青藏高原气候演变的湖相沉积有机地球化学记录——以兹格塘错为例

为探究青藏高原全新世夏季风最强、气候最湿润阶段这一争论议题,本文应用气相色谱仪(GC-FID)和气相色谱-高温热转变-同位素比值质谱仪(GC-TC-IRMS),分析了兹格塘错沉积岩心正构烷烃及其氢同位素特征。结果表明,兹格塘错岩心中主要以n-C15/16/17为主峰碳的短链正构烷烃占据主导地位,指示了湖泊自生浮游藻类与菌类等低等生物对湖泊沉积岩心中的有机质贡献高于大型水生植物和陆生高等植物表皮蜡质所产生的有机质。基于正构烷烃参数(如:碳优势指数CPI值和平均碳链长度ACL值)及单体氢同位素比值在时间序列上的变化特征,指出兹格塘错流域的气候湿润期处于中全新世(5.8~2.7 cal ka BP),明显滞后于早全新世的太阳辐射最强期,这主要归结于该流域冰川融水补给的匮乏及局地环流的影响。     

青藏高原全新世气候环境变化的冰川、冰缘和湖泊沉积记录

全新世是地球历史上最新的一个间冰期,历时已有一万余年。期间,伴随着气候与环境的快速变化,人类文明也呈现出快速的演化,当前全球气候变暖导致人类生存环境的急剧变化已引起全球各国政府和科学家的广泛而深刻的关注和研究。然而,全新世期间曾多次出现气候波动阶段,对全新世这一间冰期气候与环境变化过程和机制的研究就有着十分重要的意义,可为现代气候变暖及其影响提供科学借鉴。地处中低纬度的青藏高原这一高耸的巨大地块,堪称"地球第三极",是一个集冰川、多年冻土、湖泊同时共存的特殊区域,受人类活动直接影响较弱,其冰川进退变化、多年冻土形成与消融、湖泊扩张与萎缩的变化过程则敏感地记录着气候与环境的自然变化。在多年对青藏高原冰川、冰缘和湖泊沉积与地貌的考察研究资料基础上,把冰川进退、冰缘地貌的发育和湖泊连续沉积的记录进行综合分析、相互对比印证,指出青藏高原全新世间冰期气候与环境变化的不稳定性,期间明显存在着千年和百年的波动变化,在距今8000～8500年、6000～5500年、4000～4500年左右、3000～2000年左右以及600～100年都存在明显的冷期。因此,在青藏高原,全新世气候存在着较大幅度的波动,从冰川前进幅度所需零平衡线下降值和多年冻土下界下降幅度来大致估算,温度的波动幅度至少也在3.5～5.0℃左右,甚至更大。     

青藏高原近40年来气候变化特征及湖泊环境响应

以青藏高原52个气象台站1971-2008年的逐月气温、降水资料为基础,采用因子分析、气候趋势分析、气候突变分析等方法,对高原内部不同区域的气候变化特征进行研究,并讨论了高原湖泊环境对气候变化的响应。结果表明,近40 a来,青藏高原各区域年平均气温整体持续上升,柴达木地区增温尤为显著,年平均气温增长率达0.49℃/10a;1987年和1998年各区域气温普遍由低向高突变,1998年以来增温尤为显著。年可利用降水的变化特征存在区域差异,柴达木地区、藏北南羌塘高原东部地区整体增湿。除藏东地区,青藏高原其它地区气候条件于20世纪末21世纪初由暖干向暖湿转变,受其影响,以青海湖、鄂陵湖、冬给措纳、兹格塘错为代表的高原大型湖泊表现出水位上升、湖水离子浓度减小的特征,反映了气候暖湿条件下湖泊水量的增加。