腾冲青海湖泊沉积记录的近2000年以来的气候环境演化

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过去2000年的气候变化研究是全球变化研究关注的核心内容之一,这期间最显著的气候事件是中世纪暖期(MWP)与小冰期(LIA),这也是距现代最近的暖期和冷期。距今2000年来的时段是衔接地质记录和器测文献资料,进而预测未来人类生存环境变化的一个重要时间窗,并且2ka以来人类活动对地球环境施加的影响最为深刻,人类活动引起的变化与自然变化相互叠加,构成了复杂多变的地球环境和生态系统。而湖泊沉积物作为大陆气候环境变化的重要信息载体,具有沉积连续性好、沉积速率大、分辨率高、信息量丰富等特点,能忠实地记录湖区各气候和环境变化的信息,具有其它环境记录载体所无法替代的地位。云南高原处于西南季风与东南季风交汇地带,气候主要受西南季风还兼受西风带与青藏高原局地气候的影响,导致了云南气候的复杂性和云南省境内不同地区气候的多样性。再加上历史时期尤其是近2000年来的气候变化与人类的关系更加紧密,因此研究云南湖泊沉积揭示其近代气候环境变化,认识人类活动对环境产生的影响显得意义重大。在云南湖泊研究中,涉及古气候研究的湖泊已经非常广范,但目前对腾冲青海的研究很少,除对其水质已作出研究外,对古气候重建方面的研究几乎没有。因此,本研究主要揭示2000年来青海湖泊沉积对流域环境与气候变化和人类活动的响应模式,既能够为我国西南地区过去气候环境演化特点提供新信息,又能为预测该地区未来气候变化提供科学依据。本文基于青海160cm长的湖泊沉积物柱芯,利用14C测年,建立了2000年以来的年代序列,测试并综合分析了有机质、碳酸盐、粒度、磁化率指标,重建了2000年以来青海流域的气候环境演化阶段。本文的主要研究成果有:(1)青海沉积物有机质与碳酸盐主要来源于湖泊自生。湖泊沉积物中自生有机质和碳酸盐含量与湖泊发育和气候环境紧密相关,是气候变化的良好指标。自生有机质含量高,指示湖区温度高,湖泊自生植物生产力水平高,对有机质贡献量大;反之则湖泊生产力水平低,对有机质贡献量小,间接指示湖区温度低。一般情况下,湖泊自生碳酸盐含量与湖水的淡化与咸化密切相关,间接指示湖区有效湿度的高低;而在有的阶段受有机质含量的影响,如在青海湖泊演化的第Ⅲ、Ⅳ阶段,二者曲线表现为明显的同向趋势。沉积物中粒径大小的比重能很好的揭示湖区径流的大小,侧面指示湖区降水量多少。粘土(<4m)比重大指示湖区径流量大,为湖泊深水区带来大量细粒颗粒物,指示降水量大;反之,则指示湖区降水量小。(2)通过对相关指标的综合分析,重建了湖区近2000年以来的古环境。具体表现为:阶段Ⅰ,2004a BP~1453a BP,气候暖干;阶段Ⅱ,1453a BP~853aBP,气候偏暖湿但有明显冷湿波动;阶段Ⅲ,853a BP~373a BP,气候暖干;阶段Ⅳ,373a BP~1969AD,气候冷湿;阶段Ⅴ,1969AD~2003AD,气候偏暖干。近2000年来,青海湖区气候大体上显示出暖干-冷湿交替的类型。通过与已记录的历史气候事件进行比较,青海环境演化的第Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段分别与中世纪暖期、小冰期和20世纪以来的增温期在气候特征和时间起止上有相似之处,说明近2000年以来腾冲青海流域对这些气候事件有所响应。(3)通过与洱海沉积记录进行对比可以看出,二者除后两个阶段在时间划分上有较大差别外,前三个阶段,气候特征比较一致,并且在时间上,青海记录比洱海记录滞后约30到40年。两地同属于西南季风影响区域,二者的阶段差别可能反映了不同的流域对同一气候系统的不同响应,另外年代误差也可能导致这种结果。洱海沉积记录与中国东部地区相比,在中世纪暖期和小冰期的起止时间上,前者滞后约2个世纪,说明同属西南季风影响的青海与中国东部地区记录的温暖期和小冰期气候事件相比也具有滞后性。青海与青藏高原区所属的苏干湖沉积记录比较结果显示,二者在气候特征和年代划分上都有很大差别。青海气候主要受西南季风影响,两地同时期不同的气候特征反映了不同的气候系统对全球变化的不同响应。
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