近8000年太湖沉积记录的气候变化与古里雅冰芯对比研究＊

钟阿娇，叶 青，蔡小敏，孔庆玉，吴高萱，吴思锜，吴永红

（闽江学院 地理科学系，福建 福州 350108）

1 概述

长江三角洲位于太平洋西边缘海，同时位于亚欧大陆的最东端，受东亚季风影响明显。同时由于青藏高原夏季热源冬季冷源的效应，大大增加了东亚季风强度。太湖是长江下游重要的淡水湖，位于长江三角洲南翼，通过对太湖沉积物特征的分析研究，可以很好地反演东亚季风的发展变化旋回。印度洋季风受青藏高原阻挡，其影响范围主要在我国西南地区，而青藏高原西北地区是否受其影响仍未有报道，本文通过太湖沉积记录的近8000年来环境变化与古里雅冰芯记录对比研究，对该问题展开讨论。

2 研究区概况

太湖位于长江三角洲的南缘，北纬30°55'40"～31°32'58"东经 119°52'32"～120°36'10"之间，是长江中下游地区重要的淡水湖之一，其中水域面积超过2000km2，是维持长江中下游区域生态气候环境的重要载体。太湖平均水深不足2m，最深处约为2.6m，为我国典型的浅水型湖泊代表：具体水深分布而言，太湖的西部以及西南部的区域为低丘陵山地区，而平原以及水体区域主要分布于太湖的东部。太湖地区年降水量为1100～1150mm，多年平均气温为 15～17℃。

3 样品采集及实验手段

钻孔（TH-004）采样点位于北纬 31°25.362′，东经 120°08.676′（如图 1 所示），采样柱总长为 250cm；在0～60cm处，每2cm进行等间距切割样品，60～250cm处以1cm等间隔进行采样，共取得220个样品。磁化率（MS）采用BartingtonMS2型磁化率仪进行测定，每个样品在低频（0.47kHz）测定三次，取平均值作为测量值。色度 （SCR）参数采用Konica MinoltaCR-10型色差仪进行测定。样品粒度参数（GS）采用LS13320型激光粒度仪测试。

图1 本研究孔沉积物采样位置图

沉积物磁化率曲线特征能够表征过去环境的变化特征[1]；由于沉积物受水体运输影响，沉积物粒度能够指示过去气候条件下水动力学变化特征，进而可指示环境中水分特征，并能够在一定程度上反映某一地区降水量变化特征[2]。此外，沉积物还受到了形成环境时的氧化-还原条件的影响，进而在沉积物的色度上产生差异，因此选用色度指标来反应气候变化指标[3]。

本研究中所有样品的年代测定由日本大学地球科学系完成。沉积物年龄的测试选择40cm处及250cm样品，测试的时间定位分别为1994AD、8065calyrBP。由于40cm处样品的测试年代距离现代时间较劲，受到其他因素影响的可能性比较打，因此本论文选用250cm处的测年数据作为构建基础，采用线性回归方法完成年代序列的确定[4,5]。

4 太湖沉积物反映的东亚季风变化旋回

太湖流域近8000年来经历两次明显的气候暖湿阶段 （如图2所示），分别在8000～7000calyrBP、2600calyrBP～1200aA.D.，表明近 8000年来东亚季风经历两次明显加强阶段，对长江中下游几个湖泊水位变化研究[6,7]也指示全新世期间有两个高湖面阶段，分别在 8000～7000calyrBP 与 3000～0calyrBP。 因此，可以判断在太湖区域，第一个高湖面出现阶段可能受到全新世气候转暖以及东亚地区东南季风加强联合作用下导致气候变暖引起的，第二个高湖面出现阶段可能发生在蒸发量减少以及持续性降雨的共同作用导致[8]。太湖沉积记录中几个较为明显的寒冷气候事件分别在 500、1900、3000、4400、5800、6200、6600、7400calyrBP。同时，在上述的时间段内，磁化率、粒度及色度指标中都有着明显的指示。具体的年份信息已在论文[9,10]中作过详细阐述，在此不再赘述。

图2 TH-004钻孔沉积物气候代用指标

5 太湖TH-004与古里雅冰芯对比分析

大部分中国区域气候系统主要受到东亚季风、印度洋季风、以及西风带的不同相位的双重影响，使在全新世时期中国区域气候表现出不同的变化特征。在中国西北地区，尤其是干旱地区，降水的时空变异主要是受到西风带移动的影响[11]，而来自东亚季风的影响程度较轻。已有研究证实东南季风在全新时期间，其影响范围未曾达到新疆北部地区[12]。通过新疆博斯腾湖大湖区沉积地层孢粉记录调查有明确的证据证实在晚冰期及早全新世 （16000～8000cal yr BP）时为干旱位相，而在8000～6000 cal yr BP期间，气候仍然表现出相对干旱的趋势，在此之后，6000～1500 cal yr BP则表现出湿润气候条件[13]。新疆北部的乌伦古湖沉积指示9550～6730 cal yr BP为干旱气候，期间9550～7740 cal yr BP温度较高，7740～6730 cal yr BP温度有所降低；6730 cal yr BP之后进入湿润阶段，最大湿度发生在4200和5600 cal yr BP，560 cal yr BP之后气候干旱加剧，气温快速降低[12]。此变化特征与太湖TH-004研究结果有较大差异，可能是由于该区域与东部季风区受制于不同气候影响因素导致。但青藏高原西北缘，昆仑山西支的古里雅冰芯反映的全新世气候变化特征与太湖沉积物研究结果有着非常好的对比性（如图3所示）。对太湖沉积记录8000～7000 cal yr BP、2600 cal yr BP～1200 a A.D.的两个温暖期，古里雅冰芯有很好的指示，同时，在上述的两个时期阶段内，古里雅冰芯记录中的气候突变事件在也有很好的响应。通过本研究的代用资料数据表明青藏高原西北缘可能受到印度洋季风的影响，导致古里雅冰芯记录反映的全新世气候变化特征与太湖沉积物研究结果有着非常好的对比性。

图3 TH-004磁化率与古里雅冰芯18O变化对比

在第四纪时期，全球行星风带共经历过四次较大幅度的南北纬向上的移动，进而导致了四次较明显的冰器，分别对应着鄱阳、大姑、庐山、大理等四次冰期：具体而言，即当气候趋冷时，行星风带向南移动，而当气候转暖时，行星风带向北移动[14]。全新世是第四纪时期气候比较温暖湿润的时期，其中热带辐合带向北移动，印度洋季风强度增加，促使印度季风向北影响范围扩展，但印度季风在北上的过程中，受到青藏高原的阻挡，迫使其沿青藏高原西缘向北推进，直抵青藏高原西北部，从而将大量水汽输送到昆仑山高海拔区域，为古里雅冰盖带来降水，使得古里雅冰芯记录能够指示印度洋季风的强弱变化。同时，随着热带辐合带北移，东亚季风加强，这一变化被太湖沉积很好记录，从而使得古里雅冰芯δ18O变化曲线与太湖沉积记录表现出相似的变化特征。

6 结语

太湖TH-004钻孔沉积记录的近8000年来区域气候有两次暖湿阶段分别在8000～7000 cal yr BP、2600 cal yr BP ～1200 a A.D.， 指示东亚季风两次明显的加强，该变化特征与昆仑山古里雅冰芯有非常好的对比性，本文认为这可能是由于青藏高原西北部气候可能受到印度洋季风强弱变化影响。由于东亚季风与印度洋季风的强弱旋回同时受到热带辐合带南北移动的控制，当热带辐合带北移，东亚季风与印度洋季风加强，印度洋季风影响范围向北扩张，为青藏高原西北部古里雅冰盖带来大量水汽，导致古里雅冰芯与太湖TH-004钻孔沉积记录表现出相似的变化特征。