河北安固里淖记录的华北地区MIS 3阶段以来的古气候环境演化

Based on sediment cores recovered from Angulinao Lake in Hebei Province, AMS14C, OSL and 137Cs/210Pb dating, and varve counting age, will be used to establish the chronology since Marine Isotope Stage (MIS) 3. The mechanism of varve formation, varve thickness and its indicative significance for climate and environment will be studied to reconstruct the interannual palaeoclimatic and palaeoenvironmental changes during the Holocene.Pollen data will be used to reconstruct vegetation and climate changes since MIS 3. Grainsize data, mineral composition, and sedimentary micro-facies analysis will be used to reconstruct the evolution of depositional environments since MIS 3. Then, some key scientific questions, such as climate characteristic and its mechanism in North China during MIS 3，characteristic of sedimentary environment and its response to Asian winter monsoon druing MIS 2, the onest time of the Asian summer monsoon and high resolution climate changes in MIS 1, will be discussed. Regional comparison will be conduced to investigate temporal and spatial variation of Asian summer and winter monsoon, and the enviromment changes inferred from Angulinao lake sediment and their resonse to Asian summer and winter monsoon since MIS 3. This project will help us understand climate change since MIS 3 in North China , its mechanism, and its response to regional and global climate change.

本项目以河北安固里淖为研究对象，通过沉积岩芯137Cs/210Pb测年、纹层计年、AMS14C和OSL测年，建立可靠的年代序列；通过对纹层形成机理及纹层厚度气候指示意义的探讨，重建安固里淖全新世时段具有年际分辨率的古气候环境演化；通过孢粉指标重建安固里淖地区MIS 3阶段以来的植被演化；通过粒度、矿物组成代用指标，结合沉积微相的变化特征，重建安固里淖MIS 3阶段以来的沉积环境演化。探讨MIS 3阶段的气候演化特征及驱动机制、MIS 2阶段安固里淖的沉积环境特征及其对冬季风的响应过程、MIS 1阶段夏季风加强的起始时间以及高分辨率的气候环境演化特点等关键科学问题；通过区域对比，揭示华北地区MIS 3阶段以来冬夏季风时空变化的气候特点及湖泊沉积表征的环境变化对于冬夏季风的响应过程，为理解华北地区MIS 3阶段以来的气候演化特征及其驱动机制、区域气候演化对全球气候演化的响机制等提供科学依据。

MIS 3时期的气候在中国普遍表现为温暖湿润，但其湿润程度是否超过全新世却是学术界争论的焦点，相关的驱动机制也尚未明确。本项目拟通过河北安固里淖沉积岩芯的年代学和多种环境代用指标的研究，重建安固里淖 MIS 3阶段以来的气候环境演化，并探讨其机制。获得的主要结果如下：（1）安固里淖在MIS 3阶段和MIS 2阶段的早中期，存在明显的沉积缺失；（2）利用安固里淖沉积岩心中的矿物组合，重建了晚冰期以来东亚季风在轨道尺度和亚轨道尺度上的气候变化，探讨了驱动机制。东亚季风在轨道尺度上的演化表现为，晚冰期气候波动性地改善，早中全新世为气候适宜期，中晚全新世气候逐渐恶化。区域对比发现，东亚季风与印度季风晚冰期以来在轨道尺度上的演化基本一致，太阳辐射量的变化为其共同的驱动机制。亚轨道尺度上存在的一系列千年尺度的气候事件与北大西洋气候存在遥相关。（3）补充利用内蒙古乌拉盖沉积岩心的年代学和孢粉指标，重建了MIS 3阶段中期以来的植被演替和气候变化。MIS 3中后期，植被类型为草原，植物多样性丰富，气候温暖湿润；随着喜温植物的减少，MIS 2早期的气候变得寒冷偏湿；MIS 2中后期，植被类型演化为草原—荒漠，气候寒冷干燥；MIS 1期间，松属、桦木属等乔木植物略有扩张，植物多样性减少，气候炎热干燥。尽管MIS 3中后期的气候比MIS 1湿润，但MIS 1阶段乌拉盖湖气候干燥，这与MIS 1阶段中国大部分地区湿润的气候状况有所不同。我们认为该地气候从湿润到干旱的演变可能是冰缘作用与北半球夏季太阳辐射相互作用的结果。MIS 3中后期欧亚大陆冰盖的扩张和北半球夏季太阳辐射的同步增强，加速了西风带的形成，推动西风急流携带充足的水汽深入亚洲中部，乌拉盖地区气候温暖湿润。全新世以来，北半球冰盖退缩、太阳辐射的增强，东亚地区气温回升，西风减弱且东亚夏季风增强，但由于乌拉盖湖区距夏季风的源区较远，季风带来的降水较少，而高温造成的蒸发却不断加剧，使得研究区的蒸发量超过降水量，MIS 1阶段气候干旱。