摘 要 為科學(xué)預(yù)測(cè)未來(lái)自然氣候變化及其變化趨勢(shì)，本文介紹國(guó)內(nèi)外全新世氣候記錄研究現(xiàn)狀以及兩種代表性的記錄方法：石筍重建古氣候和泥炭腐殖化度記錄方式，及其目前研究現(xiàn)狀和成果。

關(guān)鍵詞 全新世氣候;石筍;泥炭腐殖化

前言

在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，氣候突變和環(huán)境問(wèn)題不斷出現(xiàn)，嚴(yán)重威脅著人類生存和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。全球變暖和極端氣候事件多發(fā)已經(jīng)成為人類生存和經(jīng)濟(jì)發(fā)展所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，為了避免氣候?yàn)?zāi)害的發(fā)生，需要研究氣候變化的規(guī)律和驅(qū)動(dòng)機(jī)制。

1全新世氣候記錄研究現(xiàn)狀

全新世是1869年由哲爾瓦（P.Gervais）提出的，并在1932年國(guó)際第2屆第四紀(jì)會(huì)議正式通過(guò)。對(duì)于全新世的起始時(shí)間，目前國(guó)際上還存在較大分歧，1969年召開(kāi)的國(guó)際第四屆第四紀(jì)會(huì)議確定起始時(shí)間為10000±250aBP，以新仙女木事件（Younger Dryas Evnet，簡(jiǎn)稱YD事件）結(jié)束為全新世起始時(shí)間也是約11500aBP是目前應(yīng)用較為廣泛的劃分時(shí)間之一;約8KaBP時(shí)開(kāi)始了中新世暖期，作為早全新世結(jié)束的標(biāo)志;3KaBP環(huán)境變化激烈成為晚全新世開(kāi)始的標(biāo)志。全新世時(shí)間的劃定和三分法的廣泛應(yīng)用為全新世的研究奠定了基礎(chǔ)，使全新世在國(guó)內(nèi)外的研究取得了突破性的進(jìn)展。

1.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀

國(guó)外對(duì)全新世的研究主要趨向于全新世時(shí)期溫度和濕度的變化趨勢(shì)及其變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制。東非湖泊鏈藻記錄[1]也提供了非洲14000年以來(lái)的降水歷史，10000～7200aBP是濕潤(rùn)期，2200～0aBP為干旱期;7200～2200aBP具有很強(qiáng)的季節(jié)變化。Agnihotri對(duì)阿拉伯海12000年來(lái)的沉積記錄研究表明印度季風(fēng)與太陽(yáng)活動(dòng)有良好的匹配關(guān)系。熱帶非洲冰芯記錄提供了過(guò)去11700年的氣候變化歷史，揭示了3個(gè)突變氣候階段：8300，5200和4000年，其中4000年后是非洲歷史上最大的干旱期[1]。Esper建立的北半球中高緯14個(gè)地點(diǎn)的樹(shù)輪記錄表明，近1000年氣溫序列相似于被廣泛引用的北半球中高瑋度地區(qū)溫度變化曲線。

1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)洞穴石筍研究最早是劉東生，主要闡述了層厚與降水的響應(yīng)關(guān)系，重建北京地區(qū)年分辨率的干濕變化趨勢(shì)。Wang通過(guò)研究南京葫蘆洞石筍重建了晚更新世以來(lái)東亞季風(fēng)演化序列，石筍δ18O與格陵蘭冰芯δ18O記錄相似，證實(shí)了東亞季風(fēng)與極地氣候具有遙相關(guān)。通過(guò)對(duì)董哥洞石筍的研究，用δ18O重建了1.5萬(wàn)年以來(lái)貴州蓀波古氣候變化序列，分析了全新世早、中、晚期東亞夏季風(fēng)由弱-變強(qiáng)-再逐漸變?nèi)醯内厔?shì)，降水由少-增多-變少-再增多，氣溫由低-變高-再次變低的趨勢(shì)，證實(shí)了在全新世蒸波地區(qū)的古季風(fēng)環(huán)流與北極地區(qū)存在遙相關(guān)關(guān)系。劉子亭等[2]通過(guò)校正環(huán)境年代記錄，重建全新世環(huán)境演變的歷史，論證在早中晚全新世氣候經(jīng)歷了早中期逐漸增濕，然后在晚期逐漸變干的過(guò)程，此變化與全新世太陽(yáng)輻射持續(xù)減弱有關(guān)。因此，國(guó)內(nèi)研究的主要方向是全新世內(nèi)部的氣候變化，全新世氣候變化驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究相對(duì)薄弱。

2石筍重建古氣候

利用洞穴沉積物重建古氣候最早是由ONeil和Hendy提出，洞穴石筍研究發(fā)展迅速，取得許多有意義的成果。目前石筍重建古氣候主要是利用多種環(huán)境替代指標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中最主要的就是利用碳氧穩(wěn)定同位素。

2.1 穩(wěn)定氧同位素

穩(wěn)定氧同位素是目前石筍重建古氣候應(yīng)用最為廣泛旳代用指標(biāo)，取得了一系列的成果，亞洲季風(fēng)區(qū)溫度與降水δ18O的正相關(guān)關(guān)系被δ18O與夏季風(fēng)的強(qiáng)度的強(qiáng)烈的反相關(guān)關(guān)系所掩蓋，因此中國(guó)季風(fēng)區(qū)的石笑δ18O記錄主要代表了當(dāng)時(shí)的降水氧同位素信息，反映的是夏季風(fēng)的強(qiáng)弱。由此可以看出石筍δ18O反映亞洲季風(fēng)的強(qiáng)弱，以及降水量和溫度的變化情況成為當(dāng)前研究的主流方向之一。

2.2 穩(wěn)定碳同位素

石筍δ13C的變化較δ18O更為復(fù)雜，也存在其受到的影響因素較為復(fù)雜的情況，根據(jù)總結(jié)，主要影響因素為：①土壤CO2值的變化;②大氣CO2的δ13C及其濃度的變化;③植被密度的變化;④植被類型（C3、C4）的變化;⑤土壤溶液溶解圍巖碳酸鹽能力的變化;⑥含CO2溶液在溶解CaCO3時(shí)體系封閉條件的變化;⑦含飽和CaCO3的滲出水在洞穴中沉淀CaCO3的速度及其受物理化學(xué)條件影響的變化。正是因?yàn)橛绊懸蛩氐膹?fù)雜多樣性，目前石聲對(duì)氣候的指代意義還存在分歧。

3全新世氣候記錄的發(fā)展前景

（1）目前利用石筍碳同位素重建古氣候還處于定性解釋階段，重建古氣候方面的研究還存在很多的不足，對(duì)于碳同位素來(lái)源的整個(gè)地球物理化學(xué)過(guò)程及其控制機(jī)制解釋不清楚，石筍中碳同位素各來(lái)源的貢獻(xiàn)率依然比較薄弱，需要通過(guò)理論創(chuàng)新與技術(shù)設(shè)備創(chuàng)新等手段改進(jìn)公式或發(fā)表新公式，盡快建立更為科學(xué)的古植被重建定律或定量化公式，推動(dòng)利用洞穴次生化學(xué)沉積物碳氧同位素重建古氣候向精確定量化方向發(fā)展;

（2）目前，泥炭腐殖化度作為氣候代用指標(biāo)的研究仍在繼續(xù)，并且也表現(xiàn)出其優(yōu)點(diǎn)。盡管在研究中存在一些問(wèn)題，但其作為氣候代用指標(biāo)的有效性已經(jīng)得到很好的證實(shí)，在充分認(rèn)識(shí)泥炭形成環(huán)境的基礎(chǔ)上，探討這一氣候代用指標(biāo)在古環(huán)境研究中的價(jià)值。再者，泥炭在形成過(guò)程中，氣候是最基本的控制因素，其溫度、濕度同時(shí)影響腐殖化度的形成，即腐殖化度的高低記錄溫度與濕度的變化。同時(shí)腐殖化度的測(cè)定方法相對(duì)簡(jiǎn)便、快捷，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備要求不高，有利于推廣與應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] Thornalley D J R，Elderfield H，Mccave I N . Holocene oscillations in temperature and salinity of the surface subpolar North Atlantic[J]. Nature，2009，457（7230）：711-714.

[2] 劉子亭，楊小平，朱秉啟. 巴丹吉林沙漠全新世環(huán)境記錄的年代校正與古氣候重建[J]. 第四紀(jì)研究，2010，30（5）：925-933.

作者簡(jiǎn)介

魏雨露（1989-），女，陜西西安人;學(xué)歷：碩士，工程師，研究方向：土地工程、水利工程相關(guān)研究。