小冰期以来横断山区冰川波动历史的树轮重建及其与气候变化的关系

Research on the relationship between glacier fluctuations and climate changes on decadal to centennial time scales, which is of great significance for our understanding on the changes of global cryosphere, is greatly limited by the lack of sufficient observational data on glaciers and climate changes. Hengduan mountains is one of the distribution centres of maritime glaciers in China, where dendroglaciological evidences for glacier advances/retreats, glacial moraines and tree-ring materials formed since the Little Ice Age(LIA), were well kept. This study intends to:(1) reconstruct the fluctuation history of glaciers in Hengduan mountains through analyzing tree-ring materials sampled from relict wood and tilted trees directly affected by the glacial movement, and dating the moraines based on the age of the oldest tree growing on morainic surface, with an adjustment for the pith offset, age error of sampling height and ecesis time; (2) reconstruct the past temperature and precipitation variations using tree rings sampled from upper forest limit and mountain forest-dry valley ecotone, separately; (3) reveal the relationship between LIA glacier fluctuations and climate changes. The results of this study will contribute to the understanding on the relationship between glacier fluctuations and climate changes on decadal to centennial time scales, and provide useful knowledge for the prediction of glacier change under future climate scenarios.

冰川变化及其与气候变化关系的研究对全球冰冻圈变化的认识具有重要的科学意义。但冰川变化和气候变化观测资料稀缺而且记录时间很短，这限制了我们对几十年至百年时间尺度上冰川波动及其与气候变化关系的认识。本项目拟以横断山区海洋型山谷冰川为研究对象，利用冰川末端谷地中采集的树木年轮资料，包括冰碛中的残遗木、谷地两侧的倾斜木和冰碛垄上的最老活树样本等，结合冰川地貌证据，对该地区冰川进退波动历史进行重建；并尝试利用冰川区附近山地森林上限和山地森林-干旱河谷交错带的树轮资料分别重建能够完全覆盖小冰期的气温变化序列和降水变化序列；进而探讨过去几百年横断山区海洋型冰川进退波动对气温和降水变化的响应关系。本研究的结果将有助于长时间尺度上对海洋型冰川进退波动与气候变化关系的认识，为预估未来气候变化情景下冰川变化提供科学依据和基本数据。

冰川变化及其与气候变化关系的研究对全球冰冻圈变化的认识具有重要的科学意义。但冰川变化和气候变化观测资料稀缺而且记录时间很短，这限制了我们对几十年至百年时间尺度上冰川波动及其与气候变化关系的认识。横断山地区是我国海洋性冰川的分布区之一。小冰期期间，该地区冰川进退波动形成了明显的冰碛垄，能够为冰川波动历史研究提供地貌证据。本研究的主要内容及重要结果如下：.（1）利用昌都地区树轮宽度标准年表重建了该地区过去1400-2006年间共607年的冬季（上年11月份到当年2月）平均最低气温序列。重建对相应器测时段冬季平均最低气温的方差解释量为0.42。.（2）建立贡嘎山东坡海螺沟地区6个采样点的峨眉冷杉树轮宽度标准年表，对不同海拔树木径向生长与气候变化响应关系进行分析，结果显示：低海拔地区（GG1-GG3）树木生长主要受到当年3月的气温影响，中海拔地区（GG8）树木生长主要受到当年3、4月的气温影响，较高海拔地区GG5树木生长主要受到当年3、4、7月的气温影响。在高海拔的GG6样点，树木生长主要受当年6月降水显著正相关影响，而且与6月气温显著负相关。 .（3）利用1930年以来各期海螺沟冰川冰舌末端分布数据，结合冰舌平均后退速度和树木生长位置，成功确定了多个树种的平均定居期（定居期范围），包括沙棘3（1-7）年，冬瓜杨6（1-8）年，峨眉冷杉15（10-18）年，麦吊云杉18（13-24）年和铁杉（30）年。.（4）基于海螺沟冰川8道冰碛垄形成年代的确定，揭示了小冰期以来，海螺沟冰川至少经历了四次明显的冰川进退波动。每次波动中冰川由前进或稳定状态开始转变为后退的最晚时间分别约为AD1769-1770（SLM0和LM0），AD1822-1830（LM1-1、LM1-2和TM 1），AD1852-1856（LM2-1、LM2-2和LM2-3）和AD1913（LM3和TM2）。横断山海螺沟冰川波动与我国藏东南地区及北半球其他地区冰川的波动具有较好的空间一致性。.（5）通过冰川波动历史与与重建平均气温变化的对比分析，揭示了年代际-百年时间尺度上，海螺沟冰川波动与温度冷暖变化相一致。由此可见，在百年和十年时间尺度上，海螺沟冰川进退波动均受气温变化影响显著。.本研究的结果可为预估未来气候变化情景下的冰川变化提供重要的科学基础，对我国树轮年代学应用领域也有一定的拓展。