干旱區(qū)的垂向水運(yùn)移對(duì)湖泊發(fā)育和維持具有重要的作用,但長期以來環(huán)境演變的研究卻主要聚焦于區(qū)域降水的作用,對(duì)地下水補(bǔ)給型湖泊的環(huán)境演變研究比較缺乏。地處中國西北的干旱區(qū)的巴丹吉林沙漠降水較少,在沙漠腹地的丘間洼地發(fā)育眾多的幾乎沒有地表徑流的湖泊,是地下水補(bǔ)給型湖泊環(huán)境演變的理想場(chǎng)所。巴丹吉林沙漠腹地地下水補(bǔ)給型湖泊的全新世環(huán)境演變研究有助于加深季風(fēng)邊緣區(qū)氣候變化機(jī)制和區(qū)域尺度上環(huán)境對(duì)氣候變化的響應(yīng)方式的理解。本論文選取了巴丹吉林沙漠腹地的兩個(gè)沉積剖面并通過對(duì)其進(jìn)行粒度、總有機(jī)碳、孢粉和正構(gòu)烷烴等環(huán)境代用指標(biāo)的分析,通過主要代用指標(biāo)之間的對(duì)比,探討了干旱區(qū)粒度、總有機(jī)碳、孢粉和正構(gòu)烷烴等環(huán)境代用指標(biāo)反映環(huán)境的靈敏度和適用范圍,并重建了全新世以來巴丹吉林沙漠全新世千年、百年尺度的環(huán)境演變過程。根據(jù)巴丹吉林沙漠沉積記錄,該區(qū)域沙漠湖盆環(huán)境變化可以分為6個(gè)階段。11 ka之前為干旱的風(fēng)成砂環(huán)境;11-10.2 ka以沼澤景觀為主,喬木和灌木孢粉含量都較低,而禾本科(Gramineae)孢粉含量最高,旱生植物孢粉較少,沉積物粒徑較細(xì),蒿藜比較大,代表相對(duì)濕度的孢粉PCA1值較大,表明這一階段環(huán)境轉(zhuǎn)濕;10.2-7.2 ka以典型草原景觀為主,禾本科植物孢粉含量減少,蒿屬(Artemisia)和藜科(Chenopodiaceae)成為主導(dǎo)。沉積相從沼澤相轉(zhuǎn)變成為湖相,環(huán)境更加濕潤;7.2-5.6 ka以典型草原為主,蒿屬和藜科依然是主導(dǎo)孢粉,蒿藜比較大,旱生孢粉含量達(dá)到最低,代表干濕的第一主成分得分最小,表明這一時(shí)期環(huán)境整體更加濕潤,達(dá)到全新世以來最為濕潤的時(shí)期;5.6-3.6 ka蒿屬和藜科孢粉含量降低,麻黃屬(Ephedra)孢粉含量增加,從典型草原景觀轉(zhuǎn)變成荒漠草原景觀,孢粉濃度較低,蒿屬減少,旱生植物孢粉增加,代表干濕的第一主成分得分增大,陸生植物增加,水生植物減少,表明這一時(shí)期環(huán)境轉(zhuǎn)干;3.6-0.8 ka風(fēng)水兩相沉積,這一時(shí)期風(fēng)成砂大量入湖,沉積物粒徑較粗,湖泊進(jìn)一步萎縮,松屬(Pinus)和麻黃屬花粉含量較高,蒿屬、藜科孢粉相對(duì)減少,湖泊周圍是荒漠草原景觀,旱生植物孢粉較多,蒿藜比較低,挺水植物減少,環(huán)境更加干旱。在變化趨勢(shì)上,粒徑逐漸變細(xì),旱生植物孢粉有減少趨勢(shì),表明環(huán)境整體有轉(zhuǎn)濕的傾向。綜上,巴丹吉林沙漠地下水補(bǔ)給型湖泊在全新世表現(xiàn)為早中全新世環(huán)境逐漸轉(zhuǎn)濕,中全新世最濕,晚全新世變干的環(huán)境模式。通過對(duì)AR剖面主要指標(biāo)中持續(xù)時(shí)間較短(非千年尺度)的峰值進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)了10次快速環(huán)境變化事件,包括10.3 ka、7.4 ka、6.3 ka、4.2 ka、和0.4ka的濕潤事件以及9.4 ka、8.2 ka、5.4 ka、2.8 ka和1.4 ka的干旱事件。并且這些事件中除6.3 ka和5.4 ka以外,在時(shí)間上都和北大西洋冷事件一致,是對(duì)全球性氣候變化的響應(yīng)。這些事件可以作為干旱區(qū)區(qū)域環(huán)境重建的對(duì)比模式和年代模式的重要參考。通過對(duì)兩個(gè)剖面近千年來的代用指標(biāo)進(jìn)行分析,我們發(fā)現(xiàn):在約公元900年至1380年巴丹吉林沙漠整體暖干,公元1380-1920年沙漠整體冷濕,與西北地區(qū)的環(huán)境演變趨勢(shì)基本一致,主要受到太陽輻射的驅(qū)動(dòng)。在小冰期內(nèi)部存在三次明顯的冷濕事件,分別為1450-1510年、1610-1680年和1750-1850年事件,這三次冷濕事件基本受減弱的太陽活動(dòng)控制。
【學(xué)位單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：Q914;P532
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 氣候變化研究背景
    1.2 全新世以來的氣候變化研究進(jìn)展
        1.2.1 全新世的開始
        1.2.2 全新世的分期
        1.2.3 全新世的不穩(wěn)定性
        1.2.4 中世紀(jì)暖期和小冰期
    1.3 季風(fēng)區(qū)環(huán)境演變研究進(jìn)展
    1.4 地下水補(bǔ)給型湖泊環(huán)境演變的研究意義
第二章 研究區(qū)概況和樣品采集
    2.1 研究區(qū)概況
        2.1.1 巴丹吉林沙漠的高大沙山和湖泊
        2.1.2 巴丹吉林沙漠的氣候水文條件
        2.1.3 巴丹吉林沙漠的植被土壤特征
        2.1.4 巴丹吉林沙漠的地質(zhì)條件
    2.2 樣品采集
第三章 實(shí)驗(yàn)方法
    3.1 粒度分析
    3.2 總有機(jī)碳與總氮含量
    3.3 易溶鹽離子
    3.4 孢粉分析
    3.5 正構(gòu)烷烴分析
第四章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及解釋
    4.1 沉積相
        4.1.1 ZZH剖面巖性描述
        4.1.2 AR剖面巖性描述
        4.1.3 掃描電鏡解釋
        4.1.4 ZZH剖面沉積相
        4.1.5 AR剖面沉積相
    4.2 年代序列
        4.2.1 巴丹吉林沙漠有機(jī)物碳庫效應(yīng)
        4.2.2 AR剖面測(cè)年結(jié)果
        4.2.3 ZZH剖面測(cè)年結(jié)果
        4.2.4 AR剖面和ZZH剖面的年代地層學(xué)對(duì)比
    4.3 粒度參數(shù)
        4.3.1 粒度解釋
        4.3.2 ZZH剖面粒度參數(shù)
        4.3.3 AR剖面粒度參數(shù)
    4.4 總有機(jī)碳與總氮含量
    4.5 孢粉
    4.6 正構(gòu)烷烴
        4.6.1 AR剖面正構(gòu)烷烴
        4.6.2 ZZH剖面正構(gòu)烷烴
    4.7 高湖面的地貌學(xué)證據(jù)
第五章 不同指標(biāo)之間的對(duì)比
    5.1 粒度與正構(gòu)烷烴參數(shù)關(guān)系
    5.2 粒度與孢粉記錄關(guān)系
    5.3 孢粉與正構(gòu)烷烴關(guān)系
第六章 地下水補(bǔ)給型湖泊的環(huán)境演變模式
    6.1 千年尺度環(huán)境演變
        6.1.1 ZZH剖面千年尺度環(huán)境演變結(jié)果
        6.1.2 AR剖面千年尺度環(huán)境演變結(jié)果
        6.1.3 ZZH剖面和AR剖面千年尺度環(huán)境演變的異同
    6.2 百年尺度的環(huán)境事件
    6.3 近千年來的環(huán)境演變
        6.3.1 AR剖面記錄的近千年來的環(huán)境演變
        6.3.2 ZZH剖面記錄的近千年來的環(huán)境演變
        6.3.3 巴丹吉林沙漠近千年來的環(huán)境演變
第七章 區(qū)域?qū)Ρ扰c討論
    7.1 千年尺度環(huán)境演變的區(qū)域?qū)Ρ?br>        7.1.1 與巴丹吉林沙漠內(nèi)部前人研究的對(duì)比
        7.1.2 與中國北方風(fēng)成沉積記錄的對(duì)比
        7.1.3 巴丹吉林沙漠周邊全新世環(huán)境對(duì)比
        7.1.4 與蒙古高原北部環(huán)境演變模式對(duì)比
        7.1.5 與新疆北部環(huán)境演變模式對(duì)比
        7.1.6 與青藏高原環(huán)境演變模式對(duì)比
        7.1.7 與華南環(huán)境演變模式的對(duì)比
        7.1.8 與季風(fēng)邊緣區(qū)環(huán)境演變對(duì)比
        7.1.9 千年尺度環(huán)境演變的驅(qū)動(dòng)力探討
    7.2 百年尺度冷事件
    7.3 近千年來環(huán)境演變區(qū)域?qū)Ρ燃膀?qū)動(dòng)機(jī)制探討
    7.4 巴丹吉林沙漠沉積年代模式及其意義
第八章 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    8.3 問題與展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間研究成果
致謝

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