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晚全新世是IGBP-PAGES研究的目标时段之一,过去2000年来高分辨率的气候记录及有关气候变化的研究也倍受CLIVER等研究计划所注重。柴达木盆地位于青藏高原和西北干旱区交界地带,地理位置上同时具有西北干旱区和青藏高原高、寒、旱的特征,使得其对气候和环境变化相对敏感。本文以柴达木盆地北缘苏干湖为研究对象,通过对湖泊中心位置SG03I孔保存完好的纹泥沉积物岩芯进行年代学研究,对湖泊现代沉积过程及碳酸盐、流域水体同位素进行现代过程研究,以沉积碳酸盐稳定同位素指标为主,结合其它代用指标的综合分析,探讨苏干湖流域近2670年来的气候与环境变化,综合区域其它记录对苏干湖流域晚全新世气候变化的驱动机制进行探讨,获得如下认识:1、柴达木盆地北缘苏干湖若干钻孔岩芯发现,水深大于3.0m的沉积物均具有裸眼可分辩的由深色层和浅色层组成的纹层层理。本文以湖泊中心SG03I孔上部5.5m具有纹层结构的沉积岩芯为研究对象。基于沉积物收集装置的现代过程研究发现,苏干湖夏秋季以浅色的单水方解石为主,冬半年以深色有机质为主,现代湖泊能够形成冬半年深色层和夏半年浅色层的纹层沉积。岩芯中有四种类型的纹层沉积:单水方解石—有机质纹层、白云石—有机质纹层、碎屑—硅藻(碎屑)纹层与文石—有机质纹层,均具有季节特征,属可靠的年纹层,且顶部纹层计年与210Pb测年结果一致。根据纹层计年,年纹层沉积形成于距今2670年以来。苏干湖纹层沉积是我国西部干旱区发现的第一个能够确认为是年纹层的湖泊沉积,四种不同类型的年纹层指示了不同气候类型及其季节差异,具有重建高分辨率气候变化的重要意义。通过已经得到验证的年纹层年龄-深度序列,对苏干湖其它测年手段(14C测年和铀系测年)进行验证,发现在碎屑类纹层沉积阶段即小冰期阶段,水生植物残体的14C测年存在2630年碳库效应,小冰期以外时段碳库效应责随时间变化。沉积物文石的铀系测年受到外源碎屑输入的影响,在苏干湖并不适用,需做进一步的研究。2、苏干湖流域降水-地下水-地表径流-湖水同位素系统研究表明,现代气候条件下苏干湖流域大气降水主要来源于西风环流携带的水汽输入。苏干湖湖水来源于地下水和浅层地下水出渗形成的短小河流,两者都来自祁连山冰雪融水,湖泊水文变化是目前湖水δ18O变化的主要原因。湖水δ13CTDIC整体反映了湖水TDIC和大气CO2的交换时间长短,其变化在较大时间尺度上反映了入湖水量的大小。沉积物碳酸盐氧、碳同位素分别反应了湖水的δ18O和δ13CTDIC,δ18O指示湖水体积变化,是湖泊水位变化的良好指标;δ13CTDIC则指示了湖水和大气的交换程度以及入流水量的大小,间接指示了温度控制下的冰封时间长短。3、多指标综合分析重建的苏干湖流域晚全新世近2670年来的环境变化显示,苏干湖2670年来流域持续变干;出现截然不同的两个大的阶段,即1200A.D.前的干旱阶段和1200A.D.后的湿润阶段,期间出现1400~1550A.D.的干旱事件:自1830A.D.以来气候变暖背景下的流域变干趋势。800-1200A.D.是苏干湖流域的“中世纪暖期”,表现为暖干的气候状况,湖水萎缩,入湖水量减少,但气候状态较为稳定,没有较大的波动。1200A.D.~1830A.D.为苏干湖流域的“小冰期”阶段,表现为冷湿的气候状况,湖泊水文条件出现突变,入湖淡水突然增加,湖泊水位存在较大的波动,主要表现为高水位但不稳定的水文状况,其中在1400~1550A.D.期间出现一次寒冷背景下的干旱事件。作为盆-山耦合体系,敦德冰芯δ18O和苏干湖沉积物碳酸盐δ18O记录具有相同的气候背景,近2000年来两者都存在总体逐渐升高的趋势。反映了苏干湖湖水与敦德冰芯之间的水文联系。苏干湖年纹层厚度和敦德冰芯δ18O及冰芯积累量之间的关系较为一致。作为一个流域系统,高温和降水量的增加导致冰芯提供给苏干湖流域的水源增加,湖泊记录的碳酸盐δ18O偏负,年纹层厚度所指示的沉积速率增加;与祁连山-柴达木盆地的树轮记录对比发现,树轮记录在低频变化上没有和苏干湖一样出现明显的阶段性,但在记录突变事件上具有一致性,如树轮和苏干湖都记录了400A.D.、800A.D.、1200A.D.和1400~1550A.D.的突变;与附近湖泊的对比发现,哈拉湖碳酸盐同位素记录和苏干湖大致相同。青海湖碳酸盐δ18O和苏干湖碳酸盐δ18O在1200A.D.后大体呈反相变化的趋势,在相位上略有不同。祁连山东西两侧的这两个湖泊记录出现的反相变化在大气环流控制带上可能指示了两种不同的气候系统,分别指示了西风带的气候和西南季风区的变化。4、苏干湖碳酸盐氧同位素记录与冬季风、西风环流过去2700以来年来保持同步的升高趋势,其中1200-1830A.D.的小冰期同位素偏负和纹层厚度增加对应西风的强盛,但存在一定的相位差。冬季风和西风强盛可能是苏干湖小冰期湿润的原因之一。太阳活动明显分为两个阶段,1280A.D.前的稳定期和之后的太阳活动减小期,对应苏干湖沉积记录的两个大的阶段。由此可见,太阳活动可能是苏干湖流域气候变化的主要驱动因子。