青藏高原东南部巴松错湖泊记录的1000年以来高分辨率古气候环境演化

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充分理解现在全球变暖的自然背景和未来发展趋势有赖于对过去1000年内的气候变化过程和机制的深入理解。尽管PAGES2K工作组对各个大洲过去1000年的温度变化进行了集成,但是区域层面上,气候变化及其驱动机制的研究依然比较薄弱,获取年代精确的高分辨率环境代用序列依然是过去1000年气候变化研究最为重要的手段。亚洲夏季风是北半球中低纬度气候变化重要的驱动因素之一,了解亚洲夏季风演化过程,理解季风变率及其驱动机制不仅具有重大的科学意义,同时又具有重大的社会经济意义。青藏高原是南支西风、亚洲夏季风和亚洲冬季风的交汇地区,对气候变化敏感,同时也是中国年代际气候波动的先锋区域,因而是研究过去1000年环境演变、亚洲中低纬度环流等重大科学问题的理想区域。  巴松错位于青藏高原东南部,夏季受印度夏季风的影响,冬季受南支西风急流控制,对气候变化敏感。巴松错沉积速率快(平均0.51 cma-1),流域内植被覆盖率高,植被类型多样,为研究高原面植被演替和快速气候环境变化,进而探讨印度夏季风演化及其驱动机制提供了理想的材料。本文以巴松错4.82 m沉积岩芯为研究对象,通过植物残体AMS14C测年,建立可靠的年代标尺,采用孢粉、粒度、烧失量、磁化率、TOC等多种环境代用指标,重建了巴松错1000年以来植被演替和气候环境变化过程,揭示了1000年来青藏高原存在明显的年际—年代际尺度上的快速气候波动,并探讨了印度夏季风的演化机制。巴松错近1000年以来植被和气候演化过程简述如下:  (1)1083~1200AD期间,植被类型为森林草原植被,乔木植物花粉含量最为优势,以松、云冷杉、桦和常绿栎等为主,灌木和草本植物较少,草本植物以蒿和莎草科为主,指示了此时期内存在的温暖干燥的气候特征;  (2)1200~1790AD期间,植被类型由森林草原植被向森林(灌丛)草原植被转化,乔木植物减少,而灌木和草本植物明显增加,同时流域水动力减弱,陆源有机质、沉积物等输入减少,对应北半球的LIA;此时期又可以明显分为前后两个亚期,在1200~1550AD期间,植被类型由森林草原植被向森林(灌丛)草原植被转化,指示了LIA前期的波动降温过程,而1550~1790 AD是巴松错流域过去1000年最为寒冷的时期,对应LIA盛期,此时乔木花粉含量达到剖面最低值,灌木和草本植物占优;  (3)1790AD以来,植被类型由森林(灌丛)草甸向森林草甸转化,巴松错流域气温逐渐上升:在1790~1850 AD期间,花粉组合和LIA盛期相似,而粒度等指标指示了流域水动力增强,陆源有机质及冰川沉积物输入增加,对应区域温度开始上升;在1850~1950 AD期间,植被组合转化为森林草甸植被,乔木植物花粉含量增加,而灌木和草本植物逐渐降低;在1950AD以后,云冷杉显著增加,柏科/杉科植物增加,灌木和草本植物显著减少,植被组合为森林草甸植被,气候特征与现代相近,而禾本科的增加可能指示了人类活动的增加。  巴松错温度记录在青藏高原东南部具有典型代表性,并与青藏高原其他温度代用记录具有可比性,同时与北半球温度集成序列表现出极显著的相关性。此外,在过去1000年间,巴松错记录中的粒度、磁化率和有机质含量的快速变化揭示了青藏高原东南部存在5个快速发生的暖期和7个短暂的冷期。在1083~1100AD(Ⅰ),1390~1400AD(Ⅱ),1450~1460AD(Ⅲ),1700~1720AD(Ⅳ)和1800~1870AD(Ⅴ)期间,冰川融水增加,湖泊水动力增强,粉砂和有机质含量增加,反应了区域温度的快速上升;而在1150~1160 AD(1),1260~1270AD(2),1340~1360AD(3),1420~1440AD(4),1560~1580 AD(5),1660~1670AD(6)和1740~1780AD(7)期间,冰川融水减少,湖泊水动力减弱,粘土含量增加,反应了区域温度的短暂降低。所有的冷暖事件均具有快速发生,持续时间短的特点。巴松错记录所揭示的多年际-年代际尺度上的温度快速波动与区域冰川活动记录具有较好的一致性。  巴松错近千年来降水变化表现出明显的低频波动。在1083~1100 AD、1250~1300AD期间,降水较多,对应的夏季风较强;在1130~1160AD、1230s、1350~1420AD和1550~1620AD期间降水较少,对应夏季风偏弱。1650AD以后降水逐渐增加,对应夏季风显著增强。巴松错记录的印度夏季风演化与印度洋钻孔记录、印度半岛石笋记录、中国董哥洞和万象洞石笋记录相似,但是百年尺度上的低频变化更加显著。印度夏季风的这种百年尺度上的低频变化受到印度洋偶极子的显著影响,在1083~1650 AD期间偶极子处于负相位,对应的青藏高原东南部的印度夏季风较弱,而在1650AD以后印度洋偶极子转为正相位,对应的青藏高原东南部的印度夏季风随之增强。
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