最近两个冰期旋回乌拉盖湖区植被演替和气候变化

So far the processes of vegetation evolution in the northern margin of East Asian summer monsoon have been still poorly investigated on the glacial-interglacial time scales. In this plan, a 36.55 m-long sediment core (U11) recovered at Ulagai Lake in eastern Inner Mongolia will be analyzed for pollen assemblage, based on the age model constructed with AMS 14C and OSL dating results, to reveal the process of vegetational evolution in the lake region during the last two interglacial-glacial cycles, and to quantitatively reconstruct the history of changes in the precipitation and temperature using a set of pollen-climate transfer functions intended for temperate eastern Asia. It is expected to reveal the patterns and mechanisms of the climatic and environmental change over the lake region on both orbital and millennial time scales. Owing to the location of Ulagai Lake within the ecological sensitive zone and the continuity and high resolution of the U11 core sediments, studies of vegetation evolution and climate change over the lake region during the past 210 kyr would improve our understanding of the past changes, characterized by cyclical variation on the orbital scale and by abrupt change on the sub-orbital scale, in the vegetational pattern and precipitation variability in the semi-arid region of northern China, and contribute to a precise prediction of the future climatic and environmental processes.

东亚季风北部边缘区冰期－间冰期尺度植被演替历史研究仍相当薄弱。本项目选择内蒙古东部乌拉盖湖长度为36.55米的U11沉积岩芯为研究对象，基于AMS 14C和OSL年代标尺，通过孢粉组合分析恢复最近两个冰期旋回湖区植被演替历史；利用已建立的温带东亚地区孢粉－气候转换函数定量重建湖区降水和温度的变化过程；力求揭示轨道尺度和千年尺度湖区气候、环境变迁的规律和机制。乌拉盖湖位于气候敏感带，U11岩芯沉积连续且分辨率高，21万年以来湖区植被演替与气候变化的研究，将有助于深入认识我国北方半干旱区植被格局和降水分布在轨道尺度上的周期性变化和在亚轨道尺度上的快速突变，从而为准确评估未来环境发展趋势提供科学依据。

季风边缘区湖泊因其对气候变化响应的敏感性故而成为研究地质历史时期植被、水文、气候变化的绝佳对象，受客观因素所限，即湖泊沉积长岩芯测年数据获取的困难性以及生物地层对比等方法的不确定性，本项目研究对象由乌拉盖调整为同样位于季风边缘区但具有完整而可靠的AMS 14C年代框架的达里湖。研究时段为末次冰消期以来，包含了一系列显著的气候变化阶段。研究方法是在高精度AMS 14C测年结果的基础上，主要通过孢粉组合分析来恢复湖区植被演替过程和气候变化历史，并辅以多项地球化学指标分析来反映湖区水文和生态变化过程。截至2017年底本项目结题时，已完成达里湖DL04岩芯上部9米（时间跨度为过去12,000年）331个样品的孢粉组合分析工作，已完成DL04岩芯上部11.25米（过去15000年）288个样品的总有机碳、总氮含量分析以及碳、氮同位素组成分析工作；已发表标注本项目资助的SCI期刊论文三篇。本项目所取得的的代表性成果之一，是我们基于达里湖高分辨率孢粉记录重建了我国北方全新世植被演替的详细历史。12,000–8300年前，沙地景观由荒漠转为榆树疏林和灌丛，高原为干草原，山地桦林发育；8300–6000年前，沙地榆林广布，高原为典型草原，山地针阔混交林扩张；6000年以来，沙地灌丛发育，高原退化为干草原，山地森林收缩。我们的孢粉证据不支持季风降水在早全新世增加的观点，而是表明东亚夏季风直至约8000年前才开始显著增强。早全新世降水少可归因于边界条件，即北半球高纬残存冰盖和相对较低的全球海平面。我们的研究成果对于解决学界目前存在的激烈争议之一，即对于季风边缘区而言由东亚夏季风增强所引起的降水增加发生在早全新世还是中全新世，提供了有力的证据。