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亚洲现代气候主要受东亚季风、印度季风以及西风带等大气环流系统的影响,其古气候与古环境研究也主要围绕季风与西风两个主题展开。目前,关于古季风的研究程度已相当高,对于其形成、演化以及动力机制等已有大量研究成果报道。由于影响因素的复杂性,以及缺乏高分辨的气候环境记录,亚洲中部西风控制区的古气候与古环境研究相对薄弱。
新疆地处亚洲中部干旱区,受西风环流影响显著,是西风控制区古气候与古环境变化研究的理想区域。本文选择新疆西部伊犁与喀什两个地区的自然沉积剖面作为研究对象,在高分辨AMS14C测年基础上,以花粉记录为主,结合粒度、磁化率、烧失量等指标,重建伊犁谷地15 cal ka BP以来,喀什地区4cal ka BP以来植被历史和气候环境变迁,并通过区域对比探讨亚洲内陆干旱区末次冰消期以来气候变化特征及其与全球变化的联系。
本文获得以下初步结果和结论:
1.伊宁剖面花粉记录显示,在15~3.3 cal ka BP期间,该地区植被大致经历了12个变化阶段:(1)荒漠草原(14.8~14.5 calka BP);(2)荒漠(14.5~13.6 cal ka BP);(3)亚高山草甸(13.6~13.4 cal ka BP);(4)温带草原(13.4~12.9 cal ka BP);(5)亚高山草甸(12.9~11.7 cal ka BP);(6)灌木草原(11.7~10.6 cal ka BP);(7)温带草原(10.6~7.6 cal ka BP);(8)荒漠灌丛(7.6~6.5 cal ka BP);(9)温带草原(6.5~5.2 cal ka BP);(10)荒漠草原(5.2~4.4 cal ka BP),(11)亚高山草甸(4.4~4.0 cal ka BP);(12)荒漠草原(4.0~3.3 cal ka BP)。
2.不同的植被类型以及沉积环境特征共同揭示了伊犁谷地气候经历以下12个变化阶段:(1)暖偏湿(14.8~14.5 cal ka BP);(2)暖干(14.5~13.6 cal ka BP):(3)冷偏干(13.6~13.4 cal ka BP);(4)暖湿(13.4~12.9 cal ka BP);(5)冷偏干(12.9~11.7 cal ka BP);(6)暖偏湿(11.7~10.6 cal ka BP);(7)暖湿(10.6~7.6cal ka BP);(8)暖干(7.6~6.5 cal ka BP);(9)暖湿(6.5~5.2 cal ka BP);(10)暖偏干(5.2~4.4 cal ka BP);(11)冷偏干(4.4~4.0 cal ka BP);(12)暖偏干(4.0.3cal ka BP)。
3.末次冰消期(14.8~10.6 cal ka BP)期间,伊犁谷地气候与全球气候变化趋势类似,干湿波动频繁,具有明显的不稳定性特征;早全新世(10.6~7.6 cal ka BP)期间伊犁谷地湿度迅速增加,可能与太阳辐射引起的北大西洋表层海水增温及西风环流加强有关;中全新世早期(7.6~6.5 cal ka BP)伊犁谷地出现气候干旱,可能与北大西洋海表温度降低,以及西伯利亚高压加强导致的西风减弱有关;伴随北大西洋海表升温及西伯利亚高压减弱,中全新世中期(6.5~5.2 cal ka BP)伊犁谷地气候又重新转为湿润;中全新世晚期至晚全新世(5.2~3.3 cal ka BP)气候转干,可能与太阳辐射降低导致的北大西洋海表温度降低有关。
4.喀什地区乌帕尔剖面记录了该地区4000 cal a BP以来的植被与气候变化大致经历了7个阶段:4000~2625 cal a BP为以大麻科为主湖滨环境,植被较稠密,为相对湿润的气候环境,但存在干旱波动;2625~1750 cal a BP地面植被稀疏,沉积以粗颗粒为主,植被稀疏,反映较干旱的气候环境;1750~1260 cal a BP菊科荒漠草原植被景观,指示较湿润的气候环境条件;1260~840 cal a BP麻黄灌木荒漠发育,指示暖干气候环境;840~680 cal a BP植被为荒漠草原环境,但西昆仑山北坡云杉扩张或林线下降说明区域气候凉湿;680~550 cal a BP植被转变为柽柳灌丛,指示气候暖干;550~400 cal a BP气候条件转湿,人类活动加强。
5.喀什地区中世纪暖期前后存在明显的暖干与冷湿波动,1260~840 cal a BP(AD700~1110)之间气候表现为暖干,840~680 cal a BP(AD1110~1270)气候表现为凉湿。
6.4000 cal a BP以来喀什地区的湿度变化主要受西风环流控制,但其百年尺度的气候变化事件,可能受到高海拔地区冰川的影响;4000~1750 cal a BP之间,铁杉属花粉的出现表明季风在该时段可能对喀什地区的气候产生过影响。