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亚洲季风的演化和变迁以及成因和驱动机制十分复杂,对于其的正确理解需要来自不同区域不同时间尺度高分辨率古气候记录的研究。青海湖地处中国东部湿润区、西北干旱区过渡带,西接青藏高原,东邻黄土高原,北部为沙漠干旱区,湖区气候同时受东南季风、西南季风和西风气流的影响,对气候变化十分敏感,是进行亚洲季风古气候研究的理想对象。
本研究以青海湖东南湖盆钻取的长523cm沉积岩芯为对象,在14C测年和硬水效应矫正的基础上建立可靠的14C年代标尺,通过对青海湖沉积物介形虫δ13℃、δ18O、Mg/Ca、Sr/Ca、体长以及沉积物红度、粒度、总有机碳、有机碳δ13C、含水率和孔隙水离子(Na+和Cl-)浓度多项指标的综合分析,获得了自16,500cal。aBP以来青海湖地区气候和环境演化记录。青海湖地区自晚冰期以来气候变化以季风季候的加强、达到鼎盛和减弱为特征,反映了受控于太阳辐射量变化的驱动机制。16,500~10,900cal.aBP期间青海湖地区气候寒冷干燥,湖水盐度较高,此时气候十分不稳定,冷暖波动频繁。冰融水的作用对湖区的影响较大,可能成为湖区植被相对茂盛、湖水盐度降低的主要原因。10,900cal.aBP左右进入全新世,全新世早期气候的转暖具有突变性的特点,气候以暖干为特征,9300cal.aBP和8200cal.aBP分别出现短暂的降温期,其中8200cal.aBP事件成为全新世期间降温幅度最大的冷事件。这一冷事件过后,气温再次快速回升,降水增多,气候逐步向暖湿化发展。总体来看,10,900~6500cal.aBP期间为青海湖地区的高温期,而7500~6500cal.aBP期间为全新世气候的最佳适宜期,鼎盛期出现在6500cal.aBP左右。6300~3700cal.aBP期间,气候再次出现频繁的振荡,与气候向冷干化转型有关。从3700cal.aBP左右开始,气候进一步向冷干化方向发展。
关于晚冰期以来一些气候突变事件,14,000~13,000cal.aBP和12,000~11,700cal.aBP之间的暖事件,可同Bolling和Allerod暖期相对应;而15,300~14,000cal.aBP、12,500~12,000cal.aBP和11,300~10,800cal。aBP期间的三次冷颤动,则相当于OldestDryas、OlderDryas和Younger-Dryas冷事件;8200cal.aBP的冷事件和北大西洋深海、格陵兰冰芯、欧洲地区湖泊沉积以及我国黄土、古里雅冰芯等记录反映的古气候变冷具有较好的可比性;10,420cal.aBP、9300cal.aBP、和1800cal.aBP的冷事件大致对应了北大西洋的3次冰漂事件。此外,综合指标对小冰期的响应也较为明显。
通过区域对比可以看出,青海湖16,500cal.aBP以来的古气候演化同区域乃至全球性的气候事件具有很好的可比性。
关于硬水效应问题,在对表层沉积物、湖水溶解无机碳(DIC)和潜水植物14C测年的基础上,首次用实验得出现代青海湖湖水硬水效应使得表层沉积物14C年龄偏老约1000~1500年,印证了前人通过年龄内插和外推得出的结论(1039年)。在深入探讨湖泊硬水效应成因和变化规律的基础上,认为在气候和水文条件相对稳定时期湖泊硬水效应保持相对稳定,这一点被钻孔362cm和439cm深度处孢粉年龄和木质素年龄(分别较相同层位沉积物年龄偏年轻1000年和800年)所证实。青海湖全新世硬水效应呈逐渐增加趋势,主要受大气14C浓度降低的影响,而受气候和水文条件影响不大。基于此,笔者借鉴海洋碳库效应校正方法,利用湖水和大气14C放射性比度之间关系(0.830:1)对青海湖沉积物14C年龄进行了硬水效应校正,所揭示的YoungerDryas、8200cal.aBP等事件发生时间与区域乃至全球古气候记录都有较好的对应性。