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青藏高原海拔高、气候寒冷,被称为“地球的第三极”。在近几十年全球气候持续变暖的大趋势下,青藏高原由于其独特的地理位置和地质环境能够记录和反馈气候变化信息,在全球气候变化耦合过程和机制的研究中占有重要地位。现代降水同位索研究表明青藏高原受到不同季风系统的影响,南部、北部分别受到印度季风、西风带影响,中部受到二者共同叠加影响,而东部受到东亚季风影响,通过对该地区的气候定量重建可以从时、空角度了解区域气候变化特征和不同气候系统对该地区的影响及其变化,因此青藏高原是研究各气候系统时空变化、高原气候变化机制以及其与全球气候变化之间耦合作用的良好切入点。
高原气候变化是个复杂的自然过程,在不同气候系统的影响下,青藏高原上的不同媒介记录了丰富的气候变化信息,发现、搜集并分析这些气候信息有助于深入了解高原气候变化历史,揭示气候变化机制。目前对于青藏高原气候变化及区域气候差异的分析研究主要借助冰芯、树轮、湖泊沉积物等古气候记录载体,利用不同气候替代指标解释西风环流、印度季风和东亚季风影响下的高原气候变化及其区域差异,并揭示高原气候变化机制及其与全球变化的潜在关系。但是由于冰芯仅存在于高海拔山区,树轮也只能在青藏高原东南部和东北部发现,虽然高原湖泊众多,分布广泛,但湖泊沉积物中尚无广泛可用的定量气候变化记录,这些因素制约了高原气候变化机制研究。
所以,青藏高原地区古气候变化研究需要由定性向定量发展。定性指标仅能大致指示出气候的变化趋势,如气温的冷暖、干湿状况,并不能精确反映出气候变化幅度和大小,制约了气候变化机制深入、细致的研究。高分辨率的定量记录能够精确重建出古气候温度和降水变化情况,才能较好解释季风和环流的叠加支配作用。
沉积物中的长链不饱和烯酮作为湖泊中的生物标志化合物之一,能够较好地记录其生产者所处的环境和气候变化并且被保存下来,而且其结构稳定,不易受到后期改造作用影响,在定量恢复古环境温度时具有较高的可靠性。Uk(2)7与温度的关系对应于长链烯酮组成的微小改变,因此需要精确定量分析长链烯酮的含量,才能可靠估计古温度变化。
青藏高原中部受到不同气候系统的共同支配,记录的信息复杂,但缺少可靠的高分辨率的气候记录,湖泊沉积物中广泛分布的、具有明确气候指示意义的、具有较高分辨率的长链不饱和烯酮指标有助于本文研究该地区晚全新世距今约2000年以来的温度变化情况,填补这些空白。
本论文主要通过分析青藏高原温度变化梯度上不同湖泊沉积表层沉积物中的长链不饱和烯酮,建立Uk27指标与年均大气温度的转换方程:Uk37=0.2499*T-0.5362,R2=0.8,n=10。发现在湖泊表层沉积物中,C37和C38含量具有较好正相关关系;适宜的盐度环境可能会有益于烯酮母源藻类的生长和生产,但盐度与％C37∶4不存在明显的相关性;温度与％C37∶4具有良好的反相关性,C37∶4所占比例较大,因此需要考虑其对温度响应的贡献,而使用UK27=[C37(∶2)]-[C37(∶4)]/[C37(∶2)]+[C37(∶3)]+[C37(∶4)]与年均大气温度来建立的转换方程。
利用建立的转换方程重建的达则错古温度变化温度变化范围为-0.38～1.21℃,变化幅度为1.59℃,与现有资料和研究结果较为吻合,该地区20世纪末期温度降低可能是由于夏季温度下降所致,属于20世纪中后期高原整体温度持续上升的大局势下的特例情况。推测C37/C38的高值可能指示当时藻类生长环境温度趋近于最低温的情况是由于产生烯酮藻类主要在夏季生长,那么夏季温度的变化影响到了这类藻的生长环境,最终使得烯酮指标发生改变,而呈现出了持续降低的趋势。
达则错显著存在117年百年尺度的变化周期,这个周期与太阳辐射有关在青藏高原地区也比较常见,并显著存在于全球近1000年气温变化周期中,被认为是太阳活动对地球气候系统的主要驱动力。季风的支配作用逐渐增强,在二者的共同影响下,才呈现出了该地区的温度变化情况:公元100年左右在整个青藏高原地区出现的显著寒冷时期认为是太阳辐射降低造成的;之后为温度的平稳波动时期;在14世纪中期-16世纪初、17世纪、19世纪达则错地区出现了明显的三个小冰期,与其他指标记录的时间较为符合,而这些记录主要分布于青藏高原中、东部地区,认为是季风作用逐渐增强的结果；20世纪末期达则错地区温度的明显降低认为是季风和冰川等因素共同作用的结果。