末次冰消期大兴安岭地区植被对气候变化的响应

In order to investigate whether global warming will bring the destruction of the ecological environment, this programme was designed to obtain the consequences of lacustrine sediment cores from Ma'anshan and Woniu Nur crater lakes located in the northwestern margin of East Asia Summer Monsoon. The chronology, sedimentology and biology (pollen, stomata, plant residues and charcoal) methods will used to reconstruct the vegetation evolution history in the Great Khingan Range area during the last deglaciation, to estimate temperature and precipitation quantitatively or semi-quantitatively by pollen-climate transfer function, to determine onset, the amplitude of temperature increase and combination of water and heat of the last deglaciation in the area of Great Khingan Range, to reveal the response patterns of vegetation and plant species diversity to warming with different magnitude and rate, to explore the driving mechanism of the last deglaciation on the orbital scale, and the relationship between the millennial/centennial rapid climate change events and the evolution of East Asian monsoon system. The results of the research on the vegetation response to climate change of the Great Khingan Range area during the last deglaciation will provide the basis for scientific evaluation of ecological environment caused by global warming effect, and the reference for the government to make corresponding counterplan.

为了探讨全球变暖是否会带来毁灭性的生态环境后果，本项目选择位于东亚夏季风西北缘的马鞍山和卧牛泡子火山口湖的湖泊沉积物岩芯，进行年代学、沉积学和生物学（孢粉、气孔器、植物残体和炭屑）研究，重建末次冰消期大兴安岭地区植被演化历史，通过孢粉-气候转换函数定量或半定量估算温度和降水变化，确定大兴安岭地区末次冰消期的开始时间、增温幅度和水热组合变化，揭示植被和植物群落物种多样性对不同幅度和速率升温的响应模式，探讨末次冰消期轨道尺度上的驱动机制，以及千年/百年尺度上的气候快速变化事件与东亚季风系统演化之间的关系。末次冰消期大兴安岭地区植被对气候变化的响应研究将为科学评估全球变暖造成的生态环境效应提供依据，为政府制定气候变化应对对策提供参考。

为了探讨全球变暖是否会带来毁灭性的生态环境后果，本项目选择位于东亚夏季风西北缘的卧牛泡子火山口湖的湖泊沉积物岩芯，进行年代学、沉积学和生物学（孢粉、植物残体和炭屑）研究，结合已有的哈拉哈河—绰尔河火山区的其他湖泊记录，重建了末次冰消期以来大兴安岭地区的植被经历了从亚高山草甸到森林草原的转变。通过孢粉-气候转换函数和甘油二烷基甘油四醚脂类（GDGTs）定量估算了温度和降水变化，得到大兴安岭地区末次冰消期夏季温度的幅度为5ºC左右，而整个全新世夏季温度的变化幅度不超过2ºC。大兴安岭地区末次冰消期开始于18.0 ka BP左右，增温使得当地的干旱程度增加，在14.3 ka BP之后降雨量迅速增加，区域气候温暖湿润。孢粉记录显示大兴安岭地区植物群落物种多样性对升温并不敏感，末次冰消期植被的多样性指数变化和温度、湿度的变化之间没有明显的关系，末次冰期和Bolling-Allerod 暖期、早全新世的多样性指数非常接近，说明温度和降水量并不是植被多样性的影响因素；而生物多样性高的时间段是18.7-14.4 ka BP，正好是植被从亚高山草甸向森林草原转变的时期，研究地点正好处在植被过渡带中；在14.4 ka BP 之后，即使温度和降雨量升高，植被已经完全转变为森林草原，生物多样性反而降低。末次冰消期大兴安岭地区的相对温度变化受控于全球冰量，与东亚夏季风变化趋势存在差异，冬季温度变化幅度大于夏季温度变化，这意味着冬季风强度的变化对于研究区的植被变化有非常重要的影响。由此推测，东亚夏季风强度的变化与热带西太平洋海表温度变化关系密切，决定了大兴安岭地区的降雨量变化，而冬季风强度的变化受全球冰量以及北大西洋地区的冷暖波动控制，是大兴安岭地区的植被变化的主要驱动力。