摘要
末次冰盛期（Last Glacial Maximum，简称LGM）是末次冰期以来地球表面最冷干的时期，此时北半球夏季太阳辐射明显降低，全球冰盖大幅度扩张，海平面显著下降，陆地生态系统发生巨大变化。石笋可以记录古气候环境变化的相关信息，是进行古气候重建的重要地质材料，在过去二十多年中得到了广泛应用。理解亚洲季风的演变过程和驱动机制，对预测未来气候环境变化具有重要意义。由于目前关于LGM时期我国北方地区精确定年的高分辨率气候环境变化记录仍然较少，限制了我们对LGM时期东亚夏季风变化特征、规律、周期和驱动机制等的认识。本文通过对山东半岛地下画廊溶洞石笋DXHL3进行高精度230Th定年以及氧-碳稳定同位素（δ18O、δ13C）测定，重建了山东半岛23.2～18.8ka高分辨率的东亚夏季风气候变化历史，分析了LGM时期山东半岛东亚夏季风变化及其规律和周期特征;并将其与东亚季风区、北半球和南半球高纬度地区及低纬热带地区的气候记录对比，多方面综合探讨了山东半岛LGM时期东亚夏季风气候变化的驱动机制。本项研究取得了以下主要认识: （1）石笋DXHL3的δ18O变化趋势总体上与亚洲季风区内其它石笋记录相似，指示东亚夏季风强度的变化;818O值越负，表示夏季风强度越强且降水增加;δ18O值越正，表示夏季风强度越弱且降水减少。石笋DXHL3的δ13C记录表现出与δ18O记录的高度相似性，地表植被（包括植被类型和生物量）、水-岩作用（WRI）、CO2去气作用、先期碳酸盐沉积（PCP）、滴水滴率和洞穴通风作用等都可能是影响δ13C的因素。δ13C上升可能反映了地表植被更偏向于C4植物、地表生物量下降、WRI和PCP加强、CO2去气作用增强、滴水滴率减慢、洞穴通风作用加强，这些往往出现在夏季风较弱且降水减少、气候较干旱的环境下，与对应的δ18O值上升一致;而δ13C下降则可能反映了相反的情形，也与对应的δ18O值下降一致。 （2）LGM时期山东半岛夏季风气候存在显著的变化。石笋DXHL3的δ18O和δ13C记录显示23.2～18.8ka时期山东半岛的气候环境变化过程大致可以分为以下四个阶段:（ⅰ）23.2～22ka，石笋δ18O和δ13C记录总体上升，反映了东亚夏季风强度持续减弱，降水量逐渐减少，地表植被生产力降低，C4类型植物相对增加，WRI和PCP作用不断加强，CO2去气作用增强，滴水滴率减慢，洞穴通风作用逐渐得到加强，整体处于相对寒冷干燥的环境;（ⅱ）22～21ka,在这一阶段气候环境变化出现翻转，东亚夏季风强度相对增强且降水增加，地表植被密度较大，出现更多C3植物（C3/C4比值上升），植物根系呼吸作用和土壤微生物活动都增强，同时WRI和PCP作用减弱，CO2去气作用减弱，滴水滴率增加，洞穴通风作用减弱，整体处于一个相对温暖湿润的气候环境;而在第三（21～19ka）和第四个（19～18.8ka）阶段基本上重复了第一和第二个阶段的气候环境变化，但第三个阶段持续的时间更长（～2ka）,第四个阶段持续时间很短（0.2ka）,且其处于石笋发育的结束阶段，年代误差可能较大。 （3）赤道太平洋尤其是西太平洋暖池地区的气候环境变化和北半球高纬度地区的温度变化是影响山东半岛LGM时期气候环境变化的主要因素。对石笋DXHL3的δ18O和δ13C记录周期分析结果显示山东半岛LGM时期气候环境变化存在231a、74a、58a、43-41a等周期，这些周期均与太阳活动存在直接或间接的关系。太阳活动可能通过影响高、低纬度地区的太阳辐射从而对山东半岛LGM时期气候环境变化造成影响。
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