巴丹吉林沙漠湖泊沉積孢粉和正構烷烴記錄的全新世環(huán)境變化

1、巴丹吉林沙漠湖泊沉積孢粉和正構烷烴記錄的全新世環(huán)境變化干旱區(qū)的垂向水運移對湖泊發(fā)育和維持具有重要的作用, 但長期以來環(huán)境演變的研究卻主要聚焦于區(qū)域降水的作用, 對地下水補給型湖泊的環(huán)境演變研究比較缺乏。地處中國西北的干旱區(qū)的巴丹吉林沙漠降水較少, 在沙漠腹地的丘間洼地發(fā)育眾多的幾乎沒有地表徑流的湖泊, 是地下水補給型湖泊環(huán)境演變的理想場所。巴丹吉林沙漠腹地地下水補給型湖泊的全新世環(huán)境演變研究有助于加深季風邊緣區(qū)氣候變化機制和區(qū)域尺度上環(huán)境對氣候變化的響應方式的理解。本論文選取了巴丹吉林沙漠腹地的兩個沉積剖面并通過對其進行粒度、總有機碳、孢粉和正構烷烴等環(huán)境代用指標的分析, 通過主要代用指標之間

2、的對比, 探討了干旱區(qū)粒度、總有機碳、孢粉和正構烷烴等環(huán)境代用指標反映環(huán)境的靈敏度和適用范圍 , 并重建了全新世以來巴丹吉林沙漠全新世千年、百年尺度的環(huán)境演變過程。根據(jù)巴丹吉林沙漠沉積記錄 , 該區(qū)域沙漠湖盆環(huán)境變化可以分為 6 個階段。11 ka 之前為干旱的風成砂環(huán)境;11-10.2ka 以沼澤景觀為主 , 喬木和灌木孢粉含量都較低 , 而禾本科 (Gramineae) 孢粉含量最高 , 旱生植物孢粉較少 , 沉積物粒徑較細 , 蒿藜比較大 , 代表相對濕度的孢粉PCA1值較大 , 表明這一階段環(huán)境轉濕 ;10.2-7.2 ka以典型草原景觀為主 , 禾本科植物孢粉含量減少, 蒿屬(Art

3、emisia)和藜科 (Chenopodiaceae) 成為主導。沉積相從沼澤相轉變成為湖相, 環(huán)境更加濕潤 ;7.2-5.6ka 以典型草原為主 ,蒿屬和藜科依然是主導孢粉, 蒿藜比較大 , 旱生孢粉含量達到最低 , 代表干濕的第一主成分得分最小 , 表明這一時期環(huán)境整體更加濕潤, 達到全新世以來最為濕潤的時期 ;5.6-3.6 ka蒿屬和藜科孢粉含量降低, 麻黃屬 (Ephedra) 孢粉含量增加 ,從典型草原景觀轉變成荒漠草原景觀, 孢粉濃度較低 , 蒿屬減少 , 旱生植物孢粉增加 , 代表干濕的第一主成分得分增大 , 陸生植物增加 , 水生植物減少 , 表明這一時期環(huán)境轉干 ;3.6-

4、0.8 ka 風水兩相沉積 , 這一時期風成砂大量入湖 , 沉積物粒徑較粗 , 湖泊進一步萎縮 , 松屬 (Pinus) 和麻黃屬花粉含量較高 , 蒿屬、藜科孢粉相對減少 , 湖泊周圍是荒漠草原景觀 , 旱生植物孢粉較多 , 蒿藜比較低 , 挺水植物減少 , 環(huán)境更加干旱。在變化趨勢上 , 粒徑逐漸變細 , 旱生植物孢粉有減少趨勢 , 表明環(huán)境整體有轉濕的傾向。綜上 , 巴丹吉林沙漠地下水補給型湖泊在全新世表現(xiàn)為早中全新世環(huán)境逐漸轉濕 , 中全新世最濕 , 晚全新世變干的環(huán)境模式。通過對 AR剖面主要指標中持續(xù)時間較短 ( 非千年尺度 ) 的峰值進行分析 , 發(fā)現(xiàn)了 10 次快速環(huán)境變化事件

5、, 包括10.3 ka、7.4 ka、6.3 ka、4.2 ka、和 0.4ka 的濕潤事件以及9.4 ka、 8.2 ka、5.4 ka 、 2.8 ka 和 1.4 ka的干旱事件。并且這些事件中除6.3 ka和 5.4 ka以外 , 在時間上都和北大西洋冷事件一致 , 是對全球性氣候變化的響應。這些事件可以作為干旱區(qū)區(qū)域環(huán)境重建的對比模式和年代模式的重要參考。通過對兩個剖面近千年來的代用指標進行分析, 我們發(fā)現(xiàn) : 在約公元 900 年至 1380 年巴丹吉林沙漠整體暖干 , 公元 1380-1920 年沙漠整體冷濕 , 與西北地區(qū)的環(huán)境演變趨勢基本一致 , 主要受到太陽輻射的驅動。在小冰期內(nèi)部