近8000年太湖沉積記錄的氣候變化與古里雅冰芯對比研究＊

鐘阿嬌，葉 青，蔡小敏，孔慶玉，吳高萱，吳思锜，吳永紅

（閩江學院 地理科學系，福建 福州 350108）

1 概述

長江三角洲位于太平洋西邊緣海，同時位于亞歐大陸的最東端，受東亞季風影響明顯。同時由于青藏高原夏季熱源冬季冷源的效應，大大增加了東亞季風強度。太湖是長江下游重要的淡水湖，位于長江三角洲南翼，通過對太湖沉積物特征的分析研究，可以很好地反演東亞季風的發展變化旋回。印度洋季風受青藏高原阻擋，其影響范圍主要在我國西南地區，而青藏高原西北地區是否受其影響仍未有報道，本文通過太湖沉積記錄的近8000年來環境變化與古里雅冰芯記錄對比研究，對該問題展開討論。

2 研究區概況

太湖位于長江三角洲的南緣，北緯30°55'40"～31°32'58"東經 119°52'32"～120°36'10"之間，是長江中下游地區重要的淡水湖之一，其中水域面積超過2000km2，是維持長江中下游區域生態氣候環境的重要載體。太湖平均水深不足2m，最深處約為2.6m，為我國典型的淺水型湖泊代表：具體水深分布而言，太湖的西部以及西南部的區域為低丘陵山地區，而平原以及水體區域主要分布于太湖的東部。太湖地區年降水量為1100～1150mm，多年平均氣溫為 15～17℃。

3 樣品采集及實驗手段

鉆孔（TH-004）采樣點位于北緯 31°25.362′，東經 120°08.676′（如圖 1 所示），采樣柱總長為 250cm；在0～60cm處，每2cm進行等間距切割樣品，60～250cm處以1cm等間隔進行采樣，共取得220個樣品。磁化率（MS）采用BartingtonMS2型磁化率儀進行測定，每個樣品在低頻（0.47kHz）測定三次，取平均值作為測量值。色度 （SCR）參數采用Konica MinoltaCR-10型色差儀進行測定。樣品粒度參數（GS）采用LS13320型激光粒度儀測試。

圖1 本研究孔沉積物采樣位置圖

沉積物磁化率曲線特征能夠表征過去環境的變化特征[1]；由于沉積物受水體運輸影響，沉積物粒度能夠指示過去氣候條件下水動力學變化特征，進而可指示環境中水分特征，并能夠在一定程度上反映某一地區降水量變化特征[2]。此外，沉積物還受到了形成環境時的氧化-還原條件的影響，進而在沉積物的色度上產生差異，因此選用色度指標來反應氣候變化指標[3]。

本研究中所有樣品的年代測定由日本大學地球科學系完成。沉積物年齡的測試選擇40cm處及250cm樣品，測試的時間定位分別為1994AD、8065calyrBP。由于40cm處樣品的測試年代距離現代時間較勁，受到其他因素影響的可能性比較打，因此本論文選用250cm處的測年數據作為構建基礎，采用線性回歸方法完成年代序列的確定[4,5]。

4 太湖沉積物反映的東亞季風變化旋回

太湖流域近8000年來經歷兩次明顯的氣候暖濕階段 （如圖2所示），分別在8000～7000calyrBP、2600calyrBP～1200aA.D.，表明近 8000年來東亞季風經歷兩次明顯加強階段，對長江中下游幾個湖泊水位變化研究[6,7]也指示全新世期間有兩個高湖面階段，分別在 8000～7000calyrBP 與 3000～0calyrBP。 因此，可以判斷在太湖區域，第一個高湖面出現階段可能受到全新世氣候轉暖以及東亞地區東南季風加強聯合作用下導致氣候變暖引起的，第二個高湖面出現階段可能發生在蒸發量減少以及持續性降雨的共同作用導致[8]。太湖沉積記錄中幾個較為明顯的寒冷氣候事件分別在 500、1900、3000、4400、5800、6200、6600、7400calyrBP。同時，在上述的時間段內，磁化率、粒度及色度指標中都有著明顯的指示。具體的年份信息已在論文[9,10]中作過詳細闡述，在此不再贅述。

圖2 TH-004鉆孔沉積物氣候代用指標

5 太湖TH-004與古里雅冰芯對比分析

大部分中國區域氣候系統主要受到東亞季風、印度洋季風、以及西風帶的不同相位的雙重影響，使在全新世時期中國區域氣候表現出不同的變化特征。在中國西北地區，尤其是干旱地區，降水的時空變異主要是受到西風帶移動的影響[11]，而來自東亞季風的影響程度較輕。已有研究證實東南季風在全新時期間，其影響范圍未曾達到新疆北部地區[12]。通過新疆博斯騰湖大湖區沉積地層孢粉記錄調查有明確的證據證實在晚冰期及早全新世 （16000～8000cal yr BP）時為干旱位相，而在8000～6000 cal yr BP期間，氣候仍然表現出相對干旱的趨勢，在此之后，6000～1500 cal yr BP則表現出濕潤氣候條件[13]。新疆北部的烏倫古湖沉積指示9550～6730 cal yr BP為干旱氣候，期間9550～7740 cal yr BP溫度較高，7740～6730 cal yr BP溫度有所降低；6730 cal yr BP之后進入濕潤階段，最大濕度發生在4200和5600 cal yr BP，560 cal yr BP之后氣候干旱加劇，氣溫快速降低[12]。此變化特征與太湖TH-004研究結果有較大差異，可能是由于該區域與東部季風區受制于不同氣候影響因素導致。但青藏高原西北緣，昆侖山西支的古里雅冰芯反映的全新世氣候變化特征與太湖沉積物研究結果有著非常好的對比性（如圖3所示）。對太湖沉積記錄8000～7000 cal yr BP、2600 cal yr BP～1200 a A.D.的兩個溫暖期，古里雅冰芯有很好的指示，同時，在上述的兩個時期階段內，古里雅冰芯記錄中的氣候突變事件在也有很好的響應。通過本研究的代用資料數據表明青藏高原西北緣可能受到印度洋季風的影響，導致古里雅冰芯記錄反映的全新世氣候變化特征與太湖沉積物研究結果有著非常好的對比性。

圖3 TH-004磁化率與古里雅冰芯18O變化對比

在第四紀時期，全球行星風帶共經歷過四次較大幅度的南北緯向上的移動，進而導致了四次較明顯的冰器，分別對應著鄱陽、大姑、廬山、大理等四次冰期：具體而言，即當氣候趨冷時，行星風帶向南移動，而當氣候轉暖時，行星風帶向北移動[14]。全新世是第四紀時期氣候比較溫暖濕潤的時期，其中熱帶輻合帶向北移動，印度洋季風強度增加，促使印度季風向北影響范圍擴展，但印度季風在北上的過程中，受到青藏高原的阻擋，迫使其沿青藏高原西緣向北推進，直抵青藏高原西北部，從而將大量水汽輸送到昆侖山高海拔區域，為古里雅冰蓋帶來降水，使得古里雅冰芯記錄能夠指示印度洋季風的強弱變化。同時，隨著熱帶輻合帶北移，東亞季風加強，這一變化被太湖沉積很好記錄，從而使得古里雅冰芯δ18O變化曲線與太湖沉積記錄表現出相似的變化特征。

6 結語

太湖TH-004鉆孔沉積記錄的近8000年來區域氣候有兩次暖濕階段分別在8000～7000 cal yr BP、2600 cal yr BP ～1200 a A.D.， 指示東亞季風兩次明顯的加強，該變化特征與昆侖山古里雅冰芯有非常好的對比性，本文認為這可能是由于青藏高原西北部氣候可能受到印度洋季風強弱變化影響。由于東亞季風與印度洋季風的強弱旋回同時受到熱帶輻合帶南北移動的控制，當熱帶輻合帶北移，東亞季風與印度洋季風加強，印度洋季風影響范圍向北擴張，為青藏高原西北部古里雅冰蓋帶來大量水汽，導致古里雅冰芯與太湖TH-004鉆孔沉積記錄表現出相似的變化特征。