中国国树是银杏树。

中国的国树是银杏树，这只是一个待定的说法。因为并没有下发相关的条例将银杏树明确地定为国树，但是中国民间各个相关组织，都已经约定俗成地把银杏树定为中国国树。早在1942年，《新华日报》中有一篇名为《银杏》的文章，在这篇文章当中就有提出将银杏定为国树的倡议，这也是最早在公众面前倡议银杏为国树的文章。

作者郭沫若先生在这篇文章中，用精炼的语言赞美了银杏树，他说银杏树是在有花植物当中最古老的存在，在大众面前科普银杏树的花粉和胚珠具有动物性态，是千万年前流传下来的活化石，也是人们需要尽心保护的植物奇珍。最重要的一点便是银杏树最开始只有中国有，只有中国才是银杏树的故乡。所以郭沫若先生当即指出银杏树是东方的圣者，它是中国人文有生命的纪念塔，应该称之为中国的国树。而许多人也因为郭沫若先生的这篇文章，才更加深层次地认识了银杏这一中国特有的珍奇树种。银杏树为中国独有，是千千万万年前在中国这一片土地上面存在的植物活化石，所以在历次的国树评选活动当中，银杏树的呼声一直都是最高的。

银杏的起源：

银杏是一个古老的树种，有植物界“活化石”之称。银杏类植物约出现在23亿年前的石炭纪。在距今2亿年的中生代侏罗纪，银杏类植物达到鼎盛时期，并和其他类裸子植物组成浩瀚的森林从中生代白垩纪至新生代第三纪早期，北半球许多地区发生山脉隆起和海底上升为陆地的地质运动，气候也发生变化，银杏类大多数属种相继消失，只剩下银杏属和似银杏属。到了第三纪末期及第四纪初期，北半球产生了巨大的冰川，因之地球上的植被也发生了根本性的变化，银杏类植物在欧洲和北美洲的广大地区全部灭绝，在亚洲大陆也濒于绝种。我国冰川不像欧洲那样连成大片和覆盖整个地面，日本和朝鲜也是如此，当时我国华北地区所受到的侵蚀作用比较轻缓，而华东和华中一带最多只有局部地区受到寒冷气候的影响，因此这一古老的珍贵植物才幸免于难而遗存下来，成为东亚的“活化石”。现在世界上只有浙江省西天目山和四川、湖北交界处的神农架自然保护区，以及河南、安徽交界处的大别山一带狭小的深山谷地，还残存着为数不多的呈野生或半野生状态的银杏。

银杏的进化：

银杏树集真、善、美、良于一身，千百年来素为国人喜爱，在民间常被尊为神树，敬若圣明。早在四千年前我们的祖先就开始了野生银杏的引种驯化，商周时期，银杏在长江流域已广有种植，到汉末三国时，银杏已广植于江南一带，黄河流域以北也有零星分布，至唐朝，逐渐扩及中原，宋朝以后黄河流域有了较大的发展。直到现在，在我国名山大川、古刹寺庵中还留存许多苍翠参天、拔盖群雄的古银杏，如贵州省福泉市黄丝乡乐邦村李家湾、湖南省洞口县、山东省莒县定林寺等多处，都有几千年生的古银杏树。其他国家种植的银杏皆由中国传人。银杏成为中国的名片，植物界的“大熊猫”。银杏传承着中国历史和文化。银杏的记载最早见于西汉文学家司马相如的《上林赋》，有“沙棠栎储，华枫枰栌”之句，东晋训诂学家郭璞为“枰”注释称：“枰，平仲木也。”唐朝学者李善也引用郭璞的注释肯定“枰”就是“平仲木”，并明确注解：“平仲之木，实白如银。”自晋朝至唐朝，称银杏为“平仲”，唐朝初年诗人沈俭期诗中有”芳草平仲绿，清夜子规啼” 之句。唐朝以后也有称银杏为“鸭脚”的，概因银杏的叶子似鸭掌，因名鸭脚。宋朝初年，臣民用平仲进贡皇帝，宋帝食后大加赞赏，因其形似杏，种壳白如银，遂赐名“银杏”。从此平仲改称为“银杏”。“白果”一名始见于元代李杲( 1180~1251) 《食物本草》。当时银杏药用盛行，更因银杏结实落地，果肉烂没，只留种仁，色白如银而得名。种仁食药两用，被明朝李时珍收入《本草纲目》，白果之名大盛。银杏实生树始种迟而寿命长，人们常说银杏是“三十年而生，三百年而兴““公植树而孙得食”；又说中华民族祖先轩辕氏复姓公孙，银杏的寿命可与中国有文字记载的历史相比，因而称为“公孙树”。此外，在许多古籍和史志中还有灵眼、鸭掌树、史前树、佛指甲、佛手柑、飞蛾树、风果、仁杏、玉果等美名。银杏在我国栽培技术和开发利用源远流长。早在初唐孟诜编撰的《食疗本草》一书中就已有银杏的食用价值和医疗作用的记述。到了宋朝，记载栽培和食用银杏的农书、医书已很普遍。 如南宋吴怿的《种艺必用》、陈景沂的《全芳备祖》、陈元靓的《博闻录》等。元朝由司农编撰的《农桑辑要》一书中，对银杏的栽植时间、栽植方法阐述得十分详尽，“春分前后移栽，先掘深坑，下水成稀泥，然后下栽子连土封，用草或麻绳缚之，则不致破碎土封。”在鲁明善撰写的《农桑衣食撮要》一书中也告诫人们“于肥地用灰种之，候长成小树，连土用草包，或麻绳缚之，则易活。”明朝李时珍在《本草纲目》一书中详细地描述了银杏的形态：“树高二三丈，叶薄纵理，俨如鸭掌形，有缺刻， 面绿背淡。”接着又阐述道：“须雌雄同种，其树相望，及结实。”这充分说明当时人们已深知银杏的雌雄异株的特性和授粉的必要性。此期我国劳动人民对木材的利用价值已有深广的了解。南宋岳飞为江苏泰兴“延佑观”题字用的匾额，以及北宋金銮殿中皇帝的座椅都是用银杏木做成的。到了元朝，大臣们朝见皇帝时手执的笏也是选用精良的银杏木做成的，寓意朝政永世不衰。位于河南开封大相国寺的银杏木雕千手千眼佛雕像，雕造于清朝乾隆年间，木雕像高达7米，工艺之精，造型之美，举世无双，极为珍贵。自宋朝以来我国劳动人民就深知银杏种仁品味甘美，营养丰富，医食俱佳，为上乘干果。宋时由于把银杏作为贡品敬献皇帝，皇帝品尝后大加赞扬，从此银杏身价倍增。此时许多文人墨客写下了许多赞颂银杏的光辉诗篇。据统计，自宋朝以来，赞颂银杏的故事、传说、散文及诗词共计100余篇。著名文学家欧阳修赞美银杏“鸭脚生江南，名实本相浮。绛囊因人贡，银杏贵中州……”；在得到诗人梅晓臣送予的白果后写道：”鹅毛赠千里，所重以其人；鸭脚虽百个，得之诚可珍……”。因当时受到士大夫推崇，一时间举国上下推银杏为至高圣品，广泛用于烹饪，多与猪、羊、牛及禽、蛋类相配，制成美味佳肴。被誉为齐鲁珍馔的孔府菜中，就有色、香、味俱佳的“诗礼银杏”，令人望而生津，食而不厌。元朝吴瑞撰写的《日用本草》，是我国最早将银杏列为中药的典籍，书中记述“银杏性味甘平，苦涩有毒，主要功能是敛肺气、定喘咳、止白浊、缩小便。”从清初陈扶摇撰写的《花镜》，一直到清末吴其浚撰写的《植物名实图考》，都全面地汇集了前人栽植银杏的经验和银杏的经济价值，尤其对银杏的栽培技术讲述得更加详尽。18世纪后，我国林学家陈嵘、郑万钧、郝景盛等，对银杏的栽植、管理、采集、利用等作了更加完善的研究。

银杏树的寓意：

1、长寿。银杏树是与恐龙同时代的植物，被称作“活化石”，其适应能力强、生长周期漫长，可存活至千年，有希望家中老人能够健康长寿的寓意。

2、多子多福，儿孙满堂。银杏本身是雌雄异株的树种，也就是说在一棵雌银杏树的旁边一定会有一棵雄银杏树，它们不独株而居，通常情况下都是以一个树群的形式出现，这象征着家族人丁兴旺，儿孙满堂，能代表着家庭生活更加幸福美满。

3、坚韧沉着。银杏树在冬季时光秃无叶，春季开始发芽长叶，从年头长到年底，叶子由绿色慢慢变成**，最终在冬季随风飘去。它的一生就是在不断地酝酿着希望，从不放弃生的可能，饱含了坚韧、沉着的精神。

4、爱情。银杏树的叶片是心的形状，一柄两叶寓意着两颗相爱的心连在一起。银杏树又叫公孙树，千年才能开花结果，暗含着只有经过多年漫长的相守，才能顺利开花结果，寓意着守护爱情的漫长岁月最终合二为一，修成正果。

5、调和。银杏的一个叶柄上长有两片叶子，分别象征着阴和阳、生和死、对和错等事物的两个对立面。寓意着对立矛盾的调和。  

云胎，即昆仑胎

昆仑胎是一种奇怪的自然现象，传说指在龙脉的源头，也就是俗话说的，集天地之灵气的地方。往往在岩石、冰川、树木之内，会自己孕育出一些奇怪的婴儿状的东西出来，这些古籍里就叫做‘地生胎’。据说经过万年的衍化，有些‘地生胎’就会成精，比如说西游记里的孙悟空。

在唐朝的一本文献里提到过，西汉末年，在昆仑山的巨型冰斗下底下，当地藏民发现过一个巨型冰胎，大如山斗，五官已经具备，还是一个女婴，栩栩如生，于是‘地生胎’就被叫做‘昆仑胎’，后来还在那女婴的肚脐眼上修了个庙，叫做昆仑童子庙。风水学中，‘昆仑胎’是天定的宝穴，与人为推断出来的风水穴位是不同。要找到一条龙脉中可能生成‘昆仑胎’的地方，是不可能的，只有等到‘昆仑胎’开始形成，偶然被人发现，然后将胎形挖出，再把陵墓修建其中。这样的宝穴是可遇不可求的。

传说只有通天的人才有资格。历史唯一记载埋在‘昆仑胎’位里的人，只有一个人，那就是黄帝。”

昆仑胎是神定的胎位，地生的宝物，是大地灵气汇聚的地方，是最好的风水宝地！没有比它好的地方！若要比它好，就只有天宫了！

「冰川纪已过去了，／为甚麼到处都是冰凌？／好望角发现了，／为甚应死海里千帆相竞？」在这里明显分成两组，是一个重复，换句话说，第一、二诗行及第三、四诗行在句子结构上是重复的。 先看第一组诗句：「冰川纪已过去了」；「冰川纪」即指冰河时期，是人类历史发展的其中一个时代当时由於气候异常寒冷，所有生物都无法生存。若以人情冷暖的角度来看天气的冷暖，那麼，这个冰川纪指的便是人情极度冷暖的时代。这首诗写於1976年，很多人也自然地将「冰川纪」联想成文革时期。「冰川纪已过去了」一句，便可解作人际关系极度冷淡的文革时期已过去。 再看下一句「为甚麼到处都是冰凌」，「冰凌」即冰锥，如将这意象放到人际关系上看，那麼「冰凌」那寒冷、尖锐得可以造成伤害的特点，便可用来形容人们互相攻击、互相猜忌，不能互相信任，融洽相处的情况。所以这句的意思是指既然人情极度冷漠的时代已经过去，为甚麼人与人之间还要互相攻击，不能融洽相处呢？ 「好望角发现了，／为甚麼死海里千帆相竞？」刚才提到「冰川纪」是用了地球的历史；这句则用了空间或地理的意象。好望角(Cape of Good Hope)位於非洲的南端，是航海家迪亚士(Bartolomeu Dias, 约1450-1500)给这个地方的名称。意谓只要经过好望角，便有望到达富庶的东方，得到梦寐以求的财富。因此这里用上「好望角」，为的是隐喻有望实践梦想，达到目标的地方。 「死海」位於中东地区，处於以色列的西陲，由於附近温度高，蒸发强烈，因此死海的湖水含盐度高达23-25%，水生植物及鱼类不能生存，沿岸草木也很少，所以取名「死海」。这里，明显借用它那死寂没有生命力的特点，以表达死寂的感觉。换句话说，在死海中千帆相竞，就像是为了些没有意义的东西在竞争一般。如果发现「好望角」解释为有了新的好的希望，那麼，为甚麼还要死气沉沉、没有半点生气的地方互相竞争，你争我夺呢？ 虽然好望角和死海都是空间，但两者是相对的，明显形成强烈对比。此外，冰川和好望角刚巧相反，如冰川代表人情冷漠，那麼好望角便指好的希望，两者也是相对的。所以，这里既有句式的重复，也有时间空间上的对比。

并蒂莲，也叫并头莲，并非独立的花卉品种，而是指一支花梗上长出二朵荷花。自然栽种的并蒂莲十分罕见，据称其发生机率为十万分之一，观赏价值远高于一般荷花。文学作品中常用来比喻恩爱夫妻。

两个基本特征：一、本是一柄一蒂的荷花，形态发生变异，变成柄端分裂为二蒂着生二花；二、这是自然界发生的偶然现象，如同双胞胎，不能遗传后代，故不能算是荷花品种。可见千年前，古人赏荷时洞察之仔细，思维之清晰。

并蒂莲观赏价值高，出现的频率极地，历来备受人们赞美，成为吉祥如意，人寿年丰，爱情美满，夫妻和睦的象征，被冠以“嘉莲”、“瑞莲”的美称)

开花几率仅为十万分之一“并蒂莲”；并蒂莲学名叫雌雄莲，指一支花梗上长出二朵荷花，可谓同心、同根、同福、同生的象征，寓意夫妻、兄弟，“并蒂莲”在民间寓意吉祥、幸福、美满，是荷花中罕见的珍品，观赏价值远高于一般荷花。它之所以倍受珍爱，是因为它的出现极为偶然，不能复制，也不能遗传。据悉，并蒂莲十分罕见，开花几率仅为十万分之一。普通荷花在花芽分化过程中只有受到特殊外界环境的刺激，基因发生变异，而且还需要营养和环境适宜才有可能出现花开并蒂的情景。

冰川系巨大流动固体，是高寒地区由雪再结晶聚积成的，因重力作用流动，成为冰川。冰川地区钻取的冰心保真性强、包含信息大，分辨率高，时间跨度大，是全球性气候变化研究的重要样本。冰心同位素研究，可揭示几十万年以来全球气候、环境的演化。目前冰心的研究主要集中于3个重要区域，即南极、北极和西藏高原。

1冰川的同位素组成

冰川分为两大类:极地冰川和温和冰川。极地冰川分布在地球两极，整个冰团的温度保持在溶点以下，温和冰川分布在两极之外。

无论极地冰川还是温和冰川，大致都由表层积雪、粒雪(结构紧密的常年积雪)和冰组成。当表层的积雪越来越厚，在重力的作用下，将使深部积雪的结构变得更加紧密，雪的压力增加，在经历一段较长时间后，这些粒雪会转变为透明的冰。由于三者之间在成因上的紧密关系，所以，同一冰川内的粒雪和冰的同位素组成主要受制于表层降雪和表层雪的保存状态以及后期扰动的程度。

根据表层积雪是否被溶融及溶水渗入雪层的程度，可分为3个主要带:在表层积雪保存的过程中，不产生雪的溶融，也没有溶水的渗入地带，称为干雪带;雪表面发生部分溶融，溶水渗入雪层一段距离，又重新冻结起来的地带，称为渗透带;溶水渗入到整个年度雪层内，即前一个冬季的积雪，在紧接着的夏季，乃至整个秋季温度都上升至0℃，这些地带称为浸泡带。干雪带主要出现在极地冰川，而渗透带和浸泡带主要存在于温和冰川中。

(1)极地冰川的同位素变化

极地冰川地处两极或接近两极，冰储存于温度低于溶点以下的环境中。储存的冰很少受到溶融或重新冻结的影响，连续的积雪层同位素含量常常可以在冰川的粒雪和冰中保存下来，这些信息往往反映了雪形成时的环境特征。

图15－17 冰心的剖面图(据Dansgaard等，1971)

具有代表性的冰心资料见图15－17。它采自接近北极格陵兰的CampCentury，其同位素剖面显示了一些有规律的变化，δ值随冰心深度呈正弦波形式出现周期性变化，从冰的表面向下115m处，周期性振动波的波长(λ)都接近于035，随着深度的加大，波长逐渐缩短，到几千米处逐步消失(即周期性变化消失)，而δ值变化变得更复杂，在一个大的基本振幅波上出现了一些微小的波动，这些微小的波动到一定的深度后消失。此时，大的振动波趋向于平滑。同位素组成的研究证明，δ值最高者代表夏季雪的同位素组成，δ值最低(振幅的底部)代表冬季雪的同位素组成。夏季的δ值和冬季的δ值最大相差达20左右，这表示冰川中保存有同位素季节效应。相近年度的δ值的差异，大体上反映了每年降雪时气候条件的差别。但是，同一年度范围内(一个振动波周期)出现的δ值波动情况较为复杂，因为降雪时的环境条件不同可以引起δ值波动。如果夏季和冬季雪的δ值变化不大(即环境条件差别不大)，或是积雪期后同位素效应增强，δ值的变化将会失去其规律性，甚至消失。这种情况在温和冰川中更为明显。南极Byrd的冰心总的趋势近似，但是，δ值的变化幅度和周期有时显得杂乱无章。缺乏规律性，用于解释季节性变化就较困难。

Epstein和Sharp(1959)首先指出，在极地冰川的干雪带，在一个非常小的渗透带内偶尔见有雪溶水渗透作用，δ的季节性变化多数能够保留在粒雪中和冰川冰中。在渗透带，特别是在浸泡带中，δ季节性变化幅度就会明显减弱了。

Dansgaard等(1973)公布了格陵兰的Dyes、Crete和CampCentury三个观察站及南极一个观察点的资料。格陵兰的3个站的资料表明，δ的季节性变化残存于整个积雪过程中，并延续了上千年。但南极的Byrd，其δ值的季节性变化在3年后就消失了。

由于极地冰川所处环境特殊，积雪大部分保存在干雪带。于是出现两种特殊情况:一是产生雪的飘移，致使积雪中δ的季节性变化面目全非;二是雪没有发生飘移，这种雪将连续堆积起来形成积雪，其δ值的季节性信息将被持续保存很久。

在极地冰川中，δ值的季节性变化幅度在粒雪作用期间变化很大，随着时间推移，粒雪堆积的加深，同位素出现均一化作用。由于在极地冰川的粒雪间几乎不存在雪溶水，也几乎没有次层溶水的重冻，故不存在溶水和粒雪之间的同位素交换，因此，极地冰川中δ值的变化只有通过蒸气相或者通过固体冰中的分子扩散来实现。这些后期的同位素效应非常缓慢，以致以粒雪形式堆积起来的物质中保存的季节性δ值变化，没有遭受到明显的影响。

Johnson(1977)等对极地冰川干雪带的粒雪做过详细研究。他认为，极地积雪可能产生两种同位素均一作用:一是冰川上部的空气界面处大气压强的变化引起粒雪蒸气垂直向上运动;另一种是粒雪层内蒸气相的扩散。这些作用都能引起粒雪的垂直交换。前者在积雪的上部异常活跃，而后者主要存在于粒雪临界深度的层位。在那里，积雪的颗粒将变得非常紧密，临界深度以下通过蒸气相的同位素交换速度很慢，但这种交换延续到孔隙被完全封闭为止，之后只存在固体冰中的分子慢扩散作用。在这样深度的冰中，δ值可以稳定地保存数千年。格陵兰冰帽的堆积作用为24g·cm－2·a－1，在临界深度状态下，在粒雪作用期间常常残存有δ值的季节性变化。在南极，由于当地的风暴引起雪的飘移，那里的雪堆积速度至少必须达到34g·cm－2·a－1时，δ值才有可能保存有季节性变化的信息，但实际上常常不会那样理想。例如，在暖和季节，表面上稍微有一点溶融就可能在粒雪中形成冰层，从而封闭了下部粒雪蒸气向上的通道，进而阻碍了垂直的空气运动而引起的质量交换。Johnson等(1972)在分析CampCentury深度为776m的冰心中出现δ值变化幅度异常高的季节性变化时，也曾经提到上述情况。

在极地冰川的固体冰中，分子扩散是影响冰δ变化的唯一因素，垂直扩散可由下列方程描述:

同位素地球化学

式中:D是扩散系数;X是冰的深度(厚度)。如果平均δ值的季节性变化的周期用波长为λ的正弦波来表示，最大振幅Q的变化将由于扩散作用而随时间呈指数递减，如同阻尼振动一样，对于时间常数为T的扩散方程为

同位素地球化学

使用D=26×10－12cm2·S－1(－24℃时)，按Camp Century冰岩心最上部δ值的季节性变化周期为λ=38cm和假设年度冰层没有变薄的情况下，经计算其T为45万年左右。由此可见，固体冰中的分子扩散作用是非常缓慢的。

当冰的年度层随深度和压力的增加而逐渐变薄时，扩散作用在平滑波动的δ值季节性变化中将会有更大影响，甚至可使处在非常深地方的δ值的信号全部消失。例如，在Camp Century冰心100m深处的年度层，厚度缩小为5cm左右，温度为－20℃，T为5000年。Johnson等(1972)的实验也表明，Camp Century冰心δ值的季节性变化在1100m左右深处与实验结果基本一致。这一深度的冰年度层从38cm减小为4cm。

对于Camp Century冰心，Johnson通过计算后发现，粒雪的季节厚度如果要减小10%、50%和90%，分别需要有5000、8000和10000年的时间，这一结果与实验资料相当一致。

Johnson(1977)还就分子扩散和冰层随深度变薄以及对温度的依赖关系进行了计算，并获得了结果。这一结果在大多数情况下，可以用于计算极地冰层中同位素δ值幅度的减少量。

综上所述，极地冰川积雪的δ值随时间的增加变化很大。这些变化可以是长期的或季节性的甚至更短期的。由于雪的飘移或溶融，积雪的最上部层位可发生δ的变化，其同位素年度分布特点将受到强烈的扰动。在粒雪中，δ值的波动幅度将强烈地减小。这是由于蒸气在各层位间的质量交换引起的。一个年度内的δ值变化常常很快消失。在一定的条件下，尽管δ的季节性变化幅度强烈地减小，但粒雪中保留的δ信息仍可在冰心中追溯至数千年。雪的δ值的季节性变化强度与堆积速度呈负相关。分子扩散是冰川中同位素交换的唯一方式，这种交换极端缓慢，以至于冰层中的δ信息能够延续很长时间。

(2)温和冰川的同位素变化

温和冰川分布于两极之外，其温度一直保持在压溶点以内。储存雪常常受到溶融和水渗透作用的影响，特别在冬季末紧接溶融季节的期间其δ将受到非常强烈的扰动。

在一些地区，如北美和欧洲的Alps，冰川粒雪富集重同位素，可能与夏季降水的渗透和粒雪裂缝中俘获了夏季降水有关(Sharp等，1960)。冰岛的冰川情况不同。由于温和的海洋性气候，冬季雪和夏季降水的同位素组成几乎没有什么差别，其同位素富集只能归因于固相和液相之间的同位素交换。表15－6列出3冰和水之间的同位素平衡分馏系数值。由表可见，在固、液相体系中，当同位素发生交换时，固相比液相富重同位素。

表15－6 冰和水的D和18O同位素平衡分馏系数

图15－18 冰岛Vatnajkall冰川浅钻孔δD与深度变化的关系图(据Dnsgaaard等，1974)

图15－18表示冰岛Vatnajkall冰川3个浅钻孔的δD与深度的相关变化。样品是在雪溶开始之前春季采集的。剖面是最典型的温和冰川。在那里，δ的季节性变化很小，夏季降水的平均同位素组成与冬季降雪类似。V－1、V－10和V－18剖面分别位于1300、1400和2000m处，它们的同位素均一作用很大程度上取决于径流比，即决定于通过储存雪中的渗透水量有多少。

根据冰岛气象局的资料，V－1点的平均年降水量估计为300g·cm－2·a－1，粒雪的密度测量表明，大约有50%的降水以径流形式在夏季流失掉。在V－18点，溶水的量很小，故没有影响到储存雪中的原始δ值。

在最表层，靠近冬季的积雪中，V－1、V－10和V－18的δ值变化与降雪的δ值变化相同。但夏季以前的积雪中，V－1剖面曾受到影响，保存的粒雪明显富重同位素，甚至比夏季降水还富氘。造成这种现象的原因是，储存雪的重结晶作用和雪水体系发生过同位素交换的缘故。与水处于同位素平衡的冰相对于富D约20‰，富18O约30‰。

在积雪期间，表面的蒸发和凝聚作用也能改变表面雪的同位素组成。Moser和Sti-Chler(1970，1974)曾观察到，表面雪的蒸发，甚至在温度为0℃时，也会富D和18O。因为富集仅发生在表面层中，它将不改变储存雪的整体同位素含量。在不同的夏季粒雪层中，同位素均一化作用程度也不一样，前一个夏季比后一个夏季的均一化程度要深。这种情况在V－1点特别明显。

在V－18，溶水量小以至于没有明显影响储存雪中的氘变化，δ值的变化明显地保存在20m左右深处的粒雪中。这一深度相当于6年的雪堆积。

图15－19 融雪量与δD实验曲线图(据Moser等，1980)

为了定量研究温和冰川粒雪作用的同位素交换，Arnason等(1969)进行过模拟实验。用一个粗而长的雪柱，溶水从浪顶部慢慢先溶化，然后逐渐贯穿雪柱最后从柱底排出，对排出的水进行了氘的测量。观察到雪的晶体与水之间存在着同位素交换，导出一个定量描述这一交换的线性方程，即δD=Ax+b。式中:δD为雪的瞬时值;x为被溶雪量占总雪量的分数;b为雪没有发生溶化时原始δD值;A为ΔδDΔx的变化率。实验和模拟计算的结果非常一致(图15－19)。图中显示，在雪柱溶化开始时，水没有完全通过雪柱渗透，就从玻璃柱内壁流下，从而导致溶雪量计量存在误差。在自然条件下，用溶雪计测量了瑞士Fluhioch的覆盖雪和降水所获同位素资料与实验结果进行对比，证实实验是成功的。

在温和冰川中，固体冰的分子扩散在同位素均一化中不起重要作用。温和冰川中的年度堆积作用常常比极地冰川强得多，每年都会堆积相当厚的冰层。但温和冰川底部的冰比极地冰川底部的冰层年轻得多。这可能还存在其他的作用影响δ值变化。

在Vatnajkall冰川一个450m深的钻孔中，从表层以下20m处到底部的冰均在压溶点之内，在深部可能还含有水。当近地表的冰潜没到500m的深度时，因为压强的增加和溶点降低，将会产生一些水，加之存在各种应力，特别是在滑动面上，也会产生一定的水位。这些水可以穿过整个冰团运动，导致某些物质迁移并使δ值发生变化。

对冰岛Vatnajkall冰川一个415m深的冰心进行了冰晶体大小和氯化物含量的研究表明，整个冰团都连续发生过渗透和同位素交换作用(类似渗透带和浸泡带最上部粒雪中产生的作用)。随着深度加大，冰晶体逐渐增长，于是重结晶作用贯穿了整个冰心。

对于冰心氯化物的测量表明，当氯化物变化被逐渐削平时，冰晶体中氯化物的含量从表面10μg/g，逐渐减少到415m深处的01μg/g。估计氯化物可能溶解于冰晶体之间的冰层中，并伴有水从冰中逸出。已经发现，这样的作用可能影响残存粒雪对δ值信息的保存。

根据温和冰川同位素组成的变化特点，用它来研究有关大气降水的各种环境参数是不太合适的，即使在受扰动很小的渗透带，也要特别小心。在粒雪期间，当细粒雪转化为粗粒雪，以至最后变为透明冰时，这一过程会发生过重结晶作用，这种情况对了解温和冰川的形成、发展和它的特征极为重要。

2冰川同位素与古环境研究

(1)冰雪堆积速度

在粒雪和冰中，保存有δ值的季节性变化信息的地区。冰雪δ值剖面可供测定堆积速度。测定方法十分简单，只要在冰雪剖面上，由表层依次向下数出夏季δ值的数目和测出各层粒雪的密度，即可算出每年的堆积量。

但这个方法的局限性很大。在受雪飘移扰动大的地区，以及δ值季节性变化被均一化淹没或者溶融水渗漏作用占优势的温和冰川中，均受到限制。就是符合堆积速度条件的冰川带，也仅限于上部。在深部，年层厚度自堆积以来由于各种自然力的作用，特别是垂直压力，使它在不同程度上受到影响。影响的程度取决于冰川温度的变化历史，粒雪的原始厚度以及冰层所处的坡度等，因而情况相当复杂。

尽管这样，在格陵兰的许多地方和南极一些海岸地区，特别是在冰川的上部，使用同位素测定堆积速度，仍然可以取得满意和可信的结果。

(2)冰心定年

定年问题一直是古环境研究中受人关注的重要课题，没有时间尺度的环境资料，就会完全失去其意义和价值。

冰心δ18O定年的依据是:夏季降水δ18O值高，冬季降水δ18O值低，冬夏往复循环，形成了冰心中δ18O夏高冬低的循环特征。冰心定年是基于计算夏季的δ最大值，但这只有当夏季的δ值和冬季的δ值之间存在明显的差异时才有效。对冰心的δ18O值来说不小于2的差异、对D来说不小于20的差异才满足于年龄分辨。因此，冰心的定年特别适用于高极地冰川，因为高极地冰川δ值的季节性变化可保存数千年。从气象学和气候学的角度看，这种方法依赖于海洋大气水分输送和凝结，因此它特别适用于季节温度变化很大的地区。南极冰盖因纬度高、季节温度变化大因而是δ18O定年的理想地区。虽然δ18O的季节信息定年十分有效，但这种方法的应用也要一些前提条件:第一，δ18O定年适用于冰雪高堆积量的地区;第二，δ18O定年仅适用于风力较小、不受雪飘移扰动、能够保存δ18O季节信号的冰盖地区。

根据Dansgaare、Johnson(1969，1972，1973)和Hammer等(1978)的研究，冰心年龄(t)可用下列公式计算

同位素地球化学

式中:τ代表一年;H为冰层的总厚度;y为每年冰层与底部的垂直距离;λ为年均厚度，可以通过冰心的δ18O年变化周期求得。

测定冰心的年龄，也可以通过由表向下依次数出每个夏季δ的最大峰值而获得。使用这一方法，在格陵兰冰川2个冰心测得:Dyez，3401m深的冰岩心是公元1233～1971年形成的;Grete，404m深的冰心，形成于公元1177～1973年。这些年龄的误差在千分之几的范围内。

前已述及，该方法仅适用于极地冰川，而不适用于温和冰川。Deutsch(1966)等试图用该方法对Alpine冰川定年，但失败了，尽管他们发现那里冬季和夏季降雨中的δ值差别较大。但也有例外情况。如，Koerner等(1973)对加拿大Arctic的Meighen冰帽定年，因为那里的18O含量高，用该方法确定其形成于威斯康星晚期。

(3)冰心同位素与古气候

温度是制约降水同位素组成(它以同位素季节性变化反映出来)的主要因素。换句话说，在冰心剖面中保存的同位素δ值变化信息，可在一定程度上反映过去不同时期的气候环境变化。

上述问题，由Dansgaard(1954)首先提出，并开展了广泛研究，取得可贵的启示。

最有代表性的资料是格陵兰Camp Century一个1390m深的冰心剖面(图15－20)。在剖面上，时间标度以千年为单位，剖面中δ值的变化形态详细反映了寒冷期和温和期的气候状况。低的δ值处于寒冷期，高的δ值处于温和期。冰心剖面的δ值呈“〔”分布，与威斯康星冰期相对应。由于整个威斯康星冰期都处于寒冷的气候之中，所以它的δ值普遍较低。但是剖面上低的δ值，并不完全是气候因素造成的，可能还有低温导致冰层厚度增长，降水的高度效应和更低的温度变化趋势等叠加的影响。图中的虚线正是考虑到上述情况进行的粗略修正。

下部更深部的冰层，由于保存的年代跨度很大，以至部分区段年δ季节性变化的相对幅度变小，残留的信号部分消失，这就无法用冰中的δ值来定年。格陵兰最深部的冰岩心对气候的记录可能超过1Ma年。如果深部冰岩心准确地定年得以解决，可以将海底钻井冰心中获得的18O剖面资料补充到Emilliani冰川时期。

另一个深部冰心是在南极冰层钻井中获得的。冰心全长2000m，整个冰心都进行了18O含量的测定，但由于堆积速度低，缺乏δ值的季节性变化，因此定年困难，也没有建立适当的模式。但气候变化的一般趋势表明，南北半球几乎相同。

这些研究的意义在于，有可能追溯地球历史中的气候变化，并应用这些信息去预测未来。Johnson等(1970)用78年和180年的冰心剖面中的δ值波动对今后39～50年的气候作了预测，如果不考虑人类活动的影响(如污染)，紧接着公元2010～2020气温将增高，下一个10～20年内气候将会变冷。

冰岛Vatnajkall冰川属于温和冰川类型，从其最高处获得一个415m长的冰心。通过对它的研究，可能提供短期气候变化的信息。冰心上部详细的氘测量表明，雪堆积的δ值变化只轻微受溶融水渗透的影响。在20m深处，与1963年一致，每年的δ值的变化几乎都被削平，平均的δ值没有明显变化。仅将1960年前的δ值信息记录与冰岛的气象资料相比可以看出，在1920年和1948～1952年以前的一些年份，当年平均气温相对低时，δ值也较低。尽管它的时间跨度很短，但有可能是提供了北大西洋气候的记录。

由于在温和冰川中δ值缺乏明显的季节变化，故不能用于同位素定年。不过，冰岛冰川的情况特别，因为在415m的冰心中就发现有50多米的火山碎屑岩，而火山喷发的时间已知，所以，它可能为定年和提供短期气候信息作出贡献。

(4)冰川同位素与冰流模式

冰是一种可塑性物质，在重力和其他力的作用下将向下坡流动。Reid(1896)首先提出了一个正常冰川的流动模式。根据设想的模式，沉积在堆积区的雪向下沉没并流向坡下，堆积在冰川最高处的雪，由于流动的结果，在消融区的冰流终端将成为冰层最下部表面的水(图15－21)。

图15－20 CampCentury冰心的δ值反映的古气候变化(据Dnsgaaard等，1974)

图15－21 冰流模式示意图(据Reid，1896)

在一个正常粒雪线上的冰川纵剖面中，δ值的变化也应该呈现前述设想的规律，即沉积在冰川最高处的雪，由于同位素高度效应的原因，其δ值最低，所以，当它沉没、流动，到达消融区冰流的终端时，冰的δ值最低。另一方面，残留积雪相对于原始堆积的雪更为富重同位素，而均一化作用和富集作用的程度取决于储雪层溶水的渗透。在较低处的堆积区，降雪溶化和流走的水更多些，该处粒雪会比高处更富重同位素。因此，在堆积区的均一化作用过程趋向于δ梯度的增加。在粒雪线以下，δ值剖面的变化刚刚相反，因为冰的流动，较低的δ值应该接近于终点处。在横剖图上，从峰顶向边缘，δ值显示出增加，而通过冰层的钻孔，δ值应该随深度的增加而减少。这样，就有可能利用同位素δ值剖面的方法，建立相应的冰流模型。

Dansgaand(1961)曾使用同位素的方法，追踪西格陵兰11号冰山的形成地，他根据18O的含量变化发现，冰山是来自在内陆地带的60～460km内高处的冰帽。

此外，气候的变化可能改变某一地区堆积区的同位素组成，有时，难以显示出同位素冰流模式的特点，在应用时应该注意。