末次间冰期新疆巴里坤湖孢粉记录的高分辨率植被与气候变化研究

Vegetation distribution during the Last Interglacial and its response to climate change is vital to understand the terrestrial ecosystem in the context of continued global warming. However, to date, studies on the arid western China, an area that is sensitive to climate change, have been limited in terms of high-resolution climate records. This hinders our understanding of the detailed vegetation history and relationships between the arid ecosystem and climate change. This project will focus on the sediments from Balikun Lake, we will work on the distribution and deposition processes of modern pollen, to examine the relationships between pollen assemblages and vegetation types; the chronology of the sediments is based on K-feldspar post-IR IRSL and geomagnetic relative polarintensity datings; high-resolution pollen data are used to reconstruct the vegetation and climate history around Balikun region during the Last Interglacial. This study will improve our knowledge of the interactions between arid vegetation and environment in future global warming, and contribute to the strategy for mitigating climate change.

末次间冰期陆地植被分布及其对气候变化的响应对理解全球变暖背景下陆地生态变化具有重要意义。然而，作为对全球变化反应敏感的区域–中国西部干旱区在该时段的高分辨率记录十分稀少，从而限制了对该时期植被详细变化过程及其与气候变化相互作用机制的理解。本申请拟以新疆巴里坤湖泊沉积物为研究对象，通过详细开展该流域孢粉现代过程研究，明确孢粉组合与植被类型的关系；利用高温钾长石光释光和地磁场相对古强度定年的方法确立精细的年代序列；在此基础上获取高分辨率的孢粉记录，重建末次间冰期区域详细的植被和气候变化，为理解西部干旱区植被和环境变化特征以及气候变暖下的生态应对策略提供重要参考。

末次间冰期（~116–129 ka BP）是地质记录中距离现代最近的一个间冰期（暖期）。开展末次间冰期陆地植被和气候变化研究，对理解全球变暖背景下陆地生态系统变化及其驱动机制具有重要意义。然而，末次间冰期的古气候重建工作主要来自海洋或高纬陆地，中纬度内陆干旱区的记录却很少，其植被和生态系统如何变化，对末次间冰期气候边界条件（例如太阳辐射、全球冰量和温室气体等）的响应过程和机制是什么，是当今亟待解决的科学问题。. 本项目以新疆东部巴里坤湖泊沉积岩芯为研究载体，围绕流域孢粉现代过程、岩芯年代框架建立、孢粉分析和植被重建等几个方面开展工作，最后将末次间冰期重建结果与同一钻孔的全新世植被以及干旱区其他记录进行对比分析，探讨两个典型暖期植被和气候变化的异同和驱动机制。. 研究结果表明：（1）风力输入是巴里坤湖孢粉的主要来源，河流的贡献次之，这与我国湿润区湖泊以河流携带孢粉为主存在明显差异；湖泊不同位置孢粉百分比组合和沉积通量沉积差异较大（湖滨样品中藜亚科花粉大量富集），在进行植被和气候重建时应予以甄别和评估；（2）详细的岩石磁学和古地磁分析表明岩芯以低矫顽力的磁铁矿为主，利用岩石磁学参数归一化天然剩磁获得地磁场相对强度曲线，并与Sint-75和Sint-800标准曲线对比，同时结合古地磁漂移事件建立了整个岩芯的年代框架；（3）孢粉重建的末次间冰期植被与冰期存在明显差异，木本植物花粉（特别是桦木属）显著增多，推测在巴里坤湖周围或者沿河流一带水分充足的地方生长着片状/斑块状的桦木林；末次间冰期气候较全新世更为适宜，导致了末次间冰期时段更高的陆生植物百分比和浓度；通过综合对比发现在轨道尺度上西北干旱区植被和气候变化与季风区无显著差异，地球轨道因素引起的北半球夏季太阳辐射的改变和地球系统内部过程的反馈是末次间冰期气候的主控因素，该研究对理解当今和未来全球升温背景下干旱区陆地植被和生态等对气候的响应过程和机制，制定合理的生态安全策略具有重要意义。