末次冰消期滇西地区气候突变事件:湖泊孢粉记录

在末次冰消期总体持续增温的过程中,全球气候经历了一系列以"快速增温/降温"为主要特征的千-数十年尺度的突变事件.由于这些气候突变事件具有明显的高频特性,需要在全球范围不同地区开展更多高分辨率的古气候研究,用于进行突变事件的对比和机制的探讨.本研究对比滇西南腾冲青海湖、滇西北泸沽湖和高山湖泊天才湖约2万以来的孢粉、炭屑记录,揭示了中国滇西地区末次冰消期的植被演替与气候变化历史,探讨了末次冰消期存在的气候突变事件.结果表明,滇西地区末次冰消期开始转暖发生在约19 ka(1 ka=1000 cal. a B. P.);冰消期开始以后,滇西地区气候普遍依次在 17. 5±0. 5~15. 2±0. 1 ka期间、 15. 2±0. 1~14. 3±0. 1 ka期间、 14. 3± 0. 1~12. 9±0. 1 ka期间和12. 9±0. 1~11. 7±0. 2 ka期间存在冷干-逐渐变暖变湿-明显更暖湿-温度湿度略有下降等这几个突变事件,它们在时间上分别对应于H1冷事件、波令前增暖期、 B/A暖期和YD冷事件;滇西地区比较一致地在 11. 7±0. 2 ka进入全新世.除此之外,滇西北地区在约17. 7~17. 0 ka期间可能还存在一次短暂的较明显的暖湿期.对末次冰消期气候变化机制的探讨认为,末次冰消期开始转暖及以后逐渐增温的趋势主要受夏季太阳辐射量从约20 ka逐渐增加,到11 ka左右达到峰值的控制;而末次冰消期发生的气候突变事件如H1冷事件、波令前增暖期、 B/A暖期和YD冷事件主要是受大西洋温盐环流的影响,同时温室气体浓度的变化也起了重要的调制作用.     

西藏玛旁雍错沉积揭示的晚冰期以来环境变化

玛旁雍错位于青藏高原西南部,是研究印度季风演化的理想地区之一。利用活塞采样器在玛旁雍错75 m水深处获取了一根4.69 m长岩芯,利用^210Pb和AMS^14C测年确定了岩芯的年代,根据元素含量(XRF扫描)、总有机碳(TOC)、总无机碳(TIC)和总氮(TN)等代用指标,重建了该地区14 cal.ka B.P.以来气候环境变化。结果显示,冰消期(14~12 cal.ka B.P.),TOC和TIC含量变化显示了湖区环境整体上较为暖湿;12.0~11.4 cal.ka B.P.,径流明显减弱,可能是新仙女木事件的反映;早中全新世(11.4~3.4 cal.ka B.P.),湖区环境整体上以暖湿为主,气候有所波动,出现了两次冷事件(10.2~9.8 cal.ka B.P.和8.2 cal.ka B.P.左右),7.4~6.6 cal.ka B.P.,出现了一个暖时期;晚全新世(3.4~0 cal.ka B.P.),湖区环境整体上趋向于干旱化,并伴有两次相对湿润时期(2.6~2.0 cal.ka B.P.和1.4~1.0 cal.ka B.P.)。玛旁雍错环境变化表明,晚冰期以来(14.0~3.4 cal.ka B.P.),受到太阳辐射的影响,印度季风带来的降水以及冰川融水较多,湖区环境较为湿润,整体上有利于内源生物的生存;晚全新世(3.4~0 cal.ka B.P.),北半球夏季太阳辐射量减少,印度季风减弱,径流减弱,湖区环境朝干旱化方向发展。     

我国季风边缘区湖泊沉积记录的全新世亚洲夏季风衰退事件

亚洲夏季风是全球季风系统的重要组成部分,亚洲夏季风的变化对其控制区域自然生态系统的多样性和生态平衡,以及社会经济发展有重要的影响。本文选择位于现代亚洲夏季风边缘区对季风变化响应敏感的湖泊达连海为研究对象,基于陆生植物残体和全有机质的AMS14C定年建立了钻孔顶部24.6 m沉积物的年代框架,利用粒度指标重建了全新世研究区水文变化过程以及亚洲夏季风衰退事件序列。结果显示,沉积物中存在数层砂层,代表了湖泊低水位时期,进而指示了亚洲夏季风衰退事件。这些事件处在11.6~11.3 cal.ka B.P.、10.4~9.5 cal.ka B.P.、6.4~6.0 cal.ka B.P.、4.6~4.4 cal.ka B.P.、3.7~3.4 cal.ka B.P.、3.1~2.9 cal.ka B.P.以及2.0~0.9 cal.ka B.P.,可以发现中晚全新世以来亚洲夏季风衰退事件发生的频率显著增加。进一步与北半球高纬地区与低纬地区的气候突变事件记录对比显示,全新世百年-千年时间尺度上亚洲夏季风强度的变化与低纬ENSO活动存在密切的联系。     

晚冰期以来月亮湖孢粉记录反映的古植被与古气候演化

地处季风/非季风影响过渡地带的月亮湖是大兴安岭中段阿尔山-柴河火山区中的一个火山口湖.其长8.86 m的沉积岩心孢粉记录, 揭示了末次冰期晚期以来的古植被演化和古气候变化历史: 20.9~18.0 cal. ka B.P.期间研究区的植被为典型草原, 气候寒冷干旱; 18.0~15.3 cal. ka B.P.期间研究区的植被为草甸草原, 气候寒冷湿润; 15.3~14.0 cal. ka B.P.期间乔木开始在当地发育, 植被开始由草甸草原向森林草原转变, 气候向较为温暖湿润的方向转变; 14.0~12.8 cal. ka B.P.期间森林草原在温暖湿润的气候影响下, 森林扩张, 草原退缩, 与B?lling-Aller?d暖期相对应; 12.8~11.8 cal. ka B.P.期间草原在寒冷气候下扩张, 可与新仙女木期相对应; 11.8~0.8 cal. ka B.P. 期间在较为温暖的气候条件下, 草原在气候快速变冷事件的影响下发生了多次扩张, 其中, 较为明显的6次气温突降事件分别发生在9.0~8.9, 8.2~7.8, 7.0~6.8, 6.1~5.6, 5.4~5.2, 2.3~1.8 cal. ka B.P..这些快速气候变化事件与全球和区域中其他高分辨率古气候记录具有可比性, 揭示出月亮湖敏感地记录了全球和区域气候的变化, 同时也表明研究区的高分辨率孢粉分析是研究东亚季风强度变化的良好指标.      

云南高海拔湖泊对末次冰消期气候突变的响应

气象观测资料表明,在当前全球暖化背景下高海拔地区的增温速率更快,其气候对全球气候变化的响应更为敏感.但是,高海拔地区如何响应快速气候事件,由于古气候古环境重建资料在高海拔地区较少,这一问题还没有很好的回答.为此选择云南省高山湖泊错恰湖为研究对象(海拔约3960 m),分析了湖泊沉积岩芯(深度范围90~244 cm)中正构烷烃的分布特征,重建了末次冰消期(19000~9500 a B. P.)沉积物有机质来源的变化,进而推断古气候演变.在17800~17000 a B. P.,错恰湖有机质以陆源输入为主,水生贡献相对减少,气候以暖湿为主;在17000~15100 a B. P.,水生有机质的贡献的比例增加,气候以冷干为主;在15100~12700 a B. P.,湖泊沉积有机质的陆源贡献增加,水生贡献相对减少,气候相对暖湿;在12700~11400 a B. P.时段,湖泊沉积水生有机质来源相对增多,气候相对冷干.与其他区域和全球气候记录对比发现,错恰湖的沉积记录指示的气候变化事件,受高纬冰量以及北大西洋驱动的西南季风突变所影响,在末次冰消期记录的4个明显的千年尺度气候事件,在时间上与First warmth、 H1、 B-A和YD事件相对应.与云南地区其他湖泊记录对比发现,小型湖泊或高海拔湖泊对这些全球快速气候事件的响应更加敏感.     

LATE QUATERNARY HIGH LAKE LEVELS AND ENVIRONMENTAL CHANGES SINCE LAST DEGLACIAL IN DALIANHAI,GONGHE BASIN IN QINGHAI PROVINCE

干旱区晚第四纪已有较多高湖面与湖泊演化的报道和研究,对于认识区域环境变化有重要意义,但高湖面出现的时间尚存争议,高分辨率的气候环境记录仍相对缺乏.本文通过青海共和盆地达连海湖岸地貌考察和AMS 14C年代学研究,讨论达连海古湖晚第四纪高湖面出现的可能时间;并通过达连海DLH99孔岩芯年代和高分辨率代用指标,讨论高原东北缘末次冰消期以来的气候环境变化.达连海周围存在6级高湖面岸线或台地,14C测年结果显示,最低的两级湖岸堤形成于全新世,其余湖岸台地年代均老于44cal.kaB.P.,当时在达连海地区形成一个较大的古湖泊.DLH99孔显示达连海近15cal.kaB.P.沉积了40.92m的湖相沉积物,平均沉积速率高达2.7mm/a.孢粉资料揭示出,现代干旱的共和盆地在末次冰消期以来存在两个山地针叶林发育阶段,分别位于末次冰消期和全新世早中期.全新世早中期是适合山地针叶林植被发育的气候最宜期,而晚全新世山地森林植被整体衰退.粒度分析结果显示,达连海全新世低水位时期对应于岩芯中部山地森林植被发育的晚期,出现较强烈干旱事件(岩芯深13～15m段),这种湖泊水位与植被所指示的气候变化不一致现象(即低水位时期盆地内耐旱植物和山地乔木花粉同时增加),可能揭示出干旱区山地与盆地环境对区域气候不同响应.达连海存在的系列高湖面和冰消期以来的完整气候记录,为理解晚第四纪季风边缘区气候变化过程及其机制提供了条件.     

末次冰消期冲绳海槽中部表层和温跃层海水温度演化的脱耦现象

解读末次冰消期全球水文气候演变过程对于理解气候系统对内外强迫的响应具有重要意义. 以冲绳海槽中部OKI02岩心为材料,通过浮游有孔虫Globigerinodes ruber和Pulleniatina obliquiloculata壳体Mg/Ca比值分别重建了19 ka BP以来海槽中部表层和温跃层海水温度（SST和TWT）,结合浮游有孔虫群落组成变化重点恢复了末次冰消期（~18~11.7 ka BP）上层水体温度变化的特征和过程. 结果显示SST在LGM显著偏低,末次冰消期表现为显著的千年尺度变化,清楚地记录了HS1、B/A、YD等快速气候波动事件. 19 ka BP以来重建的TWT整体呈明显的上升趋势,但波动频繁而剧烈,末次冰消期相对较低,未显示显著的千年尺度变化. 对比北半球高纬和热带太平洋的记录发现,末次冰消期冲绳海槽中部SST开始上升的时间基本与前者相当,但明显滞后于热带西太平洋;冰消期其变化模式明显区别于热带西太平洋持续稳定的升温过程,而更类似于北半球高纬区的变化. 与SST明显不同,海槽区温跃层的升温（~18 ka BP）明显早于北半球高纬变暖,却接近于热带西太平洋海表温度开始上升的时间;且TWT的上升和波动方式也更接近于热带太平洋海温的变化模式. 对末次冰消期SST和TWT差异化演变的分析表明,AMOC对中低纬大气环流的影响可能通过东亚冬季风强度的变化控制了海槽区SST的演变,而热带太平洋ENSO过程则可能通过黑潮强度的变化决定了区域TWT的演化. 末次冰消期冲绳海槽中部SST和TWT演化存在明显的脱耦现象,显示了其与高、低纬海洋和气候变化之间的密切联系.      

若尔盖风成砂-古土壤序列的古气候与古环境记录研究

通过对若尔盖盆地中部辖曼地区风成砂-古土壤沉积序列的粒度分析、孢粉鉴定、磁化率测定以及AMS 14C年代测定,探讨了该地区末次冰消期以来古气候与古环境的演化过程。研究结果表明,若尔盖地区的土地沙化现象至少在距今16 ka余年的末次冰消期就已经出现。地层结构、粒度、磁化率皆指示该区古气候在末次冰消期以来经历了多次冷暖交替变化,沙地也经历了多次的固定与活化过程,其中16130~6460 aB.P.、3445 aB.P.前后以及700 aB.P.前后气候较为温暖湿润,在8170~6460 aB.P.期间有一次极暖事件。自11.3 kaB.P.开始,古土壤中的喜暖型乔木花粉含量明显降低,草本植物、尤其是狐尾藻属和莎草科等沼泽植物孢粉含量明显增多,指示该区古环境发生明显变化,开始发育沼泽泥炭。      

16ka以来青海湖湖相自生碳酸盐沉积记录的古气候

研究了青海湖沉积物碳酸盐的组成、来源及其同湖水物理化学性质的关系,建立了文石饱和指数同温度和湖水Mg/Ca比值（可指示盐度）的关系,利用碳酸盐的组成探讨了青海湖16ka B.P.以来的古气候环境演化过程。结果表明,青海湖沉积碳酸盐大都是自生的,16ka B.P.以来沉积碳酸盐以文石为主。文石的高含量时段同暖湿气候相对应,低含量则同冷干气候相对应。15.2ka B.P.为末次冰期盛冰阶进入晚冰期的界限,晚冰期气候的冷暖波动频繁,幅度较小,13.4-13ka B.P.,11.6-12ka B.P.和11-10.4ka B.P.之间的冷颤动分别相当于老仙女木、中仙女木和新仙女木事件,12－13ka B.P.和11.6-11ka B.P.之间的暖期则分别对应于博令和阿勒罗得暖期。全新世初期（10.4-10ka B.P.)白云石含量的突然增高和文石的消失,可能同淡水快速补给前期盐度较高的湖水有关,反映了全新世开始时气温和降水的增加具有突变性的特点。全新世大暖期的鼎盛期,即6.7ka B.P.左右时湖水的盐度较低。6.7-4ka B.P.为气候转型过程中的冷暖和干湿的快速波动期。4ka B.P.以后碳酸盐含量急剧降低,气候逐步向冷干化方向发展。     

青藏高原共和盆地14.5calkaBP以来粘土矿物响应的气候变化模式

对青藏高原北缘共和盆地沙珠玉河的尾闾湖达连海钻孔沉积柱(40.92 m)进行了~(14)C年代测定(10个控制点)和粘土矿物分析(按20cm/70 a间隔的分辨率)。沉积柱底部年龄为14.5 cal ka BP。根据沉积柱粘土矿物的类型、组合、比率指标综合分析,重建了共和盆地14.5 cal ka BP以来气候环境的演化历史。冰消期(14.5~10.0 cal ka BP)盆地气候总体特征表现为干冷,盆地物理风化强:早中全新世(10.0~5.0 cal ka BP)气候表现为温湿,盆地化学风化为主,气候最宜期发生在中全新世的6.0 cal ka BP前后;晚全新世(5.0~0.0 cal ka BP)气候表现为干冷,盆地物理风化盛行。末次冰消期以来,共和盆地粘土矿物记录的气候环境变化阶段与高原其它湖泊指标记录的阶段基本一致。共和盆地粘土矿物记录的气候环境兼有西风、季风模式的特征。     

抚仙湖全新世自生碳酸盐及其区域气候和湖泊水位指示意义

抚仙湖是我国面积、蓄水量最大的高原湖泊之一。通过对抚仙湖FXH-B2钻孔岩芯296 cm沉积物的矿物组成和碳酸盐含量分析,结合岩芯XRF扫描数据和AMS^14C年代的测定,探讨了抚仙湖湖泊沉积物中碳酸盐含量与方解石矿物及沉积物Ca元素相对含量之间的关系及其环境指示意义,在对比和参考水下地形测量、地球物理勘探、水质和地球化学监测和不同部位钻孔岩芯的分析结果的基础上,重建了抚仙湖全新世以来气候和湖泊水位的变化。结果指示,抚仙湖碳酸盐含量与方解石的XRD信号强度、沉积物Ca元素的XRF扫描数据之间存在很高的相关性,沉积物中碳酸盐类物质主要为方解石(其他碳酸盐类矿物相对含量极微甚至可以忽略不计),沉积物中Ca元素主要来自碳酸盐,因此其含量由碳酸盐、即方解石矿物含量决定。沉积物中碳酸盐含量的变化可以用沉积物中Ca元素XRF扫描结果进行表示。由于抚仙湖处于亚热带季风气候区,以10月至次年4月降水量极少而蒸发强烈为特点的干季和以5月至9月降水为主的湿季所形成的干湿变化控制了湖泊演化的主要过程,区域气候变化是湖泊演化和水位变化的主要动力。结合湖泊沉积碳酸盐稳定同位素δ^18O和δ^13C、有机质含量及其同位素δ^13C、抚仙湖北部边缘水下侵蚀地形测量、地球物理勘探和沉积地层年代的确定和讨论,明确了抚仙湖沉积碳酸盐含量指示湖泊水位的变化,并重建了抚仙湖过去约12 ka以来水位变化的历史。结果显示,在约12 cal.ka B.P.至2.2 cal.ka B.P.期间的湖泊水位变化主要经历了波动式降低的过程,其中4.37~2.2 cal.ka B.P.期间高CaCO3含量、偏正的碳酸盐δ^18O、δ^13C值指示抚仙湖一度出现低于现代湖面约30 m左右的低水位,可能记录了抚仙湖流域极端的干旱时期,在2.2~2.0 cal.ka B.P.期间抚仙湖水位经历了快速升高的变化事件,期间湖水位快速上升达到现代湖水水位,揭示了印度季风控制区区域降水的特殊性和气候变化的突发性。     

青藏高原北部冰前湖沉积记录的中晚全新世冰川活动

青藏高原的冰川为亚洲地区大多数人口提供了重要的水资源,研究青藏高原的冰川活动历史有助于预估未来气候变化条件下的冰川响应。本文通过对羌塘腹地布若错沉积物岩芯的粒度、元素以及总有机碳等指标进行分析,重建了该流域中晚全新世以来的冰川活动历史。结果表明,布若错流域在5.2~4.0 cal.ka B.P.期间,冰川退缩,气候相对温暖;然而,4.0 cal.ka B.P.以来环境逐渐变干,印度季风持续减弱;随着3.2 cal.ka B.P.左右大规模的冰川前进,布若错流域进入新冰期,并受到较强西风的影响,气候寒冷干旱;1.3 cal.ka B.P.以来,流域内冰川仍然维持着较大规模,然而湖面却略有升高,可能反映了西风带来了一定的降水。此外,该流域存在4次显著的冰川前进事件,它们分别发生在3.6~3.4 cal.ka B.P.、3.2~2.3 cal.ka B.P.、1.9~1.7 cal.ka B.P.和0.4~0.1 cal.ka B.P.。这4次冷期与青藏高原其他古气候记录对应较好,这种频繁发生的冷事件可能与太阳辐射的长期衰减以及太阳活动的周期性变化有关,热带辐合带的持续南退是季风持续减弱的重要原因;此外,中晚全新世北大西洋的气候变化通过增强的西风环流对该流域产生影响。     

30~10ka云南高山湖泊高分辨率生物记录与气候突变事件

通过对云南泸沽湖高分辨率沉积指标序列(硅藻、枝角类和孢粉)的对比分析,初步揭示了水生生物(硅藻、枝角类和水生孢粉)对末次冰盛期期间气候变化的快速响应过程.结果表明,硅藻群落组成首先响应末次冰盛期时期的开始变冷,枝角类滞后,水生孢粉则表现为渐进的响应过程.然而,泸沽湖沉积硅藻记录对末次冰期以来的短时间尺度气候快速变化的Heinrich和新仙女木事件并未有响应,揭示气候事件判别的准确性取决于指标直接响应气候的特征以及多指标的综合对比.综合西南季风区云南不同海拔湖泊沉积记录(硅藻、孢粉、摇蚊等)获得的2万年以来数据及序列表明,末次冰期千年尺度的气候突变事件( Heinrich 1、 B?lling/Aller?d暖期和新仙女木YD冷事件)在整个西南季风系统中都有反映,且气候事件变化区间及幅度存在区域差异,其根本原因是受不同气候系统、复杂地形(青藏高原)的制约.     

青藏高原东北缘冬给错纳湖全新世湖面波动

青藏高原处于东亚季风、印度季风和西风环流交互作用区.末次冰消期以来,太阳辐射对该地区的古气候环境产生了重要影响,湖泊随着季风系统的变化发生了明显的水位升降,对湖岸阶地的形成起到了直接作用.本项研究重建了青藏高原东北缘冬给错纳湖湖岸阶地记录的湖面波动历史,试图了解青藏高原季风系统演变过程.通过湖泊北岸265 cm厚湖岸阶地沉积物粒度、碳酸盐、矿物、元素和介形虫古环境指标,结合OSL年代模式,分析表明在约10. 2 ka B. P.之前水体较浅;约10. 2~9. 0 ka B. P.湖面开始上升,气候凉湿;9. 0~8. 5 ka B. P.为印度季风强盛期,湖面明显上升,降雨量增高、温度上升;8. 5~7. 9 ka B. P.湖面降低与气候变冷有关;7. 9~7. 0 ka B. P.印度季风开始减弱,气温、降雨下降,但有效湿度较大,湖面降低;7. 0~6. 1 ka B. P.湖面上升可能与低蒸发作用有关,印度季风仍然影响该地区;6. 1~5. 2 ka B. P.,印度季风衰退,气候逐渐变冷、降雨量减小、水体变浅;5. 2~4. 6 ka B. P.气候冷干,有效湿度减小,湖面进一步下降;4. 6 ka B. P.至今气候干冷,东亚季风衰退,湖面下降,期间也可能受西风环流影响而有短暂的降雨增加时期.     

大兴安岭地区新仙女木事件的表现特征

新仙女木事件是末次冰消期期间发生的一次气候转冷事件,该事件对整个北半球的中高纬度地区的气候变化有明显的影响.然而,在该事件造成东亚中高纬地区温度下降的统一认识下,对于其季节性特征仍较为缺乏认识.本文用大兴安岭中部月亮湖末次冰消期多指标记录,揭示了大兴安岭地区在新仙女木事件期间植被中的北方针叶林成分增加、森林发育、冬季温度下降、东亚冬季风明显增强.     

亚洲中部干旱区全新世气候变化的西风模式* ——以新疆博斯腾湖记录为例

位于受西风环流显著影响区的我国最大内陆淡水湖——新疆博斯腾湖提供了全新世亚洲中部干旱区气候变化的可靠记录。对该湖钻探岩芯、沉积年代以及孢粉、碳酸盐含量、粒度等代用指标分析结果表明,末次冰消期到全新世早期湖泊干涸,风砂沉积盛行,气候干旱;约8cal.kaB.P.以来现代湖泊形成,气候相对湿润,其中,约6.0~1.5cal.kaB.P.期间代用指标A/C值指示的流域湿度增加,盘星藻指示的湖泊深度最大,全新世最湿润时段发生在中晚全新世。博斯腾湖记录的早全新世干旱和中晚全新世湿润的气候框架得到中亚其他较高分辨率湖泊记录的支持,具有普遍性。亚洲中部西风影响区这一全新世气候变化框架与亚洲季风区早中全新世夏季风强盛、中晚全新世季风衰落的变化模式显著不同,具有近似反相位(out of phase)变化特征。广大中亚内陆干旱区中晚全新世湿润气候不大可能是东亚季风深入内陆造成的,更可能是通过西风环流与高纬度北大西洋相联系,其驱动机制需要更深入研究。