晚第四纪查干诺尔湖面波动及其驱动机制研究

本项目的研究有助于认识我国季风边缘区的湖泊演化历史及其驱动机制，更深入理解大湖期问题，也为该地区面临的生态环境问题的治理提供科学依据。考察发现，在锡林郭勒高原查干诺尔盆地北缘存在高度不同的系列湖岸堤和沙嘴，盆地南缘也存在不同高度的湖岸阶地和高位湖相沉积层，并含有贝壳化石。以此推断，查干诺尔古湖可能向西延伸与厅格姆湖相连，向东扩展至巴彦湖，形成东西长200 km，面积达20,000 Km2的内陆古大湖。且该古湖经历了大幅度的水位波动和大范围的扩张与收缩过程。本项研究在大范围的系统野外考察的基础上，确定湖岸阶地、岸堤以及高位湖相沉积层，利用光释光（OSL）、C-14、铀系测年技术，建立查干诺尔古湖湖岸阶地时间序列，结合湖岸阶地海拔高程，重建该古湖时空演变规律，探讨古大湖形成机制；通过锶同位素组成测定，确定古湖水源；通过代用指标的分析，揭示区域环境演化过程。

该湖泊周缘发育1018、1023、1026、1030和1060m海拔高程的湖岸阶地和湖岸堤，分别高于现代西查干诺尔湖底（1009 m）9、14、17、21和51 m。表明该湖不仅存在剧烈的湖面波动，而且保持巨大的面积变动，但是湖面总体呈逐渐下降的趋势。按最高阶地T5海拔高程来推测，其面积为33,000 km2，并向西延伸和向北扩展，至止蒙古国南戈壁地区，古湖发育达到鼎盛期，其时期可能是MIS5e阶段。而T4阶地形成于晚第四纪MIS3阶段的34.81±2.22 Ka BP，此时古湖发育强盛，湖水向西延伸，南北扩展，淹没浑善达克沙地（北部）面积的1/5，发育成面积达5600 km2的巨大的古湖。而末次冰盛期古湖可能干涸，古大湖解体。T3-T1阶地湖滨砂的OSL年代测定结果分别为6.83±0.37 Ka BP、4.26±0.29 Ka BP和 2.42±0.15 Ka BP。以此推测，在中全新世的6.8 Ka BP时段湖泊达到全新世的鼎盛阶段，向西延伸60 km，与其西部的厅格目湖连接在一起，面积约256 km2。尽管在6.8-4.3 Ka BP时段湖面有所下降，但是湖泊水位稳定在1026-1023 m，变化幅度较小。以此推断，6.8-4.3 Ka BP可能是全新世大暖期。在晚全新世湖泊持续萎缩，在距今2500a前后湖面下降到1018 m，面积仅为120 km2。近60a来航片和遥感影像的解译分析结果表明，高湖面湖面出现在1959年，其面积和体积分别达到111 km2和151.9×106 m3，随后湖泊持续萎缩，并在2002年湖泊发生快速衰退事件，到2010年湖面仅存28.1 km2。其中，西查干诺尔湖经历了严重的面积萎缩和剧烈的湖面波动。在1958年其面积为80.2 km2，水量为124.1×106 m3，之后分别以1.82 km2/a和2.82×106 m3/a的速率锐减，在2002年60 km长的西湖蒸发而干涸，湖面水位由1958年的1016.4 m下降到2002年的1009 m，湖底露出水面，成为季节性时令湖，造成大面积的干盐滩。流域降水量减少，气温上升，蒸发量增加，引发气候暖干化趋势强盛，导致湖泊萎缩和干涸。