伊犁黄土记录的干旱化过程与西风气候演化

地处亚洲内陆的伊犁盆地常年受西风环流影响，气候干旱，盆地内河流阶地和山麓地带沉积了数米到近百米的黄土堆积，是研究亚洲内陆干旱化和西风气候演化的极佳场所。本项目以伊犁盆地不同位置的风成黄土剖面为研究对象，通过古地磁、光释光和AMS14C等测年方法建立高分辨率的年代序列，系统开展沉积学、矿物学、地球化学、孢粉学、环境磁学等气候代用指标的研究，捕获干旱化环境事件信息，揭示黄土记录的伊犁地区干旱化过程，重建轨道尺度和千年尺度上西风气候的历史与变率，重点分析末次间冰期以来气候变化的不稳定性，并将其与黄土高原黄土、深海氧同位素、极地冰芯、太阳辐射等周边和全球记录对比，探讨西风带黄土记录的干旱气候事件与北半球高纬地区、东亚季风气候以及全球冰量之间的联系。这对研究我国西部干旱化过程、西风与季风关系以及全球变化驱动机制具有重要的理论和实际意义。

位于亚洲内陆的新疆伊犁盆地黄土堆积不仅能够提供亚洲内陆干旱化的信息，而且对北半球粉尘源区以及过去大气环流变化的研究都有重要的意义。项目在前人研究工作的基础上，经过多次野外考察和钻探，调查了新疆伊犁黄土的分布、厚度、组成特征和物质来源。在伊犁盆地西部、东部以及中天山北麓伊犁盆地南缘昭苏盆地、新源采集了黄土剖面，通过光释光和AMS14C等测年方法建立高分辨率的年代序列，系统开展沉积学、矿物学、地球化学、孢粉学、环境磁学等气候代用指标的研究，捕获干旱化环境事件信息，重点分析末次间冰期以来气候变化的不稳定性，并探讨了其可能的机制。主要获得以了下认识和成果: 1） 验证了石英光释光测年对于末次间冰期以来黄土沉积的有效性和准确性，探讨了老于2.5万年黄土沉积物的AMS 14C年代结果偏年轻的原因；2）系统阐述了伊犁黄土磁化率、粒度、碳酸盐、烧失量等指标的古气候意义。提出伊犁黄土磁化率强弱主要受到从外地搬运来的磁性物质的输入的影响，黄土高原成壤作用导致的磁化率增强的模式并不完全适合伊犁黄土。在伊犁地区磁化率和色度由于受到多种因素如温度、降水、地貌、海拔高度、大气环流不同程度的影响，对气候的指示意义较为复杂，并且磁化率等指标也并不能有效地区分黄土和古土壤。伊犁黄土的矿物组成、常量和微量元素及其参数比在一定程度上反映了化学风化过程与源区信息。而粒度对研究区环流或风力强度、气候的冷暖波动具有较好的指示意义。孢粉组合和碳酸盐能反映一定的古气候特征。3）粒度、矿物学结果揭示了伊犁盆地末次间冰期以来的西风干旱气候演变与风化历史，所反映的气候突变事件与格陵兰GISP2冰芯氧同位素揭示的Heinrich事件和Younger Dryas冷事件及D-O事件具有较好的对应关系，揭示了西风末次间冰期以来千年尺度气候变化的不稳定性。4）与黄土高原黄土、南美以及世界其他地区的黄土的对比性研究显示出伊犁黄土同样记录了南北半球间的Seesaw现象。这些成果为以后西风区气候变化的驱动机制研究奠定了基础，为完善亚洲季风-干旱环境变迁的理论做出贡献。在执行期间发表署名本项目资助的论文20余篇，其中SCI论文8篇，在《地球环境学报》出版专辑一册，培养研究生5名（含博士1名）, 总体进展良好，按计划完成了研究任务。