末次盛冰期以来中国植被时空演化及其对东亚季风的指示

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东亚季风系统是全球大气环流的重要组成部分,在全球水热循环中占据显著的位置。2万年以来,伴随全球气候经历了从末次盛冰期(LGM)到全新世早期的增温和之后的降温,东亚季风区气候环境也发生重大变化,因此理解东亚季风演化历史及其机制,可以为未来增温情形下季风演化趋势提供重要的自然参照。  过去几十年里,国内外学者在东亚季风演化领域已取得重要的进展,但在季风演化的空间差异及其驱动机制等核心科学问题上仍然存在很大的争议。  本文基于LGM以来我国孢粉数据与风成沉积序列数据的系统收集和整理,通过选取有精确定年的、分辨率较高的、具有明确气候意义的生物学指标(孢粉)和风成沉积指标(沉积类型),建立了我国古环境数据库;利用生物群区化(Biomization)方法,定量重建了LGM以来我国每千年时段的植被时空演化;通过植被组成、“郁闭度”(Landscape Openness)和沉积类型变化,获得不同区域干湿变化历史,揭示出季风降水的演化特征,并探讨其可能的驱动机制,主要获得以下3点认识:  1)在植被演化方面,末次盛冰期以来我国森林植被向北扩张,森林面积扩大,覆盖度增加。在早-中全新世(9-6 kaBP),森林面积达到最大,占全国的49.6%。沙漠南界向北退缩至现代300mm等值线附近,东部沙地除浑善达克与毛乌素西部外已基本固定;而西部沙漠变化较小,仍然处于活动状态。晚全新世(4 kaBP)以来,森林覆盖度下降,草原和荒漠比例增加。  2)在干湿变化方面,东亚季风区南部(华南与长江中下游地区),21-12 kaBP有效湿度逐渐增加,11-6 kaBP达到最湿,之后有效湿度降低;东亚季风北部,21-8 kaBP,有效湿度持续增加,8-4 kaBP达到最湿,之后有效湿度降低。上述变化表明,东亚季风区南北干湿变化存在显著差异,全新世适宜期呈现出季风区南部早而季风区北部晚的特征。  3)在季风演化及机制方面,由于气候干湿主要受控于季风降水,因此上述干湿的变化反映了季风降水的变化。LGM以来,季风区南部降水变化超前于全球冰量变化,而与低纬度太阳辐射具有较好的一致性,表明该区季风降雨主要受控于低纬太阳辐射。季风区北部,21-8 kaBP季风降雨增强滞后于太阳辐射,而与全球冰量具有较好的一致性,表明该区季风降水主要受冰量驱动;而6 kaBP以后,季风降水减少,因全球冰量变化不大,季风强度则主要受控于太阳辐射。
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