中纬度亚洲内陆干旱区是全球大气粉尘的重要来源之一,在全球气候和生态系统中起着重要作。获取具有可靠年代,高分辨率的定量气候记录,可以更好的研究和分析亚洲内陆干旱区的气候变化特征及与其它地区(高纬度和低纬度地区)的联系,深入对亚洲内陆干旱区气候系统的认识和理解。为应对和缓解亚洲内陆干旱区内水资源短缺和生态环境退化等问题提供理论依据,因此加深对亚洲内陆干旱区气候和降水变化机制的理解显得尤为重要。中国西北干旱区是亚洲内陆干旱区的重要组成部分,现代的气候主要受中纬度西风环流和西伯利亚高亚的影响,本文研究的新疆东部巴里坤湖处于西北干旱区的中心区域,能够较好的记录西北干旱区过去气候变化过程。研究组于2011年在巴里坤湖中心钻取了 62.53米深的BLK11A岩芯,本文选取顶部6.8米末次盛冰期以来的岩芯进行了高分辨率的气候指标分析,利用AMS 14C测年方法建立了岩芯上部6.8米的年代框架。在实验室对其进行了 1cm间距的高分辨率分样,获取高分辨率的烧失量和易溶盐含量指标。同时,对不同深度135个沉积物样品进行了长链烯酮(LCAs)和n-脂肪酸浓度以及C24、C26和C28 n-脂肪酸的碳、氢同位素分析,重建了过去25 cal、ka BP(1 cal.ka BP =距1950年1000年)高分辨率连续的夏季水温记录以及区域水文循环记录。主要结论如下:1.西北干旱区湖泊长链烯酮分布特征与转换函数通过对西北干旱区29个湖泊表层沉积物样品分析,在其中的12个湖泊中检测到了长链烯酮。在低盐度的湖泊中仅检测到了C37-C38长链烯酮,而在盐湖和高盐湖中检测到了 C37-C42长链烯酮。GC-MS分析结果显示奇数链长为甲基烯酮,而偶数链长为乙基烯酮。仅在2个高盐度湖泊中检测到C41和C42烯酮,表明在高盐度的湖泊环境中存在一种特殊的物种能够生产C41和C42烯酮,因此C41和C42烯酮可作为高盐度环境的生物标志性化合物。对比全球不同地区湖泊表层沉积物的%C37:4,%C38:4与盐度发现,两者关系并不明显,说明不同的长链烯酮生产者对%C37:4,%C38:4影响较大。利用巴里坤湖以及附近湖泊的水体过滤样品,建立了温度转换方程,发现U37k与水温有显著的相关性(y=0.016x-0.696,R2 = 0.64),而U37k’与水温无关。2.末次盛冰期以来巴里坤湖夏季水温重建末次盛冰期以来的BLK11A岩芯中存在两种长链烯酮分布特征,指示长链烯酮的生产者不同。一类与现代巴里坤湖中物种相同,则利用我们重建的温度转换方程进行水温计算。另一类生长在盐度相对较低的环境下,主要生长在冰期,我们利用 了与之相似的 3 个温度转换方程((1)Hap B:T= 35.84×U37k + 21.11;(2)C.lamellosa:T= 26.53×U37k + 15.89;(3)P.paradoxa:T= 44.25×U37k + 22.78)进行了水温计算,采用平均值作为水温记录,重建的最大和最小结果作为误差范围。在此重建的水温主要反映是长链烯酮生产者生长时(夏季)的水温。末次盛冰期(25-19 cal.kaBP)期间,湖泊表层夏季水温总体较低,水温在6.3-18.1℃之间波动,平均值为12.9℃。25-20.8 cal.kaBP夏季水温逐渐降低,平均水温为15.3℃。20.8-19 ka BP时期夏季水温最低,平均水温为10.5℃,比现水温度低7.4℃。盛冰期结束后夏季水温回升,在19-18 cal.ka BP之间水温回升了4℃,之后降低,在Oldest Dryas期间夏季水温维持在较低的水平上,平均水温为11.6℃,比现代水温低6.3℃。在15 cal.ka BP前后,夏季水温增加了约3℃。在14.9-11.7 cal.kaBP期间,夏季水温升高接近或略高于现代夏季水温,在13.1-12.8 cal.ka BP和12.1-11.8 cal.ka BP发生降温,分别低于现代夏季水温3.3和2.6℃,很可能分别对应于Older Dryas和Younger Dryas。11.7-9.8 cal.ka BP期间湖泊夏季水温为16.8℃,接近现代的湖泊夏季水温;在9.8-8 cal.ka BP期间湖泊夏季水温明显降低,平均水温度13.6℃,比现代夏季水温低4.3℃。8cal.kaBP前后,湖泊夏季水温在很短的时间(约150年)内快速升高,增幅达11.5℃。8-6 cal.kaBP期间为全新世温度最高阶段,平均夏季水温比现代夏季水温高6℃。中全新世期间水温呈降温趋势,降温速率为1.9℃/ka。晚全新世(4.8-1.8cal.kaBP)期间,中晚全新世的降温趋势被3.8-4.8 cal.kaBP期间快速降温事件中断,该期间温度在10.1-22.2℃之间波动,平均水温为14.9℃,比现代夏季水温低3℃。3.8 cal.ka BP之后夏季水温再次呈降温趋势,温度变化范围为18.3-22.8℃,降温速率为1.1℃/ka。3.末次盛冰期以来巴里坤湖水位与盐度变化在末次盛冰期、冰消期和早全新世期间,巴里坤湖湖泊水位总体较低,在个别时期甚至季节性干涸,在19-18 cal.kaBP和14.9-13 cal.kaBP期间湖泊水位相对升高。在此期间湖泊盐度波动升高,在末次盛冰期盐度最低,末次冰消期晚期和全新世湖泊盐度最高。8-6 cal.ka BP期间,湖泊水位明显升高,是整个钻孔水位最高、面积最大的时期,但湖泊盐度并未有明显的降低。6 cal.ka BP之后,湖泊水位逐渐降低,湖泊面积逐渐萎缩,湖泊盐度快速增高,为高盐度环境,湖泊进入成盐阶段。4.末次盛冰期以来巴里坤地区气候与环境变化(1)在末次盛冰期期间巴里坤湖气候最为冷干,在此气候条件下,湖泊周围植被稀疏,湖泊水位和湖泊初级生产力较低。水生植物C28脂肪酸氢同位素表明湖泊水体同位素偏正,表明大气降水量较低,湖泊水体更新缓慢。低温导致低湖泊蒸发量,导致巴里坤湖在末次盛冰期维持较低湖泊水体盐度。在低盐度和水深较浅的情况下,大量川蔓藻在湖泊底部生长。(2)末次冰消期期间巴里坤湖夏季水温和湖泊水位变化呈现出千年尺度的变化,而降水或湿度并未表现出这种变化。该时期湖泊盐度逐渐增高,流域内植被稀少,湖泊初级生产力较低,整体气候较为干旱。15-11.7 cal.kaBP期间,湖泊水体盐度升高,不适宜川蔓藻生长,沉积物中C28n-脂肪酸碳同位素表明湖泊周围以C3植物为主,其氢同位素总体偏负,表明湖泊周围植被主要利用山地降水和冰川融水,盆地内夏季降水较少。(3)早全新世气候较为不稳地,C3、C4植物比例波动频繁,湖泊水位较低,湖泊盐度较高,同时湖泊初级生产力低,气候相对冷干。8 cal.ka BP之后开始变得暖湿,湖泊水位回升,湖泊初级生产力升高,在6-8 cal.ka BP期间气候最为温暖湿润,湖泊水位最高。此时陆地植被C4植物比例较高,盆地内夏季降水为主要水源。6 cal.kaBP之后,湖泊夏季水温逐渐降低,气候变得干旱,湖泊变为高盐度环境,湖泊水位逐渐降低。在6-4 cal.kaBP期间,陆地植被C4植物比例较高,4 cal.kaBP之后,C3植物逐渐增多。此外,在3.8-4.8期间出现一次显著的冷干事件。