摘要
青藏高原被誉为“地球第三极”和“亚洲水塔”，在全球气候变化以及人类活动与生存环境安全中处于关键地位。近50年以来，在气候变暖的背景下，青藏高原地表系统及屏障功能发生了重大转变，冰川、湖泊和植被等自然景观快速变化，对高原及周边地区的人类生存环境安全和区域可持续发展带来了巨大挑战。青藏高原南部的雅鲁藏布江（雅江）流域是亚洲水塔区的重要组成部分，同时也是高原人口的主要聚集区，区域粉尘释放强烈。粉尘活动在影响区域人类活动同时，对全球气候和生态环境产生了重要影响。然而，青藏高原南部的气候变化研究十分薄弱，特殊的地理位置及高原山谷环境加剧了区域气候响应的复杂程度，限制了我们对高原地表系统景观变化及其空间差异的深刻认识。 本文基于大范围的野外考察、遥感分析和室内实验厘清了雅江流域风成沉积物的时空分布特征和理化性质，评估了风成沉积理化指标蕴含的环境意义。在此基础上，以雅江流域自西向东的4个典型风成沉积序列为研究材料，结合光释光测年和碳十四测年获取年代控制点，建立可靠的年代序列，利用指示意义明确的气候指标，重建了研究区全新世湿度演化历史，探讨了湿度演化的空间差异及其驱动机制。其次，通过集成青藏高原南部和中亚干旱区东部已报道的风成沉积序列，重建了青藏高原南部全新世粉尘活动历史，揭示了其与中亚干旱区东部粉尘活动驱动机制的异同。最后，基于对青藏高原粉尘活动与温度的认识，探讨了高原风成沉积在揭示全新世冷季温度历史方面的潜力。获得以下主要结论： （1）绘制了以黄土和沙丘为主体的《雅江风成沉积空间分布图》，包括1幅小比例尺流域风成沉积分布序图和6幅大比例尺风成沉积分布区域图，附以高分辨率的卫星影像和野外照片。雅江流域黄土和沙丘分布面积自西向东呈减小趋势，风成沉积物主要分布于河流宽谷地区，以中游日喀则宽谷和山南宽谷居多。雅江风成沉积多发育于末次冰盛期以来，主要堆积于全新世期间，更早的沉积物保存较少。自西向东，沉积厚度趋于增加，形成年代相对较老。雅江流域沉积物对气候的响应较为复杂，环境指标的气候意义存在明显的区域差异。雅江上游地区沉积物磁性颗粒以碎屑输入为主，可以指示近地表风动力的变化，而雅江中游地区沉积物磁性受碎屑输入和成壤共同控制，与次生磁性矿物相关的参数可以指示湿度/温度变化。指标对气候的响应并不单一，在古气候重建时需要深入评估。 （2）青藏高原南部全新世湿度演化存在明显的空间差异。青藏高原南部西段雅江上游地区，全新世湿度演化主要受控于印度夏季风和冬季中纬度西风的相对强度的变化，根本上取决于30°N夏季和冬季太阳辐射的变化。早全新世，响应高的夏季太阳辐射，雅江上游地区受到了印度夏季风驱动的印度洋表面蒸发的水汽的主导。在约7.6 ka时，这种高的湿度状况由于印度夏季风的减弱而突然减少。此阶段，冬季中纬度西风对水汽供应的影响可以忽略。中至晚全新世，夏季太阳辐射持续降低，导致印度夏季风降水逐渐减少。随着冬季太阳辐射的增加，增强的冬季中纬度西风渗透到了该区域，调节了印度夏季风驱动的水汽供应。青藏高原南部中段雅江中游地区，全新世湿度演化与上游地区类似，仍受控于印度夏季风和冬季中纬度西风的协同作用，然而区域河谷环境可能使这一过程复杂化，晚全新世湿度并非完全对应冬季中纬度西风的变化。青藏高原南部东段雅江下游地区，全新世湿度演化主要受控于印度夏季风的变化，冬季中纬度西风的影响程度显著减小。早至中全新世湿度较高，随后湿度逐渐降低，这主要与30°N夏季太阳辐射的变化导致的赤道辐合带及其雨带的南移有关。 （3）青藏高原南部早至中全新世粉尘活动逐渐减弱，晚全新世以来粉尘活动趋于增强，总体响应30°N冷季太阳辐射的变化，同时受地球气候系统内部震荡的调节。早至中全新世，随着冷季太阳辐射的增加，高原近地表风减弱，粉尘堆积速率降低、粒径变细，此时暖季太阳辐射降低造成印度夏季风降水减少，导致植被覆盖降低、物质供应减少，也可能影响了粉尘堆积速率的降低。此阶段，在高冰量和低 CO2浓度的相对冷环境下，高原粉尘活动受地球内部冷事件的影响显著。晚全新世以来，随着冷季太阳辐射的降低，高原近地表风增强，粉尘堆积速率增加、粒径变粗，此时暖季太阳辐射持续减弱，对粉尘变化的贡献有限。此阶段，在冰量保持不变、CO2浓度较高的相对暖环境下，高原粉尘活动对地球内部冷事件的反馈并不明显。通过与中亚干旱区东部风成沉积记录的对比，发现区域粉尘活动驱动机制相似，即冷季太阳辐射、冰量和CO2浓度的变化控制了区域温度变化，通过影响高原高压和西伯利亚高压影响了近地表风的强弱，最终控制了两个区域粉尘活动。在未来气候变暖的背景下，区域粉尘活动将持续减弱。最后，基于对青藏高原粉尘活动驱动机制的认识以及与冰芯记录的全新世冬季温度的对比，提出高原风成沉积序列可能是反映区域冷季温度的潜在载体。
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