孢粉记录中国南方3万年以来的植被和气候变化

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地球气候在过去3万年由冷转暖,经历了一系列的剧烈波动,主要包括末次冰盛期,末次冰消期和全新世,对人类文明的形成,以及早期农业的发展,都有很大的影响。广东湛江湖光岩玛珥湖因补给区局限于火山喷发形成的环状岩墙内,极少受到外界的干扰,长时间的水体滞留,简单的湖泊系统,以及深切地下的岩墙,使其与深海沉积、极地冰芯和黄土一起成为研究过去全球变化的四大支柱。湖光岩地处中国大陆最南端的雷州半岛,毗邻南海,受到东南方向的东亚夏季风和西南方向的印度季风的影响,是连接夏季风降雨最重要的水汽源地南海和内陆地区的枢纽,也是连接低纬热带气候系统和中纬季风气候的纽带。

近年来,由中国科学院南京地质古生物研究所王伟铭研究员和硕士研究生孟玉婷等,以及中国科学院广州地球化学研究所胡建芳研究员等组成的科研团队,对广东湖光岩玛珥湖的钻芯开展研究,通过高分辨率的测年手段和孢粉研究,重建了当地过去3万年以来的植被与气候变化过程。孢粉组合与冰芯、黄土、石笋、湖泊沉积物、深海沉积物等记录具有很好的可比性,反映热带陆地系统对太阳轨道尺度上的气候变化和非太阳轨道尺度上的快速气候事件都极为敏感。研究结果为深入了解海—陆—高原积雪相互作用、季风的演化过程,以及全球气候变化在低纬度地区的区域响应,提供了新的科学证据。

根据孢粉组合的变化,该地区过去3万年以来的植被和气候变化可大致分为三大阶段,从老到新分别为:距今3-1.58万年为末次冰盛期,主要生长常绿、落叶阔叶混交林,气候冷干;1.58-1.1万年为末次冰消期,常绿和落叶阔叶植物的含量互为消长,气候波动,但基本保持凉干;1.1万年以来为全新世,热带雨林普遍生长,气候急剧变暖变湿。

在末次冰盛期期间,孢粉组合没有显示出类似于一些东亚和高纬度地区所记录的明显的千年尺度的气候变化,但在距今约2.1-1.85万年发现一个明显的回暖事件,说明湖光岩地区的气候超前于高纬度地区,已开始逐步变暖,这与南极和古里雅冰芯氧同位素所记录的转暖方式相似。此外,气候的转暖与北纬33°太阳日照量的增加相同步,反映热带陆地植被系统对太阳轨道尺度上的变化响应明显。

气候在末次冰消期波动频繁,从孢粉组合中可大致看到暖-较冷-较暖-冷的气候变化过程,距今1.58-1.4万年年常绿阔叶林扩展,对应于波令-早阿勒罗德暖期(Bølling—early Allerød);1.4-1.1万年反映为冷期,可能包含了新仙女木事件(Younger Dryas)。

热带雨林在距今1.1-0.6万年期间迅速扩展,指示了全新世适宜期的到来,气候温暖湿润。热带雨林在0.85万年曾一度急速萎缩,为冰后期一次强降温事件。木本与草本植物比值在中晚全新世的下降,预示了气候的衰变,这可能与夏季风的减弱有关。0.2万年至今的孢粉记录更多地受到了人类活动的影响,以至于无法用于很好地诠释古气候的变化。

论文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/bor.12229/full

(据中国科学院南京地质古生物研究所)

 

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