地下水补给型湖泊晚第四纪演变及对气候变化的响应——以巴丹吉林沙漠湖泊群为例

The climate change during the Late Quaternary in NW China has been a focus of recent studies. However, some questions are still there. Hence, solving these questions will have a better understanding of palaeoclimate and palaeohydrology changes in this region. In this project, we promise to move to an emphasis on closed lakes and deep groundwater in deep desert, such as high lake levels during the late Quaternary. With some proxies records (lithology, layer, pollen, geochemistry etc.), this project intends to select three sections to reconstruct late Quaternary environment change, such as Zhun Zhahanjilin profile, Taoer Gele profile and Naogun Nunr profile. Then, paleosalinity, paleotemperature and paleohydrological reconstructions using chemical element and Biological marker compounds in sediments, water and energy balance equations, it will build the coupling relationship between lakes, undergroundwater circulation and regional climate change. Furthermore, this project will discuss the mechanism of regional precipitation recharging undergroundwater and lakes in desert during century and millennial scales in order to provide a scientific basis for effects of global warming on regional environment change.

以巴丹吉林沙漠地下水补给型湖泊及深层地下水作为古气候变化的信息载体，通过使用地层演化、生物遗存、地球化学、地下水同位素等代用指标，在准扎罕吉林、陶尔o勒格和瑙滚诺尔建立3个典型剖面为代表的环境变化序列；利用湖泊沉积岩芯中微体生物壳体的微量元素、生物标记化合物和基于湖面波动的水热平衡模型，定量重建特征时段的湖泊古盐度、古温度和古水文参数；建立湖泊与地下水循环演化与区域气候变化之间的耦合关系，揭示晚第四纪百年至千年尺度区域降水补给地下水与沙漠湖泊的古水文事实和相邻层圈间水分通量变化规律，为全球变暖对区域环境的潜在影响预测与适应提供科学依据。

干旱区的垂向水运移对湖泊发育和维持具有重要的作用，开展地下水补给型湖泊环境演变模式的研究，对干旱区和季风边缘区气候变化研究具有重要意义。通过对巴丹吉林沙漠腹地现代湖泊进行气象水文定位观测以及对地下水进行年代和同位素测定，表明巴丹吉林沙漠腹地湖泊属于地下水补给型湖泊，地下水来源于沙漠东南方向。这对区域水资源可持续利用和环境生态保护具有重要的指导意义。通过对沙漠腹地湖相层沉积剖面和地表出露的环境指示材料进行研究分析，重建了巴丹吉林沙漠腹地湖盆晚第四纪环境演变历史和特征时期的湖面变化过程，结果表明巴丹吉林沙漠腹地湖盆在11-10.2ka受到冻土层融化影响，地下水出露，沼泽发育，环境较为湿润；在10.2ka-3.6ka沙漠整体为泛湖期，环境较为湿润；在10.2ka-5.6ka受到青藏高原东北部降水和冰川融水增多的影响地下水增加以及受到季风逐渐增强影响区域降水增加，这一时期湖泊广泛发育，湖盆周围为典型草原景观，气候环境相对湿润；5.6ka以后，区域降水和冰川融水减少，湖盆从典型草原景观转变成荒漠草原景观，湖泊开始退缩，环境逐渐转干；3.6ka-0.8ka风成砂大量入湖，岩性为风水两相，环境最为干旱；小冰期时环境整体冷湿，且存在三次受太阳活动极小期控制的极冷湿期。本研究对全球变暖背景下极端干旱区应对气候变化、水资源调配和区域可持续发展具有重要的参考价值和科学意义。