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来自陆地生态系统的环境变化记录是揭示全球变化在区域响应的最佳指标之一。云南鹤庆盆地地处云南高原西北部,属于西南季风区构造断陷湖盆。目前,盆地夏季主要受来自孟加拉湾暖湿气流影响,冬季受南支西风急流控制,此外兼受青藏高原局地气候的影响,属西南季风的敏感地带。盆地及其附近地区植被类型非常丰富,从西双版纳到玉龙雪山不足600公里的范围内存在热带季雨林到现代高山冰川所有植被带,是全球植被空间分布的浓缩。因此笔者选择鹤庆盆地这个研究第四纪西南季风与气候变迁非常理想的地点进行了孢粉研究,以期通过孢粉分析恢复研究区第四纪的古植被与古气候,并系统地研究西南季风的形成与演化,为全面认识亚洲季风环境以及青藏高原隆升的气候环境效应提供新的证据。
本文通过使用定性与定量相结合的方法对鹤庆盆地长737.72m岩芯中的孢粉进行了研究,虽然鹤庆盆地的化石孢粉包含了周围山地垂直带谱的混合信息,但鹤庆钻孔的孢粉组合仍能较清楚地揭示鹤庆盆地周围山地垂直带谱的变化,进而能推测研究区古气候的演变历史。约2.78Ma以来云南鹤庆地区的植被演替与气候变迁经历了以下五个大的阶段:2.78-2.608MaB.P.期间,大部分时期是由铁杉林和寒温针叶林占据了研究区周围的大部分山地,反映气候总体偏冷湿:2.608-1.553MaB.P.期间,研究区周围山地大部分被松林所占据,铁杉林和寒温针叶林所占的面积大大缩小,反映气候整体偏暖干,波动幅度小;1.553-0.876MaB.P.期间,研究区周围山地的垂直植被带谱由此前相对较简单到本阶段垂直植被带增多,首次出现了山地针阔叶混交林、半湿润常绿阔叶林和中山湿性常绿阔叶林,并且垂直植被带上下迁移的幅度变大,反映气候变化幅度增加,气候组合特征变复杂,且本阶段的大部分时期偏冷;0.876-0.252MaB.P.期间,研究区周围山地的垂直植被带寒温带针叶林、山地针阔叶混交林、中山湿性常绿阔叶林和半湿润常绿阔叶林以及松林在本阶段内都有发育。在本阶段的不同时期它们之间此消彼长,互相更替,在寒温针叶林或山地针阔叶混交林扩张时,它们可以扩张到前所未有的更低海拔。反映气候变化的幅度更大,但频率降低,在此期内具有寒冷较湿、温凉潮湿、温和湿润、温暖偏干和温暖干旱等多种气候组合:0.252MaB.P.至今,研究区周围山地的大部分时期是松林和半湿润常绿阔叶林的扩张期,中山湿性常绿阔叶林和山地针阔叶混交林的扩张也占有一定时段,而寒温针叶林扩张的时期很短,反映冷暖波动的幅度减小,气候整体偏暖。在此总的趋势下,各阶段内都存在多次明显的气候波动。
在对孢粉组合进行分析时还可以发现研究区的生物多样性总的来说是在2.622-1.176MaB.P.期间和0.342-0.118MaB.P.期间相对较低,其它层位相对较高。这主要是受草本花粉的种类和数量的影响,而木本花粉在整个剖面都占绝对优势,且其花粉属种的种类变化不大。
根据深钻岩芯中一定季节耐干旱的常绿硬叶属种含量的变化可以推测西南季风的演化经历了以下几个阶段:约2.78-2.729MaB.P.期间,西南季风较弱;2.729-2.622MaB.P.期间,西南季风强盛;2.622-1.553MaB.P.期间是西南季风的平静期;在约1.553MaB.P.时,西南季风又开始强盛起来,自此以后一直基本保持相对较强盛的状态;从约0.876MaB.P.开始,西南季风又达到一个新高水平,期间西南季风较弱的时期较少。
通过对鹤庆深钻岩芯的岩性和多指标的综合分析,可以很明显地发现研究区有三次较强烈的构造抬升,这三次构造抬升分别发生在2,78-2.622MaB.P.期间、1.553-1.447MaB.P.期间和0.991-0.952MaB.P.期间,它们分别对应着晚新生代地质时期青藏高原强烈隆升的“青藏运动B幕”、“青藏运动C幕”和“昆黄运动”。另外,根据孢粉组合反映的气候变化还可推测约0.252MaB.P.之前大概0.282-0.252MaB.P.之间青藏高原还有一次相对较弱的构造运动。
同时,根据多指标的分析可以推测鹤庆湖泊的形成过程:鹤庆湖盆形成于约2.78-2.729MaB.P.期间;2.729-2.622MaB.P.期间,湖盆开始积水成湖,处于浅湖期;2.622-2.608MaB.P.期间,为较深湖期;2.608-2.094MaB.P.期间,为较稳定的深湖期:2.094-1.955MaB.P,期间,湖泊水位降低,湖泊变浅;1.955MaB.P.-1.553MaB.P.,水位再次升高,处于较深湖期;1.553-1.447MaB.P,期间,为较稳定的深湖期;1.447-0.252MaB.P.期间,一直处于稳定的深湖期;0.252-0.007MaB.P.期间,湖泊水位非常不稳定,湖水多次变浅;在约0.007MaB.P。时,湖盆被切开,湖水流失,鹤庆古湖逐渐演变成现在的鹤庆盆地。
通过对比本研究的结果与深海、黄土和其它陆相沉积的气候记录,认为2.78Ma以来地-气系统外部因素中的轨道参数是鹤庆地区环境演化的主要因素,同时,青藏高原隆升等强地质因素和陆-海-气系统的内在因素也是影响研究区环境变化的重要因素。