山西北部全新世植被演替和氣候變化定量重建

《山西北部全新世植被演替和氣候變化定量重建》是依託河北師範大學，由李月叢擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：山西北部全新世植被演替和氣候變化定量重建
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李月叢
• 依託單位：河北師範大學

項目摘要

華北地區全新世孢粉記錄較多，但高解析度定量研究較少，特別是古植被定量重建更少。申請者在山西省北部呂梁山寧武縣海拔1800m林線附近的一個封閉型湖泊-公海（水深約10m）獲得一長約10m，連續的湖泊沉積物岩芯，底部碳十四年齡約為12518aBP，是華北地區少見的能覆蓋全新世連續的高山湖泊記錄。本研究擬以1cm（約10-20年解析度）切分樣品，通過較高解析度的年代學和高解析度孢粉，結合已有的花粉現代過程研究，定量重建山西北部地區全新世植被變遷歷史和氣候變化（最冷、最熱月溫度、年均溫和年降水量）過程，揭示山西北部地區全新世植被演替和氣候變化規律、氣候突變事件的強度和周期，探討其發生原因和機制，為進一步認識華北地區自然環境演變格局的變化，進行生態環境恢復和探討未來環境發展趨勢提供理論基礎和科學依據。

結題摘要

全新世以來的環境變化格局不僅奠定了當今全球環境的基礎, 而且影響著今後全球氣候與環境的變化過程。本項目試圖先建立現代花粉與植被、氣候定量關係，再依據較高解析度的年代學和高解析度孢粉分析，定量重建山西省北部寧武公海末次冰消期以來古植被、古氣候。表土花粉與植被定量關係研究顯示，研究區主要的花粉類型與植被之間均存在一定的相關性，通過相對花粉產量的校正，花粉與植被關係可以得到明顯提升。相關係數均達0.5以上。草原區花粉與植被關係相關性低於森林植被，經過相對花粉產量的校正，主要種類蒿屬、藜科和菊科花粉與植被的相關係數達0.5以上。在此基礎上，用REVEAL模型和LOVE模型，定量重建了研究區4個樣點的植被組成，並與植被調查結果對比，結果顯示兩者之間的相關係數在0.8以上，表明結果基本可靠。現代花粉與氣候WA-PLS分析表明，年降水量觀測值與模擬值的的相關係數 R2為0.84; 模擬誤差65mm； 年均溫R2為0.82; 模擬誤差1.5℃，最熱月溫度R2為0.82; 模擬誤差值1.5℃, 最冷月溫度R2為0.86; 模擬誤差值1.8℃。可見經過篩選的表土花粉數據可以用來定量重建研究區主要氣候參數。公海地區較高解析度年代學研究顯示，岩心的校正後年齡最老為14.7cal.ka。以1cm進行樣品分析，最高解析度可達3-6年。公海地區末次冰消期以來的植被和氣候重建結果顯示：末次冰消期植被為以蒿屬、禾本科為主的草原，降水量只有300mm左右，溫度變化劇烈, 寒冷期溫度較現代低約2-4℃；全新世以來年降水量逐漸升高，至7000-5000年達到峰值，約高於現代200mm左右；溫度變化與降水變化並不同步, 11000cal.aBP,最熱月溫度已達全剖面最高，可能與太陽輻射強度變化有關，但最冷月溫度變化基本與降水量變化同步,可能主要受季風影響。自8500-3000 cal.aBP左右，區域植被均為以櫟屬為主的落葉闊葉林，以7000-5000cal.aBP，闊葉樹植被蓋度最高。3000 cal.aBP以來, 季風劇烈衰退,降水量較中全新世下降約150-200mm。其中910-1270 A.D為溫暖濕潤期，年均溫較現代高2℃左右，年降水量較現代高100mm左右。1920s以來，受人類活動影響，年均溫和最冷月溫度均較19世紀增加1-2℃，年降水量平均減少50mm。