罗霄山脉山地沼泽全新世以来的古气候记录

doi:10.13284/j.cnki.rddl.002855

摘要/Abstract

摘要： 在中亚热带罗霄山脉东南段井冈山地区的江西坳山地沼泽钻取了150 cm的岩芯样品（JXA钻孔），通过6个AMS 14C测年结果建立钻孔的年代框架，运用烧失量、腐殖化度、有机碳同位素和灰度值等多项古气候代用指标分析，重建了该地区约11 cal. ka B.P.以来的气候演化历史。结果表明：江西坳山地沼泽的古环境演变过程可以分为４个阶段：11―9.2 cal. ka B.P.钻孔沉积物的有机碳含量低，碳同位素偏负，显示C3植物为主，为气候凉干期；9.2―5.3 cal. ka B.P.碳同位素、有机碳和腐殖化度等指标均指示森林植被繁茂，沉积物泥炭堆积速度加快，为气候最适宜期；5.3―2.2 cal. ka B.P.碳同位素显著变化，有机质含量较高；2.2―0 cal. ka B.P.气候呈现季风再次增强的趋势，人类活动增强。与周边其他的研究结果对比发现：全新世以来罗霄山脉江西坳山地泥炭沼泽的古环境替代指标与低纬度地区其他全新世气候记录基本一致。

关键词: 气候变化, 罗霄山脉, 山地沼泽, 全新世, 有机碳同位素

Abstract: A 150 cm core (JXA) was drilled from a mountain wetland in Jiangxi’ao, Jinggang Mountains in the southeast of mid-subtropical Luoxiao Ranges. Paleoenviromental proxies, such as loss-on-ignition (LOI), humification, organic carbon isotopic and grayscale were used to reconstruct the climatic evolution history in the study area. Based on 6 AMS 14C dating, the age of the sediment at the bottom of the core was ~11 cal. ka B.P.. The sedimentation process could be divided into four stages: 1) During the ages between 11 and 9.2 cal. ka B.P., the content of organic carbon was low and carbon isotopes were characteristic of C3 plants. The climate was relatively cool and dry; 2) in the period of 9.2–5.3 cal. ka B.P., the forest vegetation expanded according to carbon isotope, organic carbon and humification information. The peat land began to develop rapidly, and a warm and humid climate, which corresponded well to the Holocene optimum, was speculated; 3) at 5.3–2.2 cal. ka B.P., the carbon isotope curve showed changes in vegetation components between C3 and C4 plants. The climate was cool and dry; 4) during 2.2–0 cal. ka B.P., the monsoon activity tended to enhance, and the environment was possibly interfered by agricultural activities. The present study provides new paleoclimate evidence in subtropical regions, and indicated the Holocene optimum is between 9.2 and 5.3 cal. ka B.P.. The driving mechanism is mainly controlled by the insolation intensity in the northern hemisphere and summer monsoon variability.

Key words: climate change, Luoxiao Mountains, mountain wetland, Holocene, Carbon Isotope

韩爱艳，曾砺锋，黄康有，廖文波，郑卓，陈聪．. 罗霄山脉山地沼泽全新世以来的古气候记录[J]. 热带地理, 2016, 36(3): 477-485.

HAN Aiyan，ZENG Lifeng，HUANG Kangyou，LIAO Wenbo，ZHENG Zhuo，CHEN Cong．. Holocene Climate Records from a Mountain Wetland in Luoxiao Ranges[J]. TROPICAL GEOGRAPHY, 2016, 36(3): 477-485.

参考文献

[1] 李杰，郑卓，CHEDDADI R，杨世雄，黄康有．神农架大九湖四万年以来的植被与气候变化[J]．地理学报，2013，68（1）：69-81.

[2] DYKOSKI CA，EDWARDS RL，CHENG H，YUAN D X，CAI Y J，ZHANG M L，LIN Y S，QING J M，AN Z S，REVENAUGH J．A high-resolution，absolute-dated Holocene and deglacial Asian monsoon record from Dongge Cave，China[J]．Earth and Planetary Science Letters，2005（233）：71-86.

[3] WANG Y J，CHENG H，EDWARDS RL，KONG X G，SHAO X H，CHEN S T，WU J Y，JIANG X Y，WANG X F，AN Z S．Millennial-and orbital-scale changes in the East Asian monsoon over the past 224,000 years[J]．Nature，2008，451：1090-1093.

[4] 邵晓华，汪永进，程海，孔兴功，吴江滢．全新世季风气候演化与干旱事件的湖北神农架石笋记录[J]．科学通报，2006，51（1）：80-86.

[5] ZHANG J W，CHEN F H，HOLMES J A，LI H，GUO X Y，WANG J L，LI S，Lü Y B，ZHAO Y，QINANG M R．Holocene monsoon climate documented by oxygen and carbon isotopes from lake sediments and peat bogs in China:a review and synthesis[J]．Quaternary Science Reviews，2011（30）：1973-1987.

[6] 萧家仪，吕海波，周卫健，赵志军，郝瑞辉．末次盛冰期以来江西大湖孢粉植被与环境演变[J]．中国科学（D辑：地球科学），2007，37（6）：789-797.

[7] LI J，ZHENG Z，HUANG K Y，YANG S Y，CHASE B，VALSECCHI V，CARRE M，CHEDDADI R．Vegetation change during the past 40000 years in Central China from a long fossil record[J]．Quaternary International，2013，310：221-226.

[8] 马春梅，朱诚，郑朝贵，武春林，关勇，赵志平，黄林燕，黄润．晚冰期以来神农架大九湖泥炭高分辨率气候变化的地球化学记录研究[J]．科学通报，2008，53：26-37.

[9] 施雅风，孔昭臣，王苏民，王富葆，唐领余，姚檀栋，赵希涛，张玉远，施少华．中国全新世大暖期的气候波动与重要事件[J]．中国科学（B辑：化学），1992，12（12）：1300-1308．

[10] AN Z S，STEPHEN CP，JOHN E K，WU X H，WANG S M，LIU X D，LI X Q，ZHOU W J. Asynchronous Holocene optimum of the East Asian monsoon[J]．Quaternary ScienceReviews，2000，19：743-762.

[11] 陈发虎，黄小忠，杨美临，杨勋林，范育新，赵晖．亚洲中部干旱区全新世气候变化的西风模式——以新疆博斯腾湖记录为例[J]．第四纪研究，2006，26（6）：881-887.

[12] 于学峰，周卫健，FRANZEN L G，鲜锋，程鹏，TIMOTHY JULL A J．青藏高原东部全新世冬夏季风变化的高分辨率泥炭记录[J]．中国科学（D辑：地球科学），2006，36（2）：182-187.

[13] 沈吉，刘兴起，MATSUMOTO R，王苏民，羊向东．晚冰期以来青海湖沉积物多指标高分辨率的古气候演化[J]．中国科学（D辑：地球科学），2004，34（6）：582-589.

[14] 陈发虎，朱艳，李吉均，施祺，靳立亚，WUNEMANN B．民勤盆地湖泊沉积记录的全新世千百年尺度夏季风快速变化[J]．科学通报，2001，46（17）：1414-1419.

[15] MA C M，ZHU C，ZHENG C G，YIN Q，ZHAO ZP．Climate changes in East China since the Late-glacialinferred from high-resolution mountain peat humificationrecords[J]．Science inChina Series D: Earth Sciences，2009，52（1）：118-131.

[16] HUANG K Y，ZHENG Z，LIAO W B，CAO L L，ZHENG Y W，ZHANG H，ZHU G Q，ZHANG Z，CHEDDADI R．Reconstructing late Holocene vegetation and fire histories in monsoonalregion of southeastern China[J]．Palaeogeography，Palaeoclimatology，Palaeoeclogy，2014（393）：102-110.

[17] YUE Y F，ZHENG Z，HUANG K Y，CHEVALIER M，CHASE BM，CARRE M，LEDRU M，CHEDDADI R．A continuous record of vegetation and climate change over the past 50000 years in the Fujian Province of eastern subtropical China[J]．Palaeogeography，Palaeoclimatology，Palaeoeclogy，2012，366：115-123.

[18] 叶张煌，刘嘉麒，尹国胜，严兆彬．江西井冈山的地貌特征及其形成机制[J]．山地学报，2013，31（2）：250-256.

[19] 魏识广，李林，许睿，黄忠良，曹洪麟．井冈山植物群落优势种空间分布格局与种间关联[J]．热带亚热带植物学报，2015，23（1）：74-80.

[20] 陈宝明，林真光，李贞，廖文波，周婷，陈春泉，彭少麟．中国井冈山生态系统多样性[J]．生态学报，2012，32（20）：6326-6333.

[21] REIMER P J，BARD E，BAYLISS A，ALEX B，PAUL G B，CHRISTOPHER B P，CAITLIN E B，CHENG H，PIETER M G，TOMAS P G，HAFLIDI H，CHRISTINE H，ALAN G，STURT W，RICHARD ASJOHANNES P．IntCal13 and Marine13 radiocarbon age calibration curves，0-50,000 years cal BP[J]．Radiocarbon，2013，55：1869-1887.

[22] BLACKFORD J J，CHAMBERS F M．Determining the degree of peat decomposition for peat-based paleaoclimatic studies[J]．Int. Peat J.，1993，5：7-24.

[23] 于学峰，周卫健，史江峰．度量泥炭腐殖化度的一种简便方法：泥炭灰度[J]．海洋地质与第四纪地质，2005，25（1）：133-136.

[24] 于学峰，郑艳红，刘钊．基于ImageJ评价泥炭岩心存储对色相与彩度的影响[J]．地球环境学报，2012，3（1）：721-728.

[25] SANTISTEBAN J I，MEDIAVILLA R，ENRIQUE L，DABRIO C J，ZAPATA M B，GIL M J，ALFARO M．Loss On ignition：A qualitative or quantitative method for organic matter and carbonate mineral content in sediments[J]．Journal of Paleolimnology，2004，32（3）：287-299.

[26] 刘子亭，余俊清，张保华，蔡伟，张丽莎．烧失量分析在湖泊沉积与环境变化中的应用[J]．盐湖研究，2006，14（2）：67-72.

[27] 刘子亭，余俊清，张保华，张丽莎．黄旗海岩芯烧失量分析与冰后期环境演变[J]．盐湖研究，2008，16（4）：1-5.

[28] 吴世迎，刘焱光，王湘芹，白黎明，吴军瑞．冲绳海槽中段沉积岩芯碳酸盐和烧失量的古环境意义[J]．黄渤海洋，2001，19（2）：17-24.

[29] 柴岫．泥炭地学[M]．北京：地质出版社，1990：1-4.

[30] 吴敬禄，王苏民，沈吉．湖泊沉积物有机质δ13C所揭示的环境气候信息[J]．湖泊科学，1996，8（2）：113-118.

[31] 王国安．稳定碳同位素在第四纪古环境研究中的应用[J]．第四纪研究，2003，23（5）：471-484 .

[32] 周卫健，卢雪峰，武振坤，邓林，JULL A J T，DONAHUE D，BECK W．若尔盖高原全新世气候变化的泥炭记录与加速器放射性碳测年[J]．科学通报，2001，46（12）：1040-1044.

[33] 薛积彬，钟巍，彭晓莹，赵引娟，甄治国，刘伟，郑琰明．南岭东部大湖泥炭沉积记录的古气候[J]．海洋地质与第四纪地质，2007，27（5）：105-113.

[34] LIEW P M，LEE C Y，KUO C M．Holocene thermal optimal and climate variability of East Asian monsoon inferred from forest reconstruction of a subalpine pollen sequence，Taiwan[J]．Earth and Planetary Science Letters，2006（250）：596-605.

[35] 王华，洪业汤，朱咏煊，林庆华，冷雪天，毛绪美．红原泥炭腐殖化度记录的全新世气候变化[J]．地质地球变化，2003，31（2）：51-56.

[36] MARCOTT S A，SHAKUN J D，CLARK P U，MIX A C．A Reconstruction of regional and global temperature for the past 11,300 Years[J]．Science，2013，339（6124）：1198-1200.

[37] ZHAO Y，YU Z C．Vegetation response to Holocene climate change in East Asian monsoon margin region[J]．Earth-Science Reviews，2012，113：1-10.

[38] ZHAO Y，YU Z C，TANG Y，LI H，YANG B，LI F R，ZHAO W W，SUN J H，CHEN J H，LI Q，ZHOU A F．Peatland initiation and carbon accumulation in China over the last 50,000 years[J]．Earth-Science Reviews，2014（128）：139-146.

[39] ZHAO Y，YU Z C，CHEN F H，ZHANG J W，YANG B．Vegetation response to Holocene climate change in monsoon-influenced region of China[J]．Earth-Science Reviews，2009，97：242-256.

[40] ZHONG W，CAO J Y，XUE J B，OU Y J．A 15,400-year record of climate variation from subalpine lacustrine sedimentary sequence in western Nanling Mountains in South China[J]．Quaternary Research，2015（84）：246-254．

[41] HEINZ W，JURJ B，JONATHAN B，THOMAS J C，ULRICH C，JACQUELINE F，HUGUES G，MARTIN G，FORTUNAT J，JED O K，MARCEL K，SIMON A M，COLIN P，OLGA S，THOMAS F S，PAVEL T，MAYKE W，MARTIN W．Mid-to Late Holocene climate change：an overview[J]．Quaternary Science Reviews，2008（27）：1791-1828.

[42] 洪冰，林庆华，洪业汤．全新世亚洲季风、ENSO及高北纬度气候间的关联[J]．科学通报，2006，51（17）：1977-1984.

[43] 王淑云，吕厚远，刘嘉麒，NEGENDANK J F W．湖光岩玛珥湖高分辨率孢粉记录揭示的早全新世适宜期环境特征[J]．科学通报，2007，52（11）：1285-1291．

[44] ZHOU W J，YU X F，JULL A J T，BURR G，XIAO J Y，LU X F，XIAN F．High-resolution evidence from southern China of an early Holocene optimum and a mid-Holocene dry event during the past 18,000 years[J]．Quaternary Research，2004，62（1）：39-48.

[45] ZHAO Y，YU Z C，HERZSCHUH U，YANG B，ZHAO H，FANG K，LI H，LI Q．Vegetation and climate change during Marine Isotope Stage 3 in China[J]．China Science Bulletin，2014，59（33）：4444-4455.