新疆阿尔泰山区泥炭记录的全新世尘暴历史及环境变化

The arid and semi-arid region of northwest China is not only the main source area of dust storm in central Asia, but also the main source area of global atmospheric dust. Altai Mountains is located in the down wind of arid desert region of central Asia. The widely developed peat bogs in the Mountains could serve as the ideal archives for recording the high resolution dust storm information, due to that they can capture the dust materials released from the dust storm source areas. In our project, we plan to select Tielishahan and Halasazi, two typical peat bogs, as study sites in Altai Mountains, Xinjiang, northwest China. Two continuous and intact peat cores in the study sites will be drilled for detecting crustal chemical elements (Al、Fe、Mn、Ti、Si、Sr) and grain size the ash content, volume weight, organic matter and humification degree, for building comprehensive analysis of high resolution dust storm information with multiple indicators in Altai Mountains, which could reconstruct the Holocene dust storm history in arid and semi-arid regions, China. Accompanying with the Holocene climate changes information recorded from the peat core in Altai Mountains, we plan to discuss the relationship between Holocene dust storm history and climate changes in the northwest China. Furthermore, the differences of dust storm history between the regions will be reflected by comparing with the dust storm records with other regions, which could further reveal the main factors affecting the dust storm evolution and environmental changes in northwest China. The research findings will provide important scientific basis for understanding the environmental evolution and its influence mechanism in the arid regions of northwest China.

我国西北干旱、半干旱区是中亚地区尘暴事件发生的主要源区，也是全球大气粉尘产生的主要源区。阿尔泰山处于中亚干旱沙漠区下风向，山脉中广泛发育的泥炭沼泽能够捕获源区释放的尘暴物质，是记录高分辨率尘暴信息的理想载体。本项目拟选取新疆阿尔泰山区铁力沙汗和哈拉萨孜两个泥炭柱芯，结合AMS14C测年建立的高精度全新世年代框架，提取泥炭柱芯中典型地壳化学元素(Al、Fe、Mn、Ti、Si、Sr)、粒度和灰分等作为主要尘暴代用指标，辅以容重、有机质、分解度理化参数等，进行多指标的高分辨率尘暴信息的综合解译，重建我国阿尔泰山区泥炭记录的全新世高分辨率尘暴演化历史。结合该地泥炭揭示的全新世气候演化信息，探讨全新世以来尘暴历史和气候变化的关系。进一步，通过与其他区域尘暴记录的对比，探究影响我国西北干旱区尘暴演化及环境变化的主要因素。研究成果为深入理解我国西北干旱地区的环境演化及其影响机制提供重要的科学依据。

重建大气沉降历史及其主要驱动因素，对理解大气环境和陆地生生态演化的关系，揭示未来气候变化趋势，具有重要的意义。我国西北干旱、半干旱区是全球大气粉尘产生的主要源区。阿尔泰山处于中亚干旱沙漠区下风向，山脉中发育的泥炭沼泽能够捕获源区释放的尘暴物质，是记录大气粉尘信息的理想载体。本项目以新疆阿尔泰山铁力沙汗和哈拉萨孜两处不同泥炭地为研究区，分别钻取连续完整的泥炭柱芯作为研究对象，结合AMS14C测年建立的高精度全新世年代框架，通过泥炭容重、有机质、孢粉、生物标志物、碳累积速率等指标分析，揭示阿尔泰山全新世泥炭发育过程及其记录的环境变化信息；高分辨提取泥炭柱芯中典型地壳化学元素，重建我国阿尔泰山区不同泥炭记录的全新世大气沉降历史，探讨大气沉降和泥炭发育过程的关系，明确影响我国西北干旱区大气沉降和环境变化的主要因素。研究结果表明（1）阿尔泰山区早全新世时期气候干旱，中晚全新世湿润，晚全新世时期又进入增温干旱期，这种气候特征与亚洲季风区气候变化模式完全不同，主要受山体结构、冰川积雪、区域水文等局地因素影响；（2）我国阿尔泰山区全新世泥炭碳累积速率与其他区域存在明显差异，区域气候和植被类型的变化是导致阿尔泰山区全新世泥炭碳累积速率变化的主要因素；（3）新疆阿尔泰山不同泥炭累积过程及其记录的大气沉降信息是存在差异的，多年冻土区对气候变暖响应敏感，尤其是全新世以来气候逐渐变暖，泥炭累积速率不断降低。泥炭累积速率与大气粉尘通量呈正相关，大气降尘可促进植被对营养元素的吸收，增强初级生产力，促进泥炭累积。新疆阿尔泰山区大气沉降过程主要受北大西洋震荡以及50°N冬季太阳辐射变化影响，局地小气候和水文变化，是影响不同泥炭地发育及其记录大气沉降信息差异的主要因素。以上研究成果通过建立泥炭-大气沉降的有机联系，为深入理解我国西北干旱区泥炭发育和大气环境的关系及其影响因素，提供重要的科学依据。