【摘要】：東亞夏季風(fēng)作為亞洲氣候系統(tǒng)中重要組成部分,控制著東亞地區(qū)水文和生態(tài)環(huán)境的變化。東亞夏季風(fēng)降水的異常變化對(duì)該地區(qū)的國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)產(chǎn)生重要的影響。尤其是在全球變暖的背景下,東亞夏季風(fēng)降水會(huì)發(fā)生什么樣的變化?這是我們學(xué)術(shù)界和普通大眾都非常關(guān)注的問題。而對(duì)過去氣候變化特征和演化規(guī)律的認(rèn)識(shí)是科學(xué)地預(yù)測(cè)未來氣候變化的一種有效途徑。全新世是與我們關(guān)系最為密切的一個(gè)時(shí)期,對(duì)全新世期間不同時(shí)間尺度上東亞夏季風(fēng)的變化及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制的研究有助于我們進(jìn)一步理解當(dāng)前的氣候變化規(guī)律以及預(yù)測(cè)未來氣候的演變趨勢(shì)。最近幾十年,在我國東部季風(fēng)區(qū)利用各種地質(zhì)載體(包括黃土 古土壤、海洋沉積、湖泊沉積、泥炭沉積和洞穴堆積等)的多種古氣候代用指標(biāo)開展了大量全新世以來東亞夏季風(fēng)演變歷史的探究。然而,目前已開展的研究工作主要集中于我國華北地區(qū),而華南地區(qū)開展的研究相對(duì)較少,尤其高分辨率的研究非常少見。這可能在一定程度上限制了我們對(duì)東亞夏季風(fēng)的深入理解。同時(shí),東亞夏季風(fēng)不同時(shí)間尺度上時(shí)空變化特征和氣候變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制仍未形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí),已有的研究結(jié)果也尚存諸多沖突和爭(zhēng)議。在軌道時(shí)間尺度上,一些研究者認(rèn)為東亞夏季風(fēng)在整個(gè)全新世期間表現(xiàn)為廣泛的同步變化,而另一些研究者卻指出東亞夏季風(fēng)的變化存在空間上的差異。在百年時(shí)間尺度上,可能由于高分辨率記錄(尤其是華南地區(qū))相對(duì)缺乏,目前尚未見到百年尺度的東亞夏季風(fēng)的空間變化特征的相關(guān)報(bào)道。近2000年以來,東亞季風(fēng)區(qū)各種地質(zhì)記錄的研究結(jié)果顯示,東亞夏季風(fēng)總體上呈現(xiàn)逐漸減弱的變化趨勢(shì)。然而,也有個(gè)別研究認(rèn)為東亞夏季風(fēng)整體上表現(xiàn)為增強(qiáng)變化。考慮到近2000年以來人類活動(dòng)影響的日益增強(qiáng),很有可能是人類活動(dòng)影響了地質(zhì)記錄,導(dǎo)致地質(zhì)載體的古氣候代用指標(biāo)不能真實(shí)地反映自然的氣候變化。本論文擬選取南海北部近海大陸架泥質(zhì)區(qū)作為研究對(duì)象,利用~(210)Pb和AMS~(14)C兩種不同測(cè)年方法首次確定研究區(qū)碳酸鹽的海洋碳庫年齡,進(jìn)而基于YJ Core巖芯不同深度層位的18個(gè)完整貝殼的~(14)C年齡建立起可靠的年齡框架。選取巖芯沉積物中Al、Ti和Fe的含量指示陸源輸入的變化,δ~(13)C_(org)和TOC含量作為河流輸入量的指標(biāo),CIA和Al/K比值指示化學(xué)風(fēng)化強(qiáng)度變化,開展高分辨率的多種古氣候代用指標(biāo)的綜合對(duì)比分析,進(jìn)而探討全新世東亞夏季風(fēng)的演變歷史。在7500 2000 cal yr BP期間,YJ Core巖芯沉積物中多種古氣候代用指標(biāo)都顯示,東亞夏季風(fēng)整體上呈現(xiàn)減弱的變化趨勢(shì),這與東亞季風(fēng)區(qū)其他地質(zhì)載體高分辨率的研究結(jié)果一致,說明在軌道尺度上,東亞夏季風(fēng)總體上呈現(xiàn)同步的減弱變化。這種軌道尺度上東亞夏季風(fēng)的同步變化主要是受太陽輻射變化的驅(qū)動(dòng),同時(shí)ITCZ位置移動(dòng)和ENSO活動(dòng)也對(duì)東亞夏季風(fēng)的變化具有調(diào)控作用。我們?cè)跂|亞季風(fēng)區(qū)選取了4個(gè)不同區(qū)域的高分辨東亞夏季風(fēng)記錄與YJ Core巖芯數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,剔除長期變化趨勢(shì),獲得百年尺度的變化信息,然后進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),這些東亞夏季風(fēng)記錄都很好地記錄了6次弱季風(fēng)事件,表明在百年時(shí)間尺度上,東亞夏季風(fēng)呈現(xiàn)出空間上的同步變化。此外,東亞季風(fēng)區(qū)的6次弱季風(fēng)事件剛好與減弱的太陽活動(dòng)吻合,可能說明百年尺度上東亞夏季風(fēng)的變化主要受到太陽活動(dòng)的影響。為了進(jìn)一步確定東亞夏季風(fēng)與太陽活動(dòng)之間的關(guān)系,我們對(duì)YJ Core巖芯沉積物中陸源輸入指標(biāo)和化學(xué)風(fēng)化指標(biāo)以及太陽活動(dòng)指標(biāo)TSI進(jìn)行時(shí)間序列的功率譜分析和交叉譜分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)存在數(shù)個(gè)顯著的百年太陽活動(dòng)周期。這些對(duì)比分析表明,在百年時(shí)間尺度上,太陽活動(dòng)變化驅(qū)動(dòng)著東亞夏季風(fēng)空間上的同步變化。近2000年以來,東亞季風(fēng)區(qū)各種地質(zhì)記錄的研究結(jié)果顯示,東亞夏季風(fēng)總體上呈現(xiàn)逐漸減弱的變化趨勢(shì),而YJ Core巖芯沉積物中化學(xué)風(fēng)化強(qiáng)度、河流輸入以及陸源輸入都表現(xiàn)為增加的變化趨勢(shì)�？赡苷f明氣候要素(溫度和降水)已經(jīng)不能單獨(dú)解釋過去2000年YJ Core巖芯沉積物中化學(xué)風(fēng)化、河流輸入和陸源輸入的變化。近2000年以來YJ Core巖芯沉積物中重金屬Cu和Pb的含量顯著增加,這很可能與金屬礦產(chǎn)的開采和冶煉活動(dòng)相關(guān),反映日益增強(qiáng)的人類活動(dòng)。而且,巖芯沉積物中低頻磁化率χ_(lf)和頻率磁化率χ_(fd)值的增長變化也可能是人類活動(dòng)所致。此外,YJ Core巖芯沉積物中這些指標(biāo)的增長變化與廣東省人口的增加變化趨勢(shì)一致,進(jìn)一步說明,近2000年以來人類活動(dòng)已經(jīng)成為地表環(huán)境改造的核心力量。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P532;P534.632
【圖文】：

圖 2.1 珠江流域地形圖Fig. 2.1 The topography of Pearl River basin2.1.2 區(qū)域氣候與水文珠江流域地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，北回歸線橫貫流域的中部，氣候溫和，年平均溫度在 14~22°C 之間，且年際變化較小。流域降水主要為鋒面雨（4 月至 7月）和臺(tái)風(fēng)雨（7 月至 9 月），年平均降水量 1200  2200 mm。流域內(nèi)降水存在區(qū)域差異，降雨量由東向西逐漸減少；流域內(nèi)降水也受地形的影響，一般而言，山地降水相對(duì)較多，而平原河谷降水相對(duì)較少，降水高值區(qū)多分布在較大山脈的迎風(fēng)坡。流域內(nèi)降水的季節(jié)性差異大，降水主要集中在雨季（4 月至 9 月），占全年降水量 80%以上(趙煥庭, 1990)。年平均蒸發(fā)量為 900 ~ 1600 mm(雷亞平,2004)。珠江流域內(nèi)災(zāi)害性氣候危害嚴(yán)重，濕季降水過于集中，降水強(qiáng)度大，河谷和平原地區(qū)容易形成洪澇災(zāi)害，山地則容易引發(fā)水土流失；干季降水明顯偏少，

南海北部陸架沉積物記錄的全新世氣候變化與人類活動(dòng)為 839 cm 的無擾動(dòng)巖芯。所有巖芯運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室在 4°C 的冷庫保存。在實(shí)驗(yàn)室中使用自制的切割機(jī)沿著樣管中心部分切開，并對(duì)切割開的樣芯進(jìn)行初步的描述和記錄巖性特征。詳細(xì)的分樣流程如下：（1）按照 1cm 的間隔分樣，裝入樣品袋中；（2）挑取貝殼，將貝殼裝入干凈的樣品袋中冷藏，以備14C 年代測(cè)試；（3）將切分好的樣品置于冷凍干燥器中進(jìn)行干燥，以備后期的實(shí)驗(yàn)分析。

深度 40 563 cm：灰色，粘土，局部含有貝殼；深度 563 584 cm：以灰色為主夾雜著黃褐色，粘土，局部含有貝殼；深度 584 605 cm：以灰色為主夾雜著黃褐色，粘土和粉砂深度 605 611 cm：黃褐色，粘土和粉砂，含有貝殼；深度 611 669 cm：主體色為灰色且夾雜著黃褐色，粉砂，局部含有黑色木屑深度 669 683 cm：黃褐色，粉砂，局部含有黑色木屑；深度 683 721 cm：主體為灰色且邊緣處為黃褐色，粉砂，局部含有黑色木屑；深度 721 743 cm：黃褐色，粉砂，局部含有黑色木屑；深度 743 771 cm：灰色，粘土，局部含有黑色木屑；深度 771 779 cm：灰色，粉砂，含有黑色木屑；深度 779 811 cm：黃褐色，粘土，深度 811 839 cm：黃褐色，質(zhì)地致密的粘土。

本文編號(hào)：2785405