赣北山地泥炭沼泽记录的1.3ka以来的高分辨率植被与气候变化历史研究

来源 :南京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yichunyang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
过去两千年包括工业革命前以自然变率为主的气候波动时期和工业革命后自然和人为因素共同影响的气候变化时期,同时也是历史文献资料与自然环境记录并存的时期。其中的中世纪暖期、小冰期和现代暖期是过去两千年内气候变化的特征时段,已引起广泛关注,但关于其起止时间、温湿配置及驱动机制的研究还有待深入研究。  本文以位于中国东南季风区的江西西山洗药湖泥炭地为研究对象,首先进行210Pb、137Cs和AMS14C年代测定,随后利用Bacon模型建立了准确的年代框架;通过沉积物粒度、泥炭腐殖化度、烧失量、XRF扫描元素测定,深入探讨沉积环境;在此基础上以1-2cm间隔进行高分辨率孢粉分析,重建了该地区1.3ka以来的植被历史及其演替规律,综合分析了特征时段的气候变化规律及其驱动机制,具体结果总结如下:  1、637-800AD,植被组合是以旱生草本为主,间有栎属(常绿类型)分布的初级森林阶段。此时洗药湖盆地处于基岩风化剥蚀,湖盆蓄水发育的初级阶段,沉积物属于典型的灰黄色花岗岩风化壳。恶劣的沉积环境导致了孢粉浓度很低且有机质含量极少。该阶段的孢粉记录信息不具有气候指示性。  2、中世纪暖期(800-1250AD)期间,植被组合是以栎属(常绿类型)为建群种,间或有栲属、松属出现的栲栎林;林下旱生草本丛生,湖盆内部蓄水,局部高地势发育大量泥炭,为湿生草本的生长提供基础。在800-1050AD期间,湖盆沉积物为灰黑色泥炭土,而在1050-1250AD期间,沉积物转变为棕色粉砂质粘土。孢粉及环境替代指标记录的中世纪暖期气候整体表现为暖湿,内部存在明显的次级波动,具体表现为:800-890AD,温暖稍干;890-1050AD,温暖湿润;1050-1125AD,温暖稍干;1125-1250AD,温凉湿润。在历时450年的中世纪暖期期间,气温经历了由暖转冷的变化过程,降水方面则表现为干湿的旋回波动。  3、小冰期(1340-1870AD)期间,植被组合表现为以栲属为建群种的栲栎林,林下旱生草本繁盛。湖盆内部在1340-1430AD间沉积粉砂质粘土,1430-1870AD间主要沉积灰棕色泥炭土。小冰期气候整体表现为冷干,内部存在明显次级冷暖波动,1750AD以前温度冷暖变化较为剧烈,其中1340-1425AD、1475-1575AD及1625-1750AD期间以冷干为主,1425-1475AD和1575-1625AD表现为温凉偏干;1750AD之后气候转向湿润,温度稍有回升,1780AD后湿润程度不断增加,温度稍有降低,其中1780-1870AD是小冰期内部最后一次冷波动,表现为显著冷湿特征。整体来讲,小冰期期间温度方面呈现“四冷夹三暖”格局,湿度方面主要经历了由干旱逐渐转向湿润的演变过程。  4、1.3ka BP以来气候变化特征明显,即中世纪暖期呈现暖湿特征,小冰期冷干特征明显。在百年时间尺度上,降水变率与温度变化表现为显著的正相关关系,即暖湿/冷干的温湿配置是过去千年气候变化的主要模式。  5、利用REDFIT38对1.3ka乔灌木孢粉数据主成分分析的第一因子(PCA1)和E/D值进行单变量频谱分析,结果显示PCA1和E/D均呈现出高置信水平(95%)的100-200a周期。在过去1.3ka中,基于乔灌木组分的PCA1共记录了9次周期为150年的气候波动,ENSO事件发生频次及太阳活动指数都明显记录了这9次气候波动,且本研究的PCA1周期阶段相对于太阳活动和ENSO事件具有时间延时,可能是因为太阳辐射或者ENSO事件对东亚季风区植被组合的影响需要一定的时间。小冰期时段的~150年周期波动与历史文献记载的江西近500年来气温周期性振动相一致,其中~150年的太阳活动是引起小冰期内部气候波动的主要因素,火山活动可能产生叠加影响。太阳活动引起地表辐射量的变化,导致小冰期内部冷暖波动,由温度变化引起的海陆热力差异是产生季风降水变率的主要因素,太阳辐射直接影响小冰期内部温度变化,间接影响降水变率。19世纪之后,季风降水呈现出较大的波动性,与太阳活动变化几乎不存在相关性,本研究推断可能是人类活动发挥了主导作用。
其他文献