抚仙湖沉积物记录的12ka以来的气候变化

发布时间：2020-05-13 04:53

【摘要】：全新世是最近的一个间冰期和人类文明高度发展的一个时期,全新世以来的气候变化及驱动机制是第四纪气候学研究的热点和重点。对于理解古气候、古环境的演化规律和古文明的兴衰具有重要作用,同时对预测未来气候的发展具有重要意义。湖泊可以储存来自大气、流域地表和湖泊水体中的各类信息,其沉积环境稳定、分辨率高,是研究区域古环境变化的理想素材。抚仙湖位于我国西南季风区内的云南省滇中地区,形成年代久远,湖泊沉积连续,受人类活动影响较小,具有独特的地理位置和区域环境,因此其湖泊沉积物是研究古气候变化的理想材料。本文选取滇中地区的抚仙湖为研究对象,从抚仙湖南部水深约80 m处钻取296 cm长的沉积物岩芯,顶部0-50 cm按照0.5 cm的间隔高密度取样、50-296cm按照1 cm的间隔取样,进行碳酸盐、粒度、方解石、石英、元素Ca、元素Si、以及Sr/Rb比值等环境代用指标的详细分析,并与碳酸盐稳定同位素研究结果进行讨论。同时对所获得的9个(AMS)~(14)C年代数据使用Int Cal13进行校正,并进行相应的计算后转换为日历年龄,重建抚仙湖流域12 cal.ka BP以来的环境变化历史以及抚仙湖湖泊变化过程。主要获得以下结论:(1)12-8.8 cal.ka BP:抚仙湖沉积物碳酸盐类物质含量、Sr/Rb比值均呈上升趋势。元素Si含量呈现上升-平稳-再下降的变化;粒度中值粒径变化不明显。表明该阶段抚仙湖流域自末次冰消期到全新世早期以来,水位较高、西南季风较强,处于早全新世升温的湿润气候期。8.8-4.4 cal.ka BP:方解石、CaCO_3含量、元素Ca相对含量以及Sr/Rb比值较前一阶段都有所升高,元素Si含量变化波动较大,石英含量呈小幅度上升趋势;表明该阶段抚仙湖流域降水持续减少,湖水水位下降,西南季风强度先增强后减弱,抚仙湖流域处于持续暖干的气候期。在此期间抚仙湖流域5.1 cal.ka BP时有一次短暂气候突然变冷、季风减弱的气候事件。4.37-2.0 cal.ka BP:抚仙湖沉积物的各个指标均发生较大变化,流域环境变化明显。尤其是2.2-2 cal.ka BP期间,气候呈现从自12 ka以来最暖干到接近现代湿润程度的巨大变化。该时期抚仙湖流域已有人类文明的兴起,但人类活动对流域环境变化的影响并不显著。西南季风的变化可能是影响流域环境变化的主要控制因素,揭示了西南季风控制区区域降水的特殊性和突发性。2 cal.ka BP以来,该阶段CaCO_3含量、元素Ca、方解石和石英相对含量、Sr/Rb比值以及中值粒径均为整根钻孔的最低值。表明该阶段抚仙湖湖水经过快速上涨后沉积环境较稳定,是全新世以来水位较高并维持较长时间的时期,也是气候比较湿润的时期。植被覆盖率降低、人类活动对流域环境产生一定影响。(2)抚仙湖沉积物中碳酸盐类物质主要为方解石(其它碳酸盐类矿物相对含量极微甚至可以忽略不计),沉积物中Ca元素主要来自碳酸盐,因此其含量由碳酸盐、即方解石矿物含量决定。沉积物中碳酸盐含量的变化可以用沉积物中Ca元素XRF扫描结果进行表示,这使得在碳酸盐地区用湖泊沉积岩芯Ca元素XRF扫描数据开展高分辨率重建湖泊演化历史成为可能。(3)抚仙湖流域全新世以来气候驱动机制分析:抚仙湖流域全新世以来的气候主要是受太阳辐射、印度季风以及高原地形和大气状况的综合影响,呈现出印度季风控制区区域降水的特殊性和气候的突发性特点。抚仙湖FXH-B2钻孔中的记录的12000年以来抚仙湖流域气候的演化与西南季风以及其他记录基本相一致,但由于区域环境的影响也表现出了气候的特殊性。在约12 cal.ka BP至2.2 cal.ka BP期间的湖泊水位变化主要经历了波动式降低的过程;其中4.37-2.2 cal.ka BP期间各项指标的变化均指示抚仙湖水位一度出现低于现代湖面的低水位,可能记录了抚仙湖流域极端的干旱气候。在2.2-2 cal.ka BP期间抚仙湖沉积物各项指标均发生了较大的变化,水位快速上升至接近现代水位。
【图文】：

抚仙湖,淡水湖泊,水量,滇池

第 2 章研究区概况2.1 地理位置抚仙湖(24o21'13 ~24o37'57 N, 102o49'14 ~102o57'33 E)位于云南省中部的玉溪市，距离昆明约 60 km，澄江县以南 5 km 处，跨澄江、江川、华宁三县，是我国最大的深水型淡水湖泊之一 (图 2.1)。湖面海拔高程为 1722.5 m 时，湖面面积 216.6 km2。湖容量为 206.2 ×108 m3，约为同期 12 个滇池的水量、6 倍洱海的水量或 4.5 倍太湖的水量，占我国淡水湖泊蓄水量的 9.16%。抚仙湖湖水平均深度为 95.2 m，最深处有 158.9 m (2017 年抚仙湖管理局公布数据)。湖泊形似倒葫芦状，湖南北长 31.5 km，北部宽平均宽度为 3.2 km，抚仙湖距离滇池约 17 km，湖西南有一条长 2.5 km 的隔河与星云湖相连。

变化曲线,澄江,年平均降水量,平均气温

和高原地形以及青藏高原局地气候的影响，流域气候属于亚热带低纬高原气候[27]。具有光照充足、干湿季分明、雨热同季、光热不同步的基本特征半年 (11 月-次年 4 月) 主要受来自阿拉伯海和孟加拉湾的西南季风控制，年 (5 月-10 月) 则受来自孟加拉湾的西南季风和来自南海的东南季风控制年日照总长数约为 2172.3 h，太阳辐射总辐射量为 122210 卡/cm2，全年无将近 300 天，，年平均蒸发量 1900 mm[37]。选取抚仙湖流域内澄江气象站 (24°40′7″ N, 102°47′60″ E，位于抚仙湖正向，距离约 4km) 记录的 1970-2016 年的年平均气温和年平均降水量数据 1970-2016 年数据来源：云南省气象局；1959-1969 年数据来源：澄江县志[3图 2.1)，近 58 年来的年均温为 15.95℃，年降水量为 928.2 mm。由图中可出：在 1998 年以前 (不包括 1998 年)，年平均气温较低为 15.57℃；1998后气温明显上升年平均气温为 16.74℃，较原来高 1.17℃。年降水的变化趋析显示总体呈现下降趋势，尤其是 2000 年以后年降水量明显较少(图 2.2度间波动幅度大。
【学位授予单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：P343.3;P532

【参考文献】