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中国是一个人口大国，同时也是农业大国，有近10亿人口直接依赖农业生存。中国的农业种植绝大部分位于亚洲季风区，强烈的受到季风降雨的影响，季风降雨变化对中国的影响是关系到今后社会发展和稳定的重要问题，也是全世界关注的问题。过去2000年以来人类活动不断加强，气候变化与人类的联系更加紧密，因此研究这一时段中国季风降雨时空分布模式和机制有重要意义。本论文对采自亚洲季风影响区陕西大鱼洞和甘肃黄爷洞、金家洞的5根石笋样品进行了高精度ICP-MS230Th测年和高分辨率碳、氧同位素分析，讨论了不同洞穴石笋氧同位素的气候指示意义，重建了研究区域过去2000年以来的高分辨率季风降雨变化。还查阅了大量的历史文献记录，利用五级旱涝指数分类法对历史文献中记录的气候信息进行参数化，重建了地处现代季风边缘区的陇西地区最近2000年以来的降雨变化。通过黄爷洞、大鱼洞高分辨率石笋记录和陇西地区旱涝指数记录的对比研究了不同区域降雨对亚洲季风的响应，并通过和其它区域高分辨率石笋记录的对比探讨中国最近2000年季风降雨对亚洲季风气候变化的区域响应模式，论文就其驱动机制也做了初步讨论。获得的主要结论如下：
(1)分析了十年和百年尺度上中国季风区石笋氧同位素的气候意义，尽管具体气候影响机制可能有区别，亚洲季风区石笋的δ18O都主要受控于大气降水同位素的降雨量效应，反映所在研究区域夏季风降水的变化。石笋氧同位素偏负指示研究区季风降雨偏多，反之石笋氧同位素偏正则反映研究区季风降雨偏少。
(2)大鱼洞文石石笋DY-1和同处于秦岭南段佛爷洞的方解石石笋SF-1的δ18O变化有很好的重复性，不但说明了石笋DY-1氧同位素的平衡分馏沉积特征，还说明末经重结晶的纯文石相石笋记录古气候信息的可靠性。而且由于文石石笋铀含量通常很高，在高精度年代的获取上更具优势。
(3)针对陇西地区地处西北，而且研究序列长达2000年，早期历史记录缺失年份相对较多，定义了十年平均旱涝指数，并对定义的十年平均旱涝指数方法进行了检验。
(4)重建的陇西早涝指数、黄爷洞和大鱼洞石笋δ18O序列与季风区其它记录分别有很好的对应关系，不但进一步说明重建结果的可靠性，还指示最近2000年处于同一季风锋面系统的不同地区十到百年尺度季风降雨的一致性变化。陇西旱涝指数可以代表现代亚洲夏季风北边缘区(区域A)的季风降雨变化；大鱼洞石笋记录可以代表陕西南部到江淮流域这一季风锋面系统影响地区(区域C)的季风降雨变化；黄爷洞石笋记录则代表两者之间的过渡地区即从今甘肃南部到黄河中下游、华北地区(区域B)的季风降雨变化；和尚洞和董哥洞石笋记录分别代表长江中游地区(区域D)和华南地区(区域E)的季风降雨变化。
(5)陇西旱涝指数代表的区域A、黄爷洞石笋记录代表的区域B和董哥洞石笋记录代表的区域E最近2000年以来降雨的整体变化趋势一致，呈类似不对称“W”型下降趋势，而大鱼洞石笋记录代表的区域C最近750年的降雨变化趋势与之相反，呈反“V”字型变化。十到百年尺度上，区域B和区域A、以及区域C的降雨分别呈反相变化关系，和区域E的降雨变化一致。和尚洞石笋记录代表的区域D和区域E的降雨变化既有一致性又有区别。14世纪50年代到19世纪，尽管区域D的降雨长期变化和区域E一样，经历了先减少再增加的趋势，但十到百年尺度上，区域D的降雨变化和区域C有更多的相似性。
(6)太阳辐射不但驱动了中国季风区最近2000年降雨不对称“W”型变化趋势，还对十到百年尺度区域季风降雨变化产生影响。太阳活动一方面通过直接改变海陆热力差异，影响亚洲夏季风强度，同时影响中高纬度冷空气活动，从而造成中国季风区降雨变化；另一方面可能通过地球系统内部植被、海洋、大气等反馈机制造成中国季风区降雨的变化。研究没有发现大规模火山喷发活动和十到百年尺度中国季风区降雨变化的直接联系。
(7)西风带异常导致夏季风北边缘带位置的变化可能是最近2000年陇西地区和黄爷洞地区十到百年尺度降雨反向变化的重要驱动机制。而且西风带和/或北大西洋涛动的变化还可能经大气和海洋传输，影响ENSO活动，从而影响亚洲夏季风强度，对夏季风北边缘带的位置产生影响，进而导致陇西地区和黄爷洞地区十到百年尺度降雨的变化。
(8)热带太平洋海气耦合系统的变化可能是中国季风区十到百年尺度区域降雨变化的另一重要驱动机制。热带西太平洋暖池海表温度(SST)十到百年尺度的变冷(变暖)和年代际E1 Nino(La Nina)活动，导致的东亚夏季风爆发时间推迟(提早)、西太平洋副热带高压带和梅雨带位置的维持偏南(偏北)，可能会造成黄爷洞地区和董哥洞地区十到百年尺度上季风降雨减少(增加)，而大鱼洞地区降雨增加(减少)；西太平洋暖池15世纪到18世纪的长期变冷趋势可能是导致大鱼洞石笋降雨记录与其它地区降雨趋势变化不同，在小冰期气候湿润的重要原因。和尚洞地区位于江淮流域和华南地区的过渡区，暖池SST和ENSO活动导致的气候变化在该区也处于变干和变湿之间。小冰期时西太平洋暖池的持续变冷和增多的E1 Nino活动使西太平洋副热带高压带持续南移，可能导致该区十到百年尺度的降雨更多的表现出和大鱼洞地区类似的变化。