我國(guó)內(nèi)陸干旱區(qū)過(guò)去千年來(lái)濕度變化的搖蚊記錄及其對(duì)比.pdf

1、過(guò)去千年是古氣候研究中具有特殊意義的時(shí)間段，濕度變化對(duì)干旱區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有尤為顯著的影響。我國(guó)內(nèi)陸干旱區(qū)缺乏年代可靠、指標(biāo)意義明確的高分辨率記錄，不僅制約了對(duì)過(guò)去千年干濕變化過(guò)程和規(guī)律的理解，也阻礙了對(duì)(數(shù))百年尺度上西風(fēng)影響區(qū)濕度變化與亞洲季風(fēng)演變歷史關(guān)系的認(rèn)識(shí)。 本論文選擇柴達(dá)木盆地蘇干湖為主要研究點(diǎn)，在SG03I孔紋層年代序列提供的可靠年代框架下，利用對(duì)環(huán)境響應(yīng)敏感的搖蚊指標(biāo)，結(jié)合現(xiàn)代過(guò)程研究，高分辨率(約

2、10年)地重建蘇干湖過(guò)去千年鹽度變化，進(jìn)而討論蘇干湖流域過(guò)去千年濕度變化趨勢(shì)和特征。在此基礎(chǔ)上，綜合前人的研究成果，重建西風(fēng)影響的我國(guó)內(nèi)陸干旱區(qū)以及中東亞干旱區(qū)近千年濕度演變序列。在(數(shù))百年尺度上對(duì)西風(fēng)區(qū)濕度與亞洲季風(fēng)演化格局進(jìn)行了對(duì)比研究，并探討了可能的驅(qū)動(dòng)機(jī)制。另外，對(duì)新疆博斯騰湖BSTC001孔巖芯進(jìn)行搖蚊分析，初步重建了博斯騰湖晚全新世以來(lái)的水位波動(dòng)和氣候變化歷史。獲得了以下初步結(jié)論： 1.搖蚊記錄的蘇干湖過(guò)去千年有效

3、濕度變化 (1)青藏高原搖蚊-環(huán)境因子數(shù)據(jù)庫(kù)研究結(jié)果、蘇干湖湖盆內(nèi)部搖蚊組成格局特征、以及已有的相關(guān)屬種生態(tài)學(xué)資料共同表明，蘇干湖SG03I孔沉積巖芯四個(gè)搖蚊屬種可以分為高咸水屬種Pb和Oc，以及低咸水屬種Pr和Ps，沉積序列高/低咸水屬種相對(duì)豐度的變化可用于反映蘇干湖水體的鹽度波動(dòng)。 (2)蘇干湖過(guò)去千年搖蚊鹽度記錄與同巖芯反映有效濕度變化的其他代用指標(biāo)在波動(dòng)格局和變率兩方面均顯示出較好的一致性，與平行巖芯介形蟲(chóng)殼體S

4、r/Ca記錄的水體鹽度變化趨勢(shì)相符，表明以搖蚊重建鹽度為依據(jù)重建湖區(qū)過(guò)去千年有效濕度變化具有較高置信度。 (3)蘇干湖流域近千年來(lái)有效濕度變化框架：990～1.550AD，高咸水屬種占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，低咸水屬種零星出現(xiàn)，重建水體鹽度處于高值段，反映了較低的入湖水量/蒸發(fā)量之比，流域氣候干旱：1550～1840 AD，低咸水屬種顯著增加，重建水體鹽度總體為過(guò)去千年最低時(shí)段，有效濕度增加，流域氣候相對(duì)濕潤(rùn)：1840～2000 AD，高咸水

5、屬種恢復(fù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)地位，重建水體鹽度處于較高水平，流域氣候再次變干。 (4)蘇干湖流域近千年來(lái)典型氣候事件：990～1550AD整體干旱時(shí)段內(nèi)，出現(xiàn)1200～1230 AD間30年氣候濕潤(rùn)，低咸水屬種豐度突然升高，重建水體鹽度顯著降低：整體濕潤(rùn)的小冰期內(nèi)部出現(xiàn)1590～1700AD間110年的相對(duì)干旱，高咸水屬種優(yōu)勢(shì)地位有所恢復(fù)，重建水體鹽度升高。區(qū)域氣候記錄對(duì)比顯示，蘇干湖搖蚊記錄的年代際～百年尺度干/濕事件可能主要是局地性的氣

6、候變化，與補(bǔ)給流域關(guān)系密切。 (5)蘇干湖流域近千年來(lái)有效濕度變率特征：相對(duì)濕潤(rùn)的小冰期階段搖蚊種群組合及相應(yīng)的鹽度變化具有更大的變幅，并表現(xiàn)出明顯的高頻振蕩，指示小冰期時(shí)段氣候不穩(wěn)定性增加。這種特征在我國(guó)內(nèi)陸干旱區(qū)、東部季風(fēng)區(qū)、以及全球許多地質(zhì)記錄中都有顯示，可能代表了在大尺度氣候背景下(例如低溫)區(qū)域氣候運(yùn)行規(guī)律的改變。 2.西風(fēng)影響的我國(guó)內(nèi)陸干旱區(qū)以及中東亞干旱區(qū)過(guò)去千年濕度變化 搖蚊記錄的蘇干湖有效濕度變

7、化具有較大范圍代表性，與來(lái)自我國(guó)內(nèi)陸干旱區(qū)不同地點(diǎn)、由各種代用指標(biāo)重建的過(guò)去千年濕度(降水)變化序列在整體趨勢(shì)上有很好的一致，以“中世紀(jì)暖期整體干旱-小冰期顯著變濕-近百年來(lái)重新回復(fù)干旱氣候”為主要特征。西風(fēng)影響的中東亞干旱區(qū)高分辨率記錄建立的過(guò)去千年濕度變化集成曲線表明，1000～1350AD研究區(qū)濕度水平低于平均值；1350～1500AD濕潤(rùn)程度有所增加，接近平均水平略低；1500～1850AD是顯著的濕潤(rùn)時(shí)段：1850AD之后區(qū)域

8、氣候回復(fù)干旱狀態(tài)，但自上世紀(jì)中葉起有小幅上升。 3.近千年來(lái)西風(fēng)影響的中東亞干旱區(qū)濕度變化與亞洲季風(fēng)演變歷史對(duì)比 (1)在數(shù)百年尺度上，近千年來(lái)西風(fēng)影響的中東亞干旱區(qū)濕度變化與亞洲季風(fēng)演變格局存在顯著差異，表現(xiàn)出“錯(cuò)位相”特征。中世紀(jì)暖期時(shí)，西風(fēng)區(qū)大多數(shù)研究點(diǎn)記錄了相對(duì)干旱的氣候，尤以我國(guó)內(nèi)陸干旱區(qū)最為明顯；與此相對(duì)，季風(fēng)區(qū)記錄以強(qiáng)季風(fēng)或者中等強(qiáng)度的季風(fēng)為主。小冰期時(shí)，西風(fēng)影響區(qū)普遍表現(xiàn)出整體濕潤(rùn)的狀況：而季風(fēng)區(qū)各研究點(diǎn)

9、大多記錄了偏弱或者中等季風(fēng)強(qiáng)度，與西風(fēng)影響區(qū)明顯不同。 (2)在年代際尺度上，樹(shù)輪PDSI記錄和冰芯積累量記錄表明，我國(guó)西風(fēng)影響區(qū)和季風(fēng)影響區(qū)濕度變化格局在最近兩百年表現(xiàn)出“錯(cuò)位相”甚至“反位相”特征。西風(fēng)區(qū)濕度自19世紀(jì)初起即持續(xù)下降，直至20世紀(jì)初開(kāi)始回升，尤其從20世紀(jì)中期起升高顯著：而季風(fēng)區(qū)濕度則從20世紀(jì)中期開(kāi)始持續(xù)下降。 4.可能的驅(qū)動(dòng)機(jī)制 西風(fēng)影響的中東亞干旱區(qū)小冰期氣候相對(duì)濕潤(rùn)(降水增加)可能主要

10、是中東亞干旱區(qū)低溫減少蒸發(fā)蒸騰量，以及北半球低溫和NAO偏負(fù)導(dǎo)致區(qū)域降水增加等因素共同作用的結(jié)果，可能最終代表了對(duì)當(dāng)時(shí)較弱太陽(yáng)活動(dòng)(輻射)和較頻繁火山活動(dòng)的響應(yīng)。在千百年～年代際尺度，太陽(yáng)活動(dòng)(輻射)是亞洲季風(fēng)的重要驅(qū)動(dòng)因素，太陽(yáng)活動(dòng)(輻射)強(qiáng)時(shí)，亞洲季風(fēng)較強(qiáng)盛；太陽(yáng)活動(dòng)(輻射)弱時(shí)，亞洲季風(fēng)衰退。西風(fēng)影響的中東亞干旱區(qū)濕度(降水)與亞洲季風(fēng)強(qiáng)度變化對(duì)外部強(qiáng)迫，尤其是太陽(yáng)強(qiáng)迫的響應(yīng)方式不同，是造成近千年來(lái)(數(shù))百年尺度上西風(fēng)區(qū)濕度(降水

11、)與亞洲季風(fēng)強(qiáng)度錯(cuò)位相甚至反位相變化的主要原因。 5.搖蚊記錄的博斯騰湖晚全新世水位和氣候變化 (1)博斯騰湖BSTC001孔巖芯搖蚊種群包含淺水型(Po、Cr、Ps、Dt)和深水型(Ch、Mi、Cc)屬種，利用其相對(duì)豐度變化初步重建博斯騰湖晚全新世水位變化歷史：4100～2700 cal a BP湖泊水位較低，區(qū)域氣候以干旱為主。2700～190 cal a BP期間湖泊水位較高，區(qū)域氣候偏濕：但在1700～990 c