大洪水及其气候背景研究是第四纪环境变迁和全球变化科学领域的前沿课题。黄河在中华五千年文明演进中扮演着重要角色,尤其是其中下游地区,在相当长历史时期内一直是我国的政治、经济和文化中心。但在孕育中华文明的同时,黄河水患曾对沿岸文明的发展带来严重灾难。因此,黄河流域洪水事件及其沉积记录一直是研究的热点。然而,目前已有的相关研究主要集中在黄河上中游及其支流河段;黄河中下游河道虽频繁摆动和变迁,对其研究却相对薄弱。开封位于黄河下游,深受黄河泛滥的影响,虽拥有丰富的文献记载和考古资料,但黄泛地层研究却十分薄弱,针对中原地区的古气候与古植被研究也鲜见报道。黄土高原位于黄河中游,其全新世植被变化一直是环境演变学界研究的焦点,然而关于黄土高原全新世中期是否存在大面积的森林植被至今尚未达成共识。全新世以来,多次黄泛沉积在开封地区上下垂直叠压,形成了比较理想的沉积序列,为我们研究黄河中下游地区的大洪水事件及其沉积记录提供了良好的载体。本研究以开封地层为例,采集岩芯(金明钻孔和师专钻孔)样品,在沉积旋回划分(确定洪水事件)及其定年的基础上,根据洪泛间歇期的孢粉,运用现代类比法(MAT)和加权平均偏最小二乘法(WAPLS)定量重建开封当地的古气候,采用生物群区划法(BIOME)反演开封地区的古植被演化;通过在黄河上中游地区布设控制性剖面,剔除开封洪泛期地层样品中来自黄河上游地区的孢粉,运用BIOME法反演黄土高原全新世中晚期部分时段的宏观植被变化。主要结论如下:(1)应用黄泛地层孢粉组合和浓度划分的沉积旋回与已有的综合旋回划分结果基本一致,且大部分孢粉旋回与综合旋回上下界限差别较小,吻合度很高。因此,孢粉可以作为开封黄泛地层沉积旋回划分的另外一种代用指标。孢粉旋回个数(15个)多于粒度旋回(12个)、黑碳旋回(12个)及元素旋回个数(12个),可见应用孢粉指标划分旋回的精度高于粒度、黑碳和元素指标,且更加适用于划分深受人类扰动地层的沉积旋回。(2)金明钻孔记录了9次洪水事件,其中7次可确定其发生年代,分别是~4000 a BP、225 BC、1387 AD、1399 AD、1461 AD、1642 AD和1841 AD,对应14.7~20.3 m、13.2~14.7 m、11.8~13.2 m、10.0~11.8 m、7.8~10.0 m、4.0~7.8 m和0.8~4.0 m深度的黄泛地层,20.3~22.1 m的地层是全新世中期的湖沼相沉积。师专钻孔记录了8次洪水事件,可以确定年代的与金明钻孔相同,分别对应11.9~20.6 m、10.2~11.9 m、8.8~10.2 m、6.9~8.8 m、5.9~6.9 m、2.8~5.9 m和0~2.8 m深度的黄泛沉积,20.6~23.0 m的地层是全新世中期的湖沼相沉积。(3)开封地区古气候和古植被重建结果显示,全新世中期的气候最为暖湿,降水充沛,最高接近800 mm,研究区周边为伴有常绿树种的温带落叶阔叶林植被景观。春秋战国时期气候波动较为明显,前期气候暖湿,年均降水量较充沛(约660 mm),温度也处于较高水平,植被以森林为主,对应春秋暖期;后期的温度和降水均有所下降,反映温凉较湿的气候条件,植被以森林草原为主,对应战国温凉期。唐宋时期的温度较春秋战国时期稍有增加,降水量有所降低,大致指示温暖较湿或稍偏干的气候特点,植被以草原或森林草原为主。明朝时期的气候经历了早期的较为暖湿(约650 mm)、中期温凉偏干(约480 mm)、后期温凉干燥(约390 mm)三个阶段,清朝晚期气候寒冷偏湿,分别对应疏林草原、草原、干草原-旱生灌丛、森林-草原植被景观。(4)根据开封黄泛间歇期地层孢粉重建的古气候,在宏观上识别出了全新世大暖期及北半球广泛认可的4200 a BP事件、中世纪暖期和小冰期事件,且各阶段气候状况与北半球中低纬度其他生物地理区域之间的古气候具有良好的一致性。该结论表明,在缺少湖泊、石笋等其他高分辨率古气候载体的黄河下游泛滥冲积平原上,根据黄泛间歇期的孢粉反演当地的古气候是切实可行的。(5)基于开封黄泛冲积物孢粉反演的黄土高原植被变化显示,全新世中期黄土高原总体上以草原植被为主,南部、东南部稍湿润的地区为草甸草原或森林草原,沟谷、基岩山地发育有森林植被;晚期仍以草原植被为主,部分地区存在森林-草原植被景观,沟谷、基岩山地发育有森林或以松为主针阔叶混交林;秦汉至宋元时期以草原为主,个别地区可能也有森林-草原及草甸发育;明清时期主要为草原植被,清朝时期在在沟谷、山坡等地可能发育有以针叶林为主的森林植被。(6)由于风蚀、雨水冲刷及淋滤作用,致使在黄土高原地区很难获取保存完好的全新世以来高分辨率的沉积记录,现有的沉积物孢粉并不能准确的反映其周边较大区域的植被信息。而开封黄泛地层记录的孢粉信息在一定程度上可弥补这一不足。与文献记载及黄土高原地区已有的剖面反演植被变化的结果相比,本研究更能在宏观上全面反映黄土高原整体植被变化状况。该结论也进一步证实了基于河流下游冲积物孢粉反演中上游孢粉源区植被变化的可行性。