fossil records and paleoenvironmental changes in order to better understand the research situation in paleontology and environment, and what further research is required？The main results can be summaried as follows:
(1)45 species of Vertebrate fossils, of which 34 species are mammals and 12 species are birds, have been found from different stratigraphy and places along the bank of the Salawusu River.The age of stratum in which Vertebrate fossils have been discovered ranges from 35ka to 148ka.15 human fossil remains have been found in this district, of which 6 have been discovered from the original layers.The fauna is made up of a variety of vertebrate.Some species occur in forest or forest-steppe under higher temperature and relatively high moisture conditions, others live in temperate steppe and desert-steppe, and still others adapt to desert condition.However, the study on stratigraphy, chronology and environments of vertebrate fossils present some confusing results and are not satisfactory because some of them are not clear enough in layer and dating.Therefore, the comprehensive comparison and analysis(such as topography, stratigraphic, lithology, sedimentary environment, and the dating, etc.)of the entire section in which the fossil found is useful to understand the biological sequence and environmental change.In addition, the studies on the human fossils from the original layers are still necessary.
(2)The pollen spectra from Salawusu show the pollen assemblages of most of the samples are dominated by subshrub and herb components including Artemisia and Chenopodiaceae, except that the pollen assemblages of some samples are marked by the higher percentage of Pinus. The pollen assemblages from Salawusu Formation likely reflect a steppe, open forest-steppe or forest-steppe landscape and a moderate climate.The pollen assemblages from Chengchuan Formation suggest an expansion of Poaceae-dominated steppe.However, there is considerable uncertainty in pollen-based reconstruction of vegetation changes and climate variations, because samples and pollen grains counted for each of the samples are poorly and the intensive study is rare about the modern pollen-rain.Specifically, there are no high-resolution pollen records during the Late Pleistocene, so that it is inadequate for reflecting climatic variation on millennial and centennial timescales.Thus based on well-dated sequence, the vegetation changes inferred from the high-resolution pollen record and associated climate variations during the Late Pleistocene and Holocene in the Salawusu need to be studied.
(3)The fluvio-lacustrine deposits in the Salawusu have more or less continuously documented the bioclimatic history of the Late Pleistocene.Based on the better chronological controls and the high-resolution records from key section, the earlier depiction for biostratigraphic sequence and environment change during Late Pleistocene could be refined and our understanding of the climate dynamics affecting the Mu Us Desert since Late Pleistocene could be improved.