神農(nóng)架大九湖盆地61kaBP以來的環(huán)境與氣候變化.pdf

1、東亞季風系統(tǒng)是影響我國氣候變化的主要氣候系統(tǒng)之一，對處于典型東亞季風區(qū)的神農(nóng)架大九湖盆地61ka以來的沉積物進行研究，有助于理解晚更新世中的末次間冰階（MIS3）、末次冰期晚冰階（MIS2）和全新世（MIS1）這三個典型時期的氣候變化特征，對認識東亞季風的演變歷史及我國氣候變化有重要意義。本研究在對神農(nóng)架大九湖盆地地貌、沉積調(diào)查和多個淺鉆研究的基礎(chǔ)上，開展了深鉆DJH-2孔沉積物的巖性記錄和TOC、TN、C/N、α-纖維素碳同位素及大氣

2、濕度幾個指標的分析。
　　 對大九湖盆地地形地貌和多個淺鉆巖芯的研究發(fā)現(xiàn)，從盆地邊緣向沼澤中心，地下水位逐漸升高，沉積環(huán)境發(fā)生相應改變，地表水分布范圍及地下水位的高低對沉積環(huán)境的展布具有控制作用，而盆地水文狀況主要與氣候條件尤其是降水量的變化有關(guān)。
　　 大九湖鉆孔沉積物的巖性變化記錄了沉積環(huán)境及沉積時期研究區(qū)氣候的變化。在DJH-2孔中，湖相沉積的出現(xiàn)代表當時地下水位較高、氣候濕潤；扇緣相沉積的出現(xiàn)則可能與地下水位降低

3、、氣候變干有關(guān)；泥炭是特殊環(huán)境和特殊氣候條件下的產(chǎn)物，溫和濕潤的氣候最有利于泥炭的發(fā)育，冷干的氣候?qū)δ嗵堪l(fā)育不利，而較高的溫度條件也會限制泥炭的積累。
　　 TOC、TN指標數(shù)據(jù)值的高低與有機質(zhì)含量直接相關(guān)，溫和濕潤的氣候最有利于有機質(zhì)的形成和積累，反之有機質(zhì)含量則較低；C/N記錄了沉積物中有機質(zhì)的來源，當高等的陸生植物含量較高時，C/N一般也較高。
　　 泥炭沉積中的碳同位素值對降水的變化反映敏感。由于生理特征上的差異

4、，泥炭沉積物中不同植物殘體的碳同位素值對降水和濕度變化的響應方式不同：有氣孔的維管束植物（如苔草）通過控制葉表氣孔的開合來調(diào)節(jié)碳和水的交換，碳同位素值的變化與濕度呈反相關(guān)；而非維管束植物（如泥炭蘚）光合作用利用CO2的效率由其葉表面的水膜厚度所控制，碳同位素值的變化與濕度呈正相關(guān)。
　　 通過建立苔草和泥炭蘚α-纖維素碳同位素值與大氣濕度變化關(guān)系的兩組方程模型，可以定量恢復研究區(qū)大氣濕度的變化過程。
　　 本論文提取了大

5、九湖沉積物中10個孢粉濃縮物進行AMS14C測年，獲得了DJH-2孔上部840 cm巖芯的獨立時標，并通過交叉定年建立年代序列，將大九湖泥炭高分辨率（70年）的氣候環(huán)境變化記錄延長至61 kaBP。DJH-2孔上部840cm巖芯沉積物記錄到研究區(qū)61ka以來環(huán)境與氣候變化經(jīng)歷了六個大的演化階段：①840～821cm（61～60kaBP）：對應末次冰期早冰階末期，此段沉積環(huán)境為洪積扇緣-漫灘相，氣候冷干，降水較少；②821～430cm（6

6、0～26kaBP）：對應末次冰期間冰階，此段處于沼澤沉積環(huán)境，大氣濕度值平均為0.72，氣候溫和濕潤，有多次冷暖干濕旋回波動；③430～250cm（26～15kaBP）：對應末次冰期晚冰階，該段沉積環(huán)境為洪積扇緣-漫灘相，氣候冷干，其中18～15kaBP為研究區(qū)的末次盛冰期；④250～211cm（15～11kaBP）：對應末次冰消期，該段早期（15～13kaBP）處于沼澤沉積環(huán)境，氣候溫和濕潤，晚期（13～10kaBP）氣候冷干，降水較

7、少；⑤211～120cm（11～4kaBP）：對應全新世早中期，處于淺湖沉積環(huán)境，氣候溫暖濕潤，降水豐沛；⑥120～30cm（4～1kaBP）：即全新世晚期，此段沉積環(huán)境由淺湖變?yōu)檎訚桑髿鉂穸绕骄禐?.66，氣候溫和濕潤。DJH-2孔記錄的氣候變化特點不但在區(qū)域上具有一致性，與全球眾多記錄也具有很好的可比性。
　　 在大九湖DJH-2孔的記錄中，MIS3階段的氣候條件為溫濕，與冰消期中的溫濕期及全新世晚期相似，但其暖濕程度不

8、及全新世大暖期。其中，MIS3早期的大氣濕度最高，晚期次之；溫度則由早期到晚期略有降低。DJH-2 孔中MIS3時期出現(xiàn)的強夏季風記錄響應了北半球太陽輻射的變化，為歲差尺度東亞夏季風環(huán)流強度主要受太陽輻射控制的觀點提供了有力的支持。
　　 DJH-2 孔記錄的61 ka 以來大九湖盆地氣候變化尤其是降水和濕度的變化揭示出該時段東亞夏季風強度的演化過程。大九湖記錄與印度季風記錄在大趨勢上具有一致性，表明亞洲季風系統(tǒng)的演化受控于同一

9、機制，但是在百年尺度上響應方式上有其獨立性；晚更新世以來東亞季風、印度季風與非洲季風記錄在變化趨勢上也趨于一致，共同反映了低緯水汽循環(huán)的變化特征。
　　 大九湖盆地61 ka 以來出現(xiàn)了多次千年至百年尺度氣候突變事件，其中冷干事件包括末次冰期中的6 次H 事件、冰消期的YD 事件以及全新世出現(xiàn)的7 次冷干事件，暖濕事件主要發(fā)生在MIS3 時期，前后共出現(xiàn)15 次D-O 事件。這一系列氣候突變事件在全球其它眾多地質(zhì)記錄中得到證實。