达里湖流域地球化学过程与最近6000年东亚夏季风边缘区水文和生态演变

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北半球高纬驱动、热带海洋驱动和太阳活动驱动均被认为是百年尺度全球气候变化的主控因素,然而它们对于东亚夏季风变率的相对重要性仍不确定,导致未来全球增温背景下东亚夏季风的演变模式存在激烈争议。本文详细分析了内蒙古中东部达里湖DL04岩芯上部6.39m沉积物中<38μm碳酸盐的Ca和Mg含量、Mg/Ca比值、δ18O和δ13Ccarb值以及TOC和TN含量、有机质C/N比值、δ13Corg和δ15N值,基于AMS14C年代标尺,恢复了最近6000年(日历年)湖区的水文、生态和气候变化过程。结果表明:达里湖<38μm碳酸盐主要为湖泊水体沉淀的内源方解石,其Ca和Mg含量、Mg/Ca比值以及δ18O和δ13Ccarb值增大反映湖水蒸发量超过补给水量,进而指示湖区干旱事件。TOC和TN含量减少反映地表径流减弱、湖面降低,湖泊生产率下降、流域植被退化。C/N比值变化反映陆生和水生有机质的相对比例变化而非其绝对量变化。δ13Corg和δ15N值共同增大反映湖区气候变干导致的陆生有机质输入减少、湖面下降导致的湖水碱度升高、溶解氧浓度增加,此外δ13Corg还受到沉积有机质分解作用的显著影响。达里湖沉积内源碳酸盐和有机质地球化学数据表明距今5800-5300、4250-4000、3200-2800、1650-1150和650-300年前,流域地表径流显著减弱、湖面显著降低,湖泊生产率显著下降、流域植被显著退化,湖区气候显著变干。这些数据暗示东亚夏季风强度在上述时段显著减弱。最近6000年东亚夏季风显著减弱事件在定年误差范围内与北大西洋冰漂碎屑事件一致,而与热带西太平洋海表温度变化和太阳活动变化相关性较差,表明百年尺度东亚夏季风强度变化主要受控于北半球高纬气候过程。这些数据暗示全球持续升温可能有利于百年尺度东亚夏季风环流的增强,进而使我国北方半干旱区降水增多。
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