中亚干旱区阿拉湖沉积记录的千年来气候环境变化过程及机理

干旱区封闭湖泊是气候与区域环境变化的敏感指示器，湖泊沉积客观地记录了不同时期的气候环境信息。利用湖泊记录开展气候环境演化过程与机理的研究，对于深刻认识干旱区资源环境演变具有重要意义。本项目拟选择位于哈萨克斯坦受人类活动影响弱的阿拉湖，开展湖泊沉积记录的千年来气候环境变化过程及机理研究。首先，通过对阿拉湖湖泊沉积物以及流域表层沉积物进行物理、化学及生物等多气候环境代用指标分析，结合数理统计方法，建立有效的气候环境代用指标系列。然后，对钻孔岩芯进行关键气候环境因子分析，在高分辨率年代序列的基础上，半定量重建近千年来的气候环境演化序列，诊断气候事件及其环境特征。最后，通过与临近的艾比湖、博斯腾湖、咸海等干旱区湖泊记录以及树轮记录等资料的区域比较，揭示气候环境演化的过程和规律，为西北干旱区制定适应全球变化的可持续发展对策提供科学依据。

干旱区封闭湖泊是气候与区域环境变化的敏感指示器，湖泊沉积客观地记录了不同时期的气候环境信息。由于近千年来气候的基础边界条件（例如地球轨道参数、全球冰量等）未发生显著变化，该时间框架内的气候环境变化可视作现代气候和环境状况的长期自然背景。研究过去千年以来的气候变化，不仅对揭示年代-百年尺度的地球系统动力学机制至关重要，而且对深入理解人类响应环境变化的机制意义重大。该成果将丰富和扩展中亚干旱区气候环境变化研究记录资料，为进一步探讨环境变化区域响应的时空变化差异及其驱动机制提供了可靠材料。.通过对区域湖泊沉积物中的碳酸盐碳、氧同位素及有机质碳同位素等环境代用指标进行分析，发现本地区整体上具有中世纪暖期干燥而小冰期湿润的特征。区域气温和降水强度与西伯利亚高压变化呈正相关，这可能是因为小冰期时西风环流给中亚地区带来较多的水汽，西伯利亚高压增强，气流下沉并强烈向南扩张，降水云带与极锋相配合，形成了该时期低温、湿润的气候特征。综合多环境代用指标对中亚地区不同类型湖泊沉积记录的比较分析表明，中亚地区近200年的湖泊环境变化过程可分为三个主要阶段。第一阶段1820s～1880s，该时期湖泊矿化度高，流域有效湿度低，气候较为干旱。第二阶段1880s～1950s，区域气候比早期湿润。该时期气候环境不稳定。第三阶段1950s以来，是近200年来相对湿润的时期，且不同湖泊沉积记录均显示不同程度地受到人类活动的影响。.从整个近代湖泊变化的趋势来看，50多年来湖泊应该处于相对高位，但由于人类活动叠加于自然作用之上，导致了湖泊变化的复杂性。通过湖泊沉积记录也显示人类活动特别是对平原地区湖泊已经产生了重要的影响，探讨湖泊变化必须要从气候变化和人类活动之上寻找原因。以区域近50年来的气候变化序列，流域社会经济发展指标、湖泊变化序列为基础，通过建立流域气候变化序列、流域社会经济发展指标等人类活动序列和湖泊水位(面积)变化间函数关系（线性可加模型）。计算对湖泊产生影响的人类活动指数和气候变化指数，对不同阶段人类活动和气候变化对湖泊面积影响的贡献量进行了定量计算。总体来看，干旱区湖泊的变化是气候因素和人文因素综合作用的产物，揭示气候变化和人类活动对湖泊变化的作用机理，对规范干旱区人类活动的类型和强度，实现干旱区内陆河湖流域的可持续发展具有重要的科学意义。