青藏高原中部泥炭地记录的全新世植被与气候变化研究

This project intends to choose peat deposit in Dangxiong basin of the central Tibetan Plateau as the research object. Through the AMS C-14 dating method, the precise Holocene chronology framework of the peat sequence will be established. Then, the Holocene vegetation and climate change history and climate mutation events will be reconstructed through the paleoecological indicator analysis, such as sporepollen, plant residues and charcoal. And through the regional contrast, this project will discuss the driving mechanism of vegetation and climate change in the central Tibetan Plateau. This project attempts to understand the main scientific problems is: (1) What the Holocene vegetation evolution process in the central Tibetan Plateau; (2) when the climate optimum period during Holocene in central Tibetan Plateau. (3) How the Tibetan Plateau regional vegetation response to the global climate change. This study will provide scientific basis for the Holocene climate change history and the regional response of the central Tibetan Plateau.

本项目拟选择青藏高原中部当雄盆地泥炭沉积作为研究对象，通过AMS C-14等测年手段，建立研究区全新世泥炭沉积序列的精确年代学框架；利用古生态指标孢粉、植物残体和炭屑分析，重建该区全新世植被和气候变化历史及气候突变事件；并通过区域对比，探讨青藏高原中部植被与气候变化的驱动机制。该项目试图理解的主要科学问题为：（1）青藏高原中部全新世植被演化过程是怎样的？（2）全新世气候最适宜期在青藏高原中部出现在何时？（3）青藏高原地区植被对全球气候变化的区域响应如何？本项研究将为探讨我国全新世气候变化历史以及青藏高原中部区域气候响应提供科学依据。

全新世气候最适宜期出现的时限，区域气候对全球气候变化的响应等科学问题仍存在争议，特别是在气候变化非常敏感的青藏高原地区。本项目通过对青藏高原中部泥炭剖面研究，通过年代学、孢粉、植物残体和非孢粉型分析，重建全新世植被与气候环境变化历史，并进行区域对比，系统地认识青藏高原地区全新世植被和碳动态对气候变化的响应，理解其气候变化的机制。通过30个表土孢粉样品分析得出，草本的蒿属是超代表性的，而菊科、毛茛科和莎草是中代表性的，禾本科则是低代表性的。PCA结果表明青藏高原植被的分布主要受控于降水和海拔。通过对10个现代泥炭地样分析得出，藻类中Botryococcus， Pediastrum，嗜粪类细菌中的Arnium和真菌孢子Glomus chlamydospore生活在水位较高的泥炭地中，指示相对湿润的环境。真菌孢子Gaeumannomyces， Cercospora生活在水位较低或没有水的泥炭地中，指示相对干旱的环境。通过对高原中部1.5m钻孔分析，孢粉和非孢粉型结果表明，9250-7200 年，青藏高原中部地区以莎草科（49.4%）和禾本科（19.2%）为主；非孢粉型主要为Cercospora（17.3%），Gaeumannomyces（7.5%）和Arnium（4.3%）。7200-3900年，莎草科含量明显增加（61.5%），禾本科（16.2%）和蒿属（4.8%）明显减少；非孢粉型Cercospora（12.5%）显著减少。3900年以来，莎草科含量明显减少（38.1%），禾本科（29.7%）和蒿属（8.6%）也明显增加；非孢粉型Cercospora（18.8%），Gaeumannomyces（9.6%）显著增加，Arnium明显减少（2.9%）。总之，青藏高原中部植被类型由早中全新世的高山草甸转变为晚全新世的高山草原，气候逐渐变得冷干，中全新世（7200-3900年）为气候最适宜期。植被反映的湿度变化很好的反映了东亚夏季风强度变化，表明植被演替主要受控于降水的影响。此外，钻孔中Gaeumannomyces与莎草科植物残体有很好的对应关系，可以指示泥炭地局地莎草科植物的含量，从而区分局地与区域莎草科植物。本研究对理解全新世气候变化历史以及区域气候响应提供重要数据，并为我国高寒区脆弱生态系统的治理改善提供科学依据。此外非孢粉型种属将为气候变化历史的研究提供新的代用指标。