基于植硅体的渭河盆地和榆社盆地上新世季风气候定量重建
批准号:
42101145
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
王翰林
依托单位:
学科分类:
地理环境变化与文明演化
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
王翰林
中文摘要
研究上新世暖期东亚季风的演化规律及其驱动机制,有助于理解当今全球变暖背景下东亚季风降水的变化趋势。本项目通过对渭河盆地和榆社盆地上新世沉积序列进行野外考察、采样和植硅体提取分析,结合已有年代控制,获得上新世植硅体组合特征。基于植硅体组合分析重建古植被,基于新的现代植被与气候定量关系数据库定量重建上新世降水量和温度。将定量重建结果与全球和区域气候记录、以及数值模拟结果进行对比,探讨东亚季风降水对上新世暖期的响应机制。本项目为预测全球变暖背景下东亚季风的变化提供科学依据。
英文摘要
The study of evolution and driving mechanism of East Asian monsoon is helpful to understand the dynamic of East Asian monsoon precipitation under the background of present global temperature rise. Through field investigation, sampling and phytoliths analysis of the Pliocene sedimentary sequences in Weihe basin and Yushe basin, and combine with the existed age control, this project obtained the phytolith assemblages sequence during the Pliocene. Reconstruction of palaeo-vegetation based on phytolith assemblages analysis, and quantitative reconstruct Pliocene precipitation and temperature changes based on newly built modern vegetation database. Through compare the reconstructed results with global and regional climate records and numerical simulation results, we try to explore the response mechanism of East Asian monsoon precipitation to the Pliocene warm period. This study provides scientific basis for predicting future changes of East Asian monsoon precipitation.
植硅体,作为植物的化石保留在沉积物中,可以直接指示古植被,从而反映古气候,是古气候重建的重要替代性指标。本项目首次尝试将植硅体应用于上新世地层的古气候重建。通过三年的野外和室内工作,本项目累计开展了2次累计55天野外工作,实测剖面8条,采集样品1000余件,进行植硅体前处理,提取和鉴定309件。我们首先建立和完善了全球现代禾本科-气候数据库,发现~10摄氏度等温线是北美、东亚地区早熟禾亚科和黍亚科/虎尾草亚科分布的分界线,~400毫米等夏季降雨量线是北美、南非地区黍亚科和虎尾草亚科的分界线。基于以上植硅体数据和数据库的发现,我们完成了渭河盆地和榆社盆地古植被和古气候的定量重建:渭河盆地和榆社盆地当时的植被是以草原为主导的,有少量的森林分布,年均温度9.7-15.3摄氏度,年平均降水812-1673毫米,暖季降水417-1197毫米。年平均降水和暖季降水均高于目前的数值,表明上新世晚期,亚洲季风降水有所增加。其可能驱动机制是上新世全球温度较高,同时具有较高的大气二氧化碳浓度,和较低的晴空反射率。与此同时,我们对黄土高原地区植硅体的保存进行了探讨,发现黄土中植硅体最老保存到~13万年,由于植硅体包裹了一部分有机碳,有着巨大的碳封存潜力。本研究表明其封存的碳保存周期约为一个冰期间冰期旋回,可能对全球生物地球化学循环有着重要的意义。
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