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青藏高原东部末次间冰期以来植被与气候变化

任维鹤

青藏高原东部末次间冰期以来植被与气候变化

任维鹤1
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作者信息

  • 1. 中国科学院大学
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摘要

末次间冰期以来的气候重建资料,是理解轨道-亚轨道(千年)尺度气候演变规律的重要科学依据;末次间冰期是全新世(现今间冰期)的气候相似型,两者在气候特征和演变规律上有何异同,一直是古气候学家研究的热点问题。青藏高原仍缺少末次间冰期以来高分辨率的古气候记录,限制了对其轨道-亚轨道尺度气候演变规律,以及末次间冰期和全新世相似性等科学问题的深入认识。 若尔盖盆地位于青藏高原东部季风气候区,处在森林与草甸-草原的过渡地带,植被对气候变化响应敏感。盆地内分布大量连续的晚第四系湖相地层,是古植被与古气候研究的良好载体。 本研究通过AMS14C、光释光和年代调谐建立了若尔盖盆地ZB13-C1岩芯的年代框架,基于孢粉、粒度和烧失量等指标的详细分析,重建了若尔盖区域末次间冰期以来植被与气候的变化过程,进而通过与前人研究结果的对比深入认识区域气候演变特征,并对其驱动机制进行了初步分析。同时基于若尔盖地区全新世高分辨率气候记录的集成,对比分析了研究区末次间冰期和全新世的变化特征及可能受控因素。 本研究得到的主要认识包括: 1.孢粉和生物群区化分析揭示出,若尔盖区域末次间冰期以来的孢粉组合和植被演化主要经历了五个阶段:(1)130-98ka BP乔木花粉含量较高,以云杉属为主,中期草本花粉出现峰值,植被主要为寒温带常绿针叶林,并间歇发育草甸和草原植被;(2)98-85ka BP草本花粉含量高,灌木花粉升高,植被以温带草原为主,间歇发育灌丛;(3)85-52ka BP乔木花粉含量整体较高,以云杉属为主,早期大量出现桦木属,植被以寒温带针叶林和寒温带混交林为主;(4)52-15ka BP草本花粉大量出现,主要发育高寒草甸和草原植被;(5)15-0ka BP乔木花粉含量高且持续上升,植被以寒温带常绿针叶林为主,间歇发育寒温带混交林和温带草原。 2.对沉积物粒度的数值分析得出风力和河流组分。其中河流组分在约46ka BP时显著增加,之后发生多次剧烈波动,指示若尔盖盆地湖沼景观消失后以河流沉积为主,与前人研究结果相近。在130-46ka BP的冰阶,湖泊水位出现数次下降,并伴随有机质含量的降低,其中94-86ka BP和74-70ka BP较为显著;相反,间冰阶湖水位相对较高,且有机质含量上升。 3.地层乔木花粉含量可反映夏季温度,与其它气候指标(如粒度组分、烧失量和藻类浓度)同步变化。若尔盖区域末次间冰期以来季风气候演变历史有如下特征:(1)MIS5期间间冰阶的亚洲夏季风显著增强,其中MIS5c和MIS5e内部有明显的短尺度气候波动,而其它冰阶-间冰阶较为稳定。(2)MIS4冰阶的降温幅度小,可能较其它冰阶更暖。(3)MIS3的季风演化可分为三个阶段,气候特征分别为温湿-冷干-温湿模式,期间季风气候有大幅度的千年尺度波动。(4)MIS2和全新世时期,温度呈先下降后升高趋势,其中末次盛冰期季风最弱,全新世温湿配置适宜,亚洲夏季风较强。 4.轨道尺度上,若尔盖区域末次间冰期以来的气候记录有着显著的岁差周期,主要受控于北半球夏季太阳辐射的周期性变化。千年尺度上,发现若尔盖区域千年尺度气候存在以2.7ka、1.9ka和1.5ka为中心的准周期变化,与北大西洋气候异常密切相关。 5.末次间冰期与全新世对比发现,(1)轨道尺度上,季风气候均显著增强并存在相似的变化趋势,但末次间冰期的温湿配置可能优于全新世,北半球夏季太阳辐射量的变化是主要调节因子。(2)千年尺度上,冰消期、间冰期中期以及间冰期后期,各发生了一次季风衰退事件,但在末次间冰期变化幅度较大,可能与北大西洋气候变化有关。本研究发现过去2ka和末次间冰期末期亚洲夏季风异常增强,为预测未来长时间尺度自然变化背景下季风气候的可能演变特征提供帮助。

关键词

青藏高原/古气候/植被演化/末次间冰期

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授予学位

博士

学科专业

自然地理学

导师

赵艳

学位年度

2020

学位授予单位

中国科学院大学

语种

中文

中图分类号

P5
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