来源:Frontiers of Earth Science 发布时间:2020/9/7 19:30:35
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FES |过去450年天山北麓植被与湿度如何变化?

论文标题:Changes in vegetation and moisture in the northern Tianshan of China over the past 450 years (过去450年天山北麓植被与湿度如何变化?)

期刊:Frontiers of Earth Science

作者:Weihe REN,Yan ZHAO,Quan LI,Jianhui CHEN

发表时间:19 December 2019

DOI:10.1007/s11707-019-0788-2

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干旱-半干旱地区长期气候变化研究,对于区域气候变化的预测与应对策略的制定具有重要的科学意义。我国西北内陆地区的降水主要受到西风环流控制,且干旱生态系统对湿度变化非常敏感。西北内陆地区已有古气候记录基于数百年分辨率的各类代用指标序列,对全新世(约过去1.17万年)气候变化趋势进行了研究,发现了其与东部季风区记录的差异性。但是,截至目前,西北干旱区近千年的湖泊记录相对较少,在诸如小冰期(约公元1500-1850年的降温期)等时段的气候干湿特征还存在争议。

针对该科学问题,中国科学院地理科学与资源研究所古生态研究组发表于Frontiers of Earth Science(2020年第二期)的《Changes in vegetation and moisture in the northern Tianshan of China over the past 450 years》,以新疆天山北麓四厂湖泥炭地的沉积物为研究对象,在较可靠的AMS14C定年框架基础上,利用孢粉、粒度和烧失量指标,结合主成分分析与生物群区化方法,定量重建了过去450年天山北麓地区约5年高时间分辨率的植被与气候变化历史,将为中亚干旱-半干旱地区气候变化的预测与应对策略的制定提供理论支撑。

研究发现,四厂湖泥炭沉积开始于约1730 AD,在此之前为湖沼环境;1550 AD以来,当地植被以荒漠植被为主,在1730-1870 AD时段发育了沼泽化草甸。过去450年以来,区域气候主要经历了极干-较干-相对湿润-较干的四个变化阶段,其中小冰期气候经历了从干旱向较湿润的转变(图1和图2)。

图1 四厂湖过去450年孢粉记录及其主成分-生物群区化分析结果

图2四厂湖过去450年粒度与烧失量记录

通过与全球其他地区古气候记录的对比(图3),发现过去450年来天山北麓地区的气候干湿波动与北半球高纬气候的异常变化密切相关;来自高纬地区的气候信号可能经由西风环流系统传输至研究区,但是其内部机制尚需更多研究的进一步讨论。

图3 气候记录区域对比与机制分析

摘要:Knowledge of historical changes in moisture within semi-arid and arid regions is the basis of climatic change predictions and strategies in response to long-term drought. In this study, a multiproxy peat record with high-resolution from Sichanghu in the northern Tianshan was used to document the changes in vegetation and climate over the past 450 years in the arid Central Asia. The pollen, grain size, and loss on ignition (LOI) records indicate that the productivity of local peat began to increase at ~1730 AD. The vegetation in the Sichanghu area experienced several transitions, from temperate desert to dense desert, marsh meadow, and steppe desert vegetation. The climate in the study area was extremely dry during the early stages of the Little Ice Age (LIA) (before 1730 AD) and relatively wet during the late stages (1730–1880 AD). The inferred changes in the moisture conditions of the Sichanghu peatland since the LIA may have been controlled by the extent of Arctic sea ice, the North Atlantic Oscillation, and the Siberian High via the connections of large-scale atmospheric circulations such as the Westerlies.

Frontiers of Earth Science 是由教育部主管,高等教育出版社与华东师范大学联合主办的英文学术期刊,德国Springer公司负责海外发行,以网络版和印刷版两种形式出版。全球发行。主编高炜教授(华东师范大学)。2007年创刊,季刊。

该刊遵循国际期刊规范,充分利用网络出版优势,及时发表地球科学领域国内外最新的学术研究论文和综述文章 ,所发文章必须经过严格的同行评议。涉及领域包括(但不限于):地球系统科学、自然地理学、地质学、地球物理学、大气科学、海洋科学、生态学、生物学、全球变化、水文学、环境污染、生物地球化学循环、自然资源管理、生态系统可持续发展、土地利用/覆盖/变化、环境评估和监测、遥感、数据获取/处理/同化、算法的开发、应用和建模等,特别关注地球科学和其他学科的交叉融合,聚焦于一些蓬勃发展的领域。

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(来源:科学网)

 
 
 
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