末次冰期以来我国典型西风区降水变化的湖泊记录研究

Hydrological variation is the key issue concerning human activities and environmental change in arid regions. The mid-latitude westerlies is the major moisture source for northwestern China （Xinjiang），exerting vital influences on the hydrological and environmental conditions in this region. Due to scarcity of available repository, reliable last glacial westerlies precipitation variation and underlying forcing mechanisms in Xinjiang is still largely unresolved. Based on preliminary research works, this project proposes to recovery a >15 m sediment core from the Sayram Lake located in westerlies dominated Xinjiang, NW China. The high-precision chronology of the core will be established using 210Pb/137Cs, radiocarbon dating of well-preserved organic materials, as well as environmental magnetic parameters. Based on a systematic multiproxy study including geochemistry (elements, minerals, and isotopes), biotic analyses (pollens, and diatoms), and a suite of other proxies (carbonate content, grain size distributions, and TOC), a high-resolution well-dated last glacial precipitation/effective moisture sequence from the westerlies dominated China will be reconstructed. The reconstructed sequence will be compared with other existed works in order to test the possible variation characteristics of the precipitation/moisture anomalies in NW China. In addition, forcing mechanisms of the westerlies precipitation variation will be explored by comparing with external forcing records.

水资源问题是制约干旱区经济与社会发展的最大限制因素。北半球中纬度西风环流系统是我国西北（新疆）最主要水汽来源，其强度变化是控制我国西北水文与生态环境的关键因素。由于缺少年代可靠的长时间尺度高分辨率连续记录，末次冰期时间尺度上我国典型西风区降水变化特征及其驱动机制是古气候学界仍未解决的关键问题。在前期工作基础上，本项目选择位于我国典型西风区的赛里木湖作为研究对象，钻取连续的末次冰期时间尺度湖沼相沉积岩芯，通过放射性核素，AMS14C，以及环境磁学等测年手段建立精确的年代序列，以沉积岩芯化学（元素/矿物/同位素）与生物（孢粉/硅藻）代用指标为核心并结合其他常规理化指标重建可靠的降水/湿度变化，将重建结果与其他西风区已有记录进行对比，研究探讨可靠的末次冰期以来我国典型西风区降水/湿度变化序列。最后，将重建记录与北半球中纬度外部强迫进行对比，研究我国西风系统末次冰期以来古环境变化规律及其驱动因素。

我国西北地区存在着广袤的干旱-半干旱区，水资源问题是制约该区域人类经济与社会活动的最大限制因素，因此也是该区域环境变化研究中最受关注的科学问题。中亚干旱区水文气候对中纬西风环流非常敏感。为了查明该地区过去时期降水/湿度变化历史及其驱动机制，利用位于中亚干旱区的湖泊赛里木湖钻孔岩芯，在137Cs、210Pb和AMS14C定年基础上, 对湖泊岩芯化学（元素/矿物/同位素）与生物（孢粉/硅藻）等多指标进行了分析, 重建了全新世以来该地区降水/湿度变化历史。结果显示，早全新世，赛里木湖沉积物地化指标记录指示有效湿度明显偏低，中全新世湖区为典型的荒漠草原/草原植被，区域有效湿度明显增加，气温较高，为温暖时期。其中6.5~5.5 cal. ka BP期间，研究区有效湿度明显降低，同时温度升至最高，可能是一次千年尺度的高温干旱事件。5.5 cal. Ka BP以来的中-晚全新世，研究区有效湿度相对较第，温度大幅降低，气候温凉干燥。赛里木湖多指标记录的温度和湿度变化与区域其他湖泊记录对比的一致性表明，太阳辐射是造成区域温度变化的主要驱动因素，同时温度变化影响了区域的有效湿度变化。