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我国东北地区位于北半球的中高纬度，是东亚夏季风与高纬极地气候系统相互作用的交汇部位，对全球变化响应敏感，是研究第四纪环境演变过程并揭示高低纬气候系统相互作用机制的理想区域。然而我国长时间尺度古环境研究主要集中在黄土高原和青藏高原及其周边地区，对于东北地区缺乏研究。随着光释光测年方法和技术的发展，测年的范围已经延展到几十万年，而湖泊沉积较为连续、速度较快、包含信息丰富，因此本研究选择东北亚最大的淡水湖兴凯湖为研究对象，依据AMS14C和石英OSL测年结果，对兴凯湖XK08-A2岩芯建立了可靠的沉积岩芯年代深度框架。在此基础上，分析了沉积物的粒度、磁化率、元素、矿物、黑碳含量及其碳同位素、全有机碳含量及其同位素和正构烷烃等多环境指标，重建了东亚夏季风波动、沙尘活动、C3/C4植被演化、火事件与湖泊碳埋藏等多种环境序列: (1)基于层次贝叶斯端元模型，兴凯湖XK08-A2岩芯沉积物粒度分离出不同季节径流输入的泥沙组分，反映了近13万年东亚夏季风的变化产生的水动力的变化。在MIS5e， MIS5c，MIS3和MIS1四个阶段东亚夏季风较强，而在MIS5d，MIS4和MIS2阶段，东亚夏季风显著减弱。与东亚夏季风区的黄土-古土壤记录、古湖岸阶地记录、洞穴石笋记录和海洋、湖泊沉积物记录都具有很好的可比性，反映了轨道尺度东亚夏季风强度的周期变化主要受太阳辐射控制。在热带太平洋ENSO的影响下，万年尺度上东亚夏季风区的降水存在区域差异。 (2)兴凯湖沉积物的细颗粒组分分布形态和地球化学特征与大气粉尘输入相似，反映了近13万年来东北地区大气粉尘沉降的历史:在MIS5e， MIS5c和MIS1三个阶段尘暴事件较少;而在MIS5d以及末次冰期MIS4-2，尘暴事件的强度和频率的增加。在源区面积与地表植被状况、风力大小、尘暴的运移路径和大气环流格局等多种因素的影响下，东北地区近13万年区域尘暴事件在冰期-间冰期时间尺度上与黄土-古土壤和海洋沉积物以及格陵兰冰芯记录具有较好的一致性，但万年尺度还存在一定的差异。 (3)通过现代植物碳同位素与温度、降水和大气CO2浓度等主要影响因子的关系，校正了这些因素的同位素分馏效应，兴凯湖沉积物黑碳碳同位素的变化主要受C3/C4植物相对丰度变化的影响，重建了近13万年兴凯湖地区C3/C4植被的演化历史:在末次间冰期，兴凯湖地区以C3植物为主导，C4植物丰度在15.2％左右;在末次冰期，兴凯湖地区为纯C3植物，几乎没有C4植物出现;在全新世，植被又恢复到以C3植物为主导的C3/C4混合植被，但C4含量相对末次间冰期要低。通过区域对比发现，在末次冰期，我国北方中高纬地区C4植物的相对丰度减少，而南方低纬地区C4的相对丰度呈增加趋势。而C4植物分布格局与现代的基本一致，从东南向西北逐渐减少，C4植物占优势的区域南移，出现在低纬地区。这种空间分布的变化主要是由气候和大气CO2浓度变化共同造成的。 (4)近13万年以来，兴凯湖地区的火的历史可以分为3个阶段:在MIS5阶段火的发生频率较低，强度较弱;在MIS4-2阶段，区域火事件的发生越来越频繁，越来越强;全新世之前兴凯湖火历史的演化与全球冰量变化紧密相关，西风环流的变化在区域火的发生与蔓延起主要作用，而夏季风强度控制的湿地面积变化也是区域火的发生与蔓延重要影响因子，而末次冰期较低的生物量仍可以为火的发生提供充足的可燃物。在全新世阶段的初期火的发生频次与强度相对于末次冰盛期没有显著的变化，而在后期显著增强，火的演化格局受人类活动的影响越来越强。 (5)通过对正构烷烃组成、全有机碳同位素以及δ13CBC的对比分析，兴凯湖沉积物的有机质主要来源于陆源植物、挺水植物和大型漂浮植物。在近13万年的沉积序列中，全有机碳的含量受到早期成岩作用的显著影响，呈逐渐减少趋势。在轨道时间尺度上，湖泊沉积物中有机质的埋藏还受到气候和水文波动的影响，气温升高和水动力增加都促进了大型浅水湖泊沉积物有机质的分解与再循环，BC等难降解的碳在湖泊碳库的比例增加。在硫酸盐的还原菌作用下，其中一部分碳以白云石的形式再次沉积到湖泊沉积物中。在全新世晚期，湖泊沉积物有机质含量和内源低等菌藻类生物贡献量显著增加，反映了在人类活动影响下，湖泊开始富营养化。