呼伦湖区沙漠化及其与气候变化和人类活动的关系

呼伦湖是我国北方第二大湖，湖区草原辽阔，是历史时期北方游牧民族成长的摇篮。上世纪60年代以来，湖区土壤沙化，草场退化，直接威胁农牧民的生产生活。迄今为止，关于湖区沙漠化的过程和原因仍存在激烈争议。本项目选择高质量呼伦湖沉积岩芯为研究对象，利用AMS 14C定年方法建立精确的高分辨率时间标尺；根据湖心带和近岸带沉积组分分析，建立湖面变化及低湖面事件序列；根据孢粉组合分析，建立湖区植被演替及干旱事件序列；利用孢粉组合-气候要素数理统计关系，定量恢复湖区温度和降水变化过程；通过对比湖面变化、植被演替及水热配置记录，分析湖区沙漠化的频次和强度，探讨沙漠化发生的冷暖干湿背景；根据伴人植物的出现和历史文献记载，分辨人类活动诱发、加剧沙漠化的时间和程度。晚近地质时期呼伦湖区沙漠化研究，不仅将为正确认识现今沙漠化的成因和发展趋势奠定理论基础，而且将为草原－湖泊－湿地生态系统的保护和可持续利用提供科学依据。

呼伦湖沉积岩芯的粒度组分、介形类组合及壳体地球化学特征、孢粉组合揭示了全新世湖泊水文状况、湖区植被和气候变化的详细历史。距今11,100–8000年前，滨岸带组分含量较低，喜淡/冷水的史氏达尔文介繁盛，Mg/Ca和Sr/Ca比值低，δ18O偏轻，指示湖泊水位高，湖水淡而冷；花粉以蒿、藜为主，表明湖区植被景观为干草原，气候暖干。8000–6300年前，喜暖的土星介丰富，Mg/Ca和Sr/Ca比值低，δ18O偏轻，指示湖泊水位仍高，盐度仍低，但湖水转暖；禾本科花粉含量增加，表明湖区转为草甸草原，降水显著增加。6300–4300年前，浅水种频繁出现，Mg/Ca和Sr/Ca比值持续升高，指示湖泊逐渐收缩，盐度升高，湖水变凉；藜科花粉逐渐增加，表明湖区旱生草本植物增加，降水减少。4300–3350年前，滨岸带组分含量显著增加，浅水种繁盛程度达全新世之最，指示湖泊水位大幅度下降；藜科花粉含量显著增加，表明湖区荒漠化，气候极端干旱。3350–1000年前，浅水种几乎消失，Mg/Ca和Sr/Ca比值呈降低趋势，δ18O逐渐变轻，指示湖泊水位回升；蒿属花粉增加，表明湖区恢复草原植被景观，降水增加。最近1000年，湖泊基本保持前一阶段的水文状况；藜科、禾本科花粉同时增加，表明湖区伴人植物大量出现，人类活动增强。我们的数据表明湖泊高水位不一定反映湖区气候湿润，可能指示冰雪融水对湖泊的补给，但湖泊低水位可以反映湖区荒漠化、气候干旱。