中国东北小龙湾玛珥湖纹层植硅体记录的20 kaBP以来植被响应气候过程

There are two controversial issues in short-scale Quaternary paleovegetation-paleoclimate field :1) whether vegetation succession truly reflects climate change, and 2) whether vegetation change lags behind climate change. It is significant to understand the process and mechanism of climate change to study response pattern, process, period, time lag and trend of different ecological plants in forest vegetation during the past 20 ka BP. However, there is no agreement in the response pattern, process and time lag between climate change and different ecological plants of forest vegetation in the academic world. This project is aiming to study a 10-30-year high-resolution phytolith record during the past 20 ka BP from an annual-laminated Maar Lake Xiaolongwan, northeast China. The process, period and trend of different ecological plants (trees/shrubs/herbs) of forest vegetation, and their response pattern and time to climate change were analyzed by comparing pollen and n-alkane records, to find out the possible forcing factors of the forest ecosystem. If this project was supported, new understandings of the process and mechanism of forest ecosystem change may be provided under the global warming trend.

第四纪短尺度古植被-古气候研究长期存在争议的两个问题分别是：1）植被演替是否真实的反映了气候变化，2）植被变化是否滞后气候变化。深入了解20 ka BP以来森林植被不同生态类型植物对气候变化的匹配方式，响应时差、周期和演变趋势，对于正确认识我国北方森林生态系统响应气候变化的过程和机制具有重要意义。然而，国际学术界对于森林生态系统不同类型植物对气候变化的响应方式、过程和时差等问题尚无统一认识。本项目拟利用我国吉林小龙湾玛珥湖20 ka BP以来10-30年高分辨率的植硅体记录，并结合已完成的孢粉和正构烷烃记录，对比分析森林植被不同生态类型植物（乔木/灌木/草本）变化过程、周期和趋势，以及对气候变化的响应方式和时差，探究影响森林生态系统变化的可能因素。本项目的实施可能为全球变暖对我国北方森林生态系统变化的影响过程和机制研究提供新的认识。

本项目成功获取了东北小龙湾、青藏高原昂仁错的钻孔岩芯。通过高精度的纹层计年、Cs-Pb、AMS14C测年，建立了小龙湾20.0 ka BP以来孢粉演化序列；通过古地磁长期变、Cs-Pb、AMS14C测年，建立了藏南地区3.6 ka BP以来孢粉序列。小龙湾共分析了714个孢粉样品，定量重建了末次冰盛期以来约28年分辨率的植被演化历史；昂仁错共分析142个孢粉样品，重建了3.6 ka BP 以来约25年分辨率的植被演化历史。. 通过高分辨率孢粉记录研究发现以下重要科学认识：.1、我国东北-青藏高原地区和长江中游地区存在准500年周期性季风降水不同步现象，在百年尺度周期性气候变化上呈现三明治结构：即华南地区出现湿润期相位时，我国东北-青藏高原地区呈现干旱状况；华南地区处于少雨相位时，东北-青藏高原地区呈现湿润状况。研究认为这种三明治结构受到低纬厄尔尼诺南方涛动调控。.2、全新世以来中国东北人类活动和季风气候存在同步的准500年气候周期变化过程。6次史前文化兴盛期正好与东亚季风强盛期相对应。500年准周期性的季风、环境、人类活动变化很可能与厄尔尼诺南方涛动相关。过去3.6ka BP青藏高原地区准500年周期性干湿变化，导致了吐蕃王朝的兴起和衰亡。.3、我国东北20ka BP以来，在千年尺度气候事件过渡期（海因里奇事件、博陵暖期、新仙女木、早全新世），植被演替与气候变化在几十年尺度上是同步的，不存在百年到千年尺度的滞后现象。其中，快速和慢速气候变化能够引发植被的不同演替模式，与不同植物的温度适应范围和气候变化速率相关。