4万年以来雷州半岛北部地区古火演化及其与气候环境变化关系的研究

火不仅能显著改变局地气候和生态环境，甚至还会将影响范围扩大至全球范围，从而使整个地球陆地生态系统碳、氮循环和全球气候环境发生明显改变。因此，对地质时期的古火演化与气候变化背景之间关系的研究已成为当前学术界的研究热点之一。在前期野外调研和初步分析的基础上，本项目拟通过高精度的年代测试和高分辨率（十年至百年尺度）的炭屑沉积，结合孢粉、地化元素、环境磁学等分析手段，恢复雷州半岛北部近4万年以来的古火演化和气候环境演变过程，探索在不同时间尺度上研究区古火演化对气候环境变化（特别是一些典型特征气候时期，如末次冰期最盛期、新仙女木时期、全新世大暖期等）的响应模式与成因机制。研究结果将丰富华南地区古气候变化研究内容，有助于深入认识不同区域古火演化对气候环境变化响应的异同，并为未来气候变化趋势预测研究和制定社会可持续发展对策提供历史相似型和科学依据。

对地质历史时期的火灾与气候环境变化关系的研究是当前国际古生态古气候学界的研究热点之一，然而我国在此方面的研究相对较少，在华南地区则尤其缺乏。本项目在按计划对雷州半岛北部发育的泥炭沉积开展工作的同时，对南岭东部、广东和海南沿海潟湖等地进行了数次野外调查、采样及研究工作，获得了一系列很有意义的新认识。主要研究成果有：（1）利用下录、屋山两地泥炭沉积物有机碳同位素（δ13C）、腐殖化度、烧失量等指标重建了约6万年至1万年间雷州半岛北部的C3/C4植物相对丰度变化历史，并分析了其可能的驱动因素。研究发现，不同区域控制C3/C4植物相对丰度的主导因素并不相同，受东亚夏季风强度直接影响的降水的增多或减少是控制本区域C3/C4植物相对丰度变化的主导因素。此外，大气CO2浓度对雷州半岛北部C3/C4植物相对丰度变化也具有一定的影响。（2）依据沉积物中炭屑记录恢复了下录地区MIS-3中期至早全新世期间的古火活动历史，并分析了其与气候环境变化的关系。研究发现，无论是在轨道尺度还是在千年尺度上，在气候较为温暖时期，研究区火灾较为频发，而在相对偏凉时期，火灾的发生并不活跃，这表明在基本不受人类活动影响的自然状态下，气候环境变化对雷州半岛北部地区火灾的发生具有很强的控制作用。此外，ENSO 活动可能对研究区火灾的发生具有一定影响。（3）采用孢粉分析手段研究了雷州半岛北部近4万年以来的植被演化及其所揭示的东亚夏季风演变历史。研究发现，孢粉记录所揭示的若干次千年尺度降温事件与高纬北大西洋地区一系列突然变冷事件（Heinrich事件）基本一致，表明这些反复出现的气候异常事件并不局限于高纬度北大西洋地区，而同时也存在于低纬度的西太平洋沿岸地区。上述研究成果丰富了华南地区晚第四纪以来的古气候古生态变化研究内容，对于加深对全球变化的区域响应过程和机制的认识也具有重要意义。