藏南普莫雍错现代沉积过程及其对200年来气候变化的响应

随着全球变暖的加剧，青藏高原湖泊对气候变化的响应研究成为关注热点。本项目以冰川融水占重要补给地位的藏南普莫雍错为研究对象，从湖泊现代沉积过程解析与古湖泊学气候环境变化反演相融合的视角，利用多元统计方法和地统计学方法，对比环湖沉积物、河流悬移物和湖泊表层沉积物特性，分析表层沉积物的粒度、磁化率、矿物含量和元素（及其比值）的空间格局及空间上的运移特征，厘定气候环境代用指标的控制性因素；结合水文和气象观测资料，辨识湖泊沉积物中对湖面波动、气温和降水响应敏感的代用指标；通过沉积物短岩芯相应指标与器测资料、周边冰芯/树轮资料时间序列的对比，验证敏感代用指标的可靠性；进而基于短岩芯沉积物分析重建该湖200年来气候环境变化过程，结合现代过程分析探讨湖泊沉积对气候变化响应的过程与特征。项目研究可为研究青藏高原湖泊沉积对湖面波动、气温和降水变化响应，提高同类型湖泊反演气候变化的准确性提供新的思路和方法借鉴。

湖泊现代过程研究有助于理解代用指标的控制性因素，发现有效表征湖面波动、环境要素变化的代用指标。本项目在藏南普莫雍错开展了湖盆流域范围内沉积物空间分析的湖泊现代过程研究。主要基于湖泊表层沉积物理化属性的空间分析，辅以对比气象水文站气象要素和湖泊水位变化、滨湖沉积物、河流悬移物，厘定湖泊沉积物理化性质的控制性因素，发现环境要素的敏感代用指标；与周围环境记录对比，利用现代过程结果，重建该湖200年来对环境变化的响应。利用表层沉积物的粒度参数、各粒级百分含量的空间格局以及频率分布曲线特征，分析了该湖不同湖区的水动力环境，发现该湖碎屑沉积可分为5种类型(模式)。开阔湖区主要受悬移搬运控制。粒径趋势分析表明该湖具有自西向东运移的趋势，揭示了冰川融水补给对全湖的影响。结合粒径有关指标与气温变化的关系，发现粒径有关指标的变化反映的入湖冰川融水的大小，进而指示气温的高低。内生碳酸盐的大量存在，使得与碳酸盐有关指标如Sr/Ba，Rb/Sr异于常规环境指示意义，甚至控制了磁化率的空间分布。在去除内生碳酸盐影响的基础上，利用因子分析、聚类分析、空间分析等手段对比分析了流域内沉积物元素化学元素的来源、控制因素，结合在短岩芯中部分比值与周围气象要素的关系，发现了它们区域性的环境指示意义：Fe/Mn和不考虑CaO含量的化学蚀变指数（CIA）主要指示了流域的湿润程度；U/Th比值可能是有机质含量有效的替代指标。基于以上现代过程结果，与树轮数据、冰芯数据和器测气象资料对比，恢复了本区过去200年环境要素高分辨率的变化：20世纪之前，气温波动性的逐渐升高，湖面在逐渐上升；进入20世纪以来，升温更加剧烈，推测约在1925年进入高湖期；CIA和ICV揭示了该时段湖盆的降水基本上是呈减少态势的。明确了该湖区气温、冰川、降水在200年尺度上对湖面波动，即水量平衡的重要性：气温升高导致的冰川融水增多是造成该湖面升高（正平衡）的主要原因，湖面升高并不因为降水减少而停止。项目的实施，有助于利用青藏高原冰川融水补给和内生碳酸盐沉积特征明显的湖泊沉积物反演过去环境变化的能力。