新仙女木事件在云南地區(qū)氣候代用指標(biāo)中的反映

李玉 李嫚

摘? 要：綜合各學(xué)者對(duì)短時(shí)間尺度氣候事件的研究成果，對(duì)新仙女木事件（YD）在云南地區(qū)各種代用指標(biāo)中的反映進(jìn)行分析。結(jié)果顯示：新仙女木降溫事件在云南主要集中于12.8-l0ka BP期間;YD事件在云南中西部和北部表現(xiàn)顯著，在東部和南部無(wú)明顯反映;同一湖區(qū)YD事件發(fā)生時(shí)間不一致，可能是受測(cè)年精度影響;各地區(qū)YD事件記錄的起止時(shí)間各有早晚，且大部分地區(qū)YD事件結(jié)束時(shí)間較我國(guó)其他地區(qū)晚，存在滯后性。

關(guān)鍵詞：新仙女木事件;西南地區(qū);氣候;花粉;石筍

Abstract： Based on the research achievements of many scholars on short-time-scale climate events， the reflection of the Younger Dryasevent （YD） event in various proxy indicators in Yunnan is analyzed. The results show that the Younger Dryaseventcooling event in Yunnan is mainly concentrated during the 12.8-l0 ka BP period; the YD event is significant in the central， western and northern parts of Yunnan， but not in the east and south; the occurrence time of the YD event in the same lake area is inconsistent， which may be affected by the dating accuracy; the starting and ending time of the YD event record in each region has its own time， and the end time of the YD event in most areas is later than that in other parts of China， and there is a lag.

1 概述

晚冰期以來(lái)極地冰芯、陸地和海洋沉積物等古氣候記錄中觀測(cè)到多個(gè)氣候異常突變事件，其中新仙女木事件（Younger Dryas，YD） 就是最為劇烈的氣候異常變冷事件之一。過(guò)去認(rèn)為新仙女木事件是僅限于北大西洋及其兩岸地區(qū)的區(qū)域性事件，但近幾十年來(lái)，這一事件在格陵蘭、歐亞大陸、太平洋地區(qū)、北美、南美和南極冰芯中都有發(fā)現(xiàn)，全球各地的記錄均可與北大西洋地區(qū)的YD事件進(jìn)行對(duì)比，從而認(rèn)為YD事件是具有全球性意義的[1]。在我國(guó)的海洋、湖泊及黃土等地也均反映有該事件發(fā)生，如青藏高原古里雅冰芯發(fā)現(xiàn)12.2- 10.5 cal. a BP期間氣溫急劇下降，對(duì)應(yīng)于YD事件，但時(shí)間存在一定的滯后性[2];葫蘆洞和董哥洞[3]的石筍記錄均表明YD事件的存在，而且其記錄的YD事件的起止及持續(xù)時(shí)間與格陵蘭GISP2冰芯記錄基本一致。雖然我國(guó)對(duì)該時(shí)間段的古氣候與古環(huán)境變化研究取得了許多重要成果，但由于存在測(cè)年精度不夠，樣本分辨率不高，沉積物的記錄不連續(xù)性以及對(duì)環(huán)境代用指標(biāo)意義的不同理解等原因，對(duì)該降溫事件的認(rèn)識(shí)有較大差異。在云南地區(qū)新仙女木降溫事件是否存在？是否具有普遍性？各地區(qū)這一降溫事件是否具有同步性以及其水熱組合特征如何？根據(jù)這一系列問(wèn)題本文依據(jù)云南地區(qū)已有的研究結(jié)果進(jìn)行探討云南地區(qū)對(duì)這一事件的響應(yīng)和氣候特征及其在全球變化中的作用。

2 新仙女木事件的形成機(jī)制

新仙女木事件是指在末次冰期向全新世轉(zhuǎn)換期間，氣候在回暖的過(guò)程中，大約于12.8-11.5ka BP再次降溫的事件，事件具有快速和劇烈的降溫升溫的特征，溫度在幾年到幾十年中迅速降低到冰期時(shí)的水平，格陵蘭的冰芯表明，YD持續(xù)了1150-1300a，然后在大約10a內(nèi)突然結(jié)束[4]。YD事件首先發(fā)現(xiàn)于丹麥，并以丹麥Allerod冰緣沉積物中發(fā)現(xiàn)的北極苔原植物仙女木（DryasOctopetala）命名[5]。

關(guān)于YD事件的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，目前最流行的是冰蓋驅(qū)動(dòng)學(xué)說(shuō)。Broecker等（1994）認(rèn)為，YD事件是由勞倫泰德（Laurentide）冰蓋融冰排入北大西洋所觸發(fā)。在YD事件之前，勞倫泰德冰蓋的融水是通過(guò)密西西比河注入墨西哥灣，大約在11ka BP時(shí)，隨著冰蓋邊緣的消退，五大湖區(qū)北部的通道被打通，使蘇必利爾湖和Agassiz等湖的冰融水改道進(jìn)入圣勞倫斯河流入北大西洋，造成北大西洋鹽度下降，使北大西洋環(huán)流模式改變，北大西洋深部水團(tuán)（NADW）的產(chǎn)生過(guò)程減緩甚至終止，致使北大西洋高低緯海域間表層洋流間的熱量交換停滯，其損失熱量相當(dāng)于35°N以北北大西洋地區(qū)獲得的太陽(yáng)輻射能量的30%[6]，從而觸發(fā)了YD事件。但是，該假說(shuō)僅限于解釋北大西洋高緯地區(qū)的新仙女木事件。

相反，F(xiàn)airbanks等（1989）為代表的氣候-海平面變化學(xué)說(shuō)認(rèn)為YD期由于全球氣候變冷，進(jìn)入海洋的冰川融水減少，引起海平面上升速率減小，其后又恢復(fù)到原來(lái)的水平。把YD看成是兩大融冰事件之間的一個(gè)海面回升減慢期。Smith 等（1997）對(duì)北大西洋深海珊瑚的研究顯示，在YD時(shí)期北大西洋深層水并沒(méi)有停止運(yùn)動(dòng)，同時(shí)從低緯度流來(lái)的暖流也沒(méi)有被切斷，只是北大西洋深層水滲透影響深度減小了。

由于大氣中CO2含量對(duì)全球氣候具有重大影響，Oescher等認(rèn)為YD是由CO2濃度變化引起的。Oescher等在冰芯中發(fā)現(xiàn)YD時(shí)期CO2濃度由300pm迅速下降到250pm，之后又大幅度回升。Kudrass等（1991）也將YD事件的發(fā)生歸因于CO2濃度的降低。但是，Broecker等（1989）認(rèn)為，CO2濃度變化雖然能對(duì)全球氣溫產(chǎn)生一定影響，但不足以引起高緯地區(qū)氣溫大幅度的下降。

除上述外，還有學(xué)者認(rèn)為大氣環(huán)流、大氣-海洋-陸地之間的碳循環(huán)、天文因素等是YD事件的形成驅(qū)動(dòng)機(jī)制。

3 新仙女木事件在云南地區(qū)的反映

近幾十年來(lái)，隨著云南地區(qū)研究的不斷深入和測(cè)年技術(shù)的提高，多種代用指標(biāo)指示的氣候和環(huán)境變化的特征被確定。過(guò)去被認(rèn)為僅發(fā)生于北大西洋及兩岸地區(qū)的YD事件在云南地區(qū)也被發(fā)現(xiàn)。經(jīng)收集整理資料發(fā)現(xiàn)在云南至少有22個(gè)點(diǎn)有YD事件的記錄（表1）。

在滇西北地區(qū)，香格里拉、麗江、大理等地均有記錄YD事件，該地是云南地區(qū)發(fā)現(xiàn)YD事件最多的區(qū)域。肖霞云等（2014）對(duì)天才湖的花粉研究顯示在12230-11510 cal. yr BP期間，天才湖周?chē)脖活?lèi)型為開(kāi)放的高山草甸，指示了相對(duì)冷干的氣候條件;韓艷等（2011）對(duì)天才湖沉積物中粒度研究結(jié)果顯示，11940-11240 cal. a BP期間，粒度指標(biāo)指示湖泊沉積環(huán)境穩(wěn)定，水動(dòng)力較弱，在該階段磁化率相對(duì)較低且波動(dòng)小，燒失量最低，降水強(qiáng)度整體較弱，降水量少，氣溫較干旱。此事件可與YD相對(duì)比。沈吉和鄭茜等人對(duì)瀘沽湖花粉研究結(jié)果顯示該區(qū)有YD事件發(fā)生。鄭茜等（2014）認(rèn)為在12300-10300 a BP瀘沽湖流域偏暖干的松林明顯減少，落葉櫟、榆屬、榿木屬等落葉闊葉成分增加，CaCO含量顯著的增加，反映湖面水位降低，指示一次暖干事件。沈吉等對(duì)花粉研究結(jié)果也顯示在12.8-11.8ka BP時(shí)期，瀘沽湖流域樺木和鵝耳櫪屬花粉含量明顯降低，松屬花粉含量有所增加，存在濕度下降的波動(dòng)[7]。宋曉彥等（2007）對(duì)文海和拉市海研究結(jié)果顯示，在文海地區(qū)11805-9990 a B.P.期間，櫟屬花粉含量下降，植被類(lèi)型為針葉林森林植被，冷杉屬花粉含量增加，草本植物以蒿屬和蓼科為主，氣候寒冷干燥，對(duì)應(yīng)YD事件的發(fā)生。拉市海地區(qū)在11120-9200 a BP期間，冷杉屬植物花粉含量增高，蕨類(lèi)植物含量大幅增加，說(shuō)明當(dāng)時(shí)氣候變得較冷且濕潤(rùn);石勝?gòu)?qiáng)（2011）對(duì)香格里拉YXL剖面研究顯示，11.0-9.2 ka BP時(shí)，孢粉稀缺，指示氣候干冷，植被難以生長(zhǎng)，本時(shí)段可與YD對(duì)比。鶴慶盆地地區(qū)在11.3-10.4kaBP時(shí)期植被中高山櫟和云杉增多，針葉樹(shù)松減少，林線上升，而TOC、C/N的持續(xù)降低，外來(lái)有機(jī)質(zhì)有所降低，表明氣候向冷濕變化，與YD冷期對(duì)應(yīng)[8];羊向東等（1998）認(rèn)為鶴慶古湖11100-10000 a BP時(shí)期植被迅速演變?yōu)橐栽粕己蜆鍨橹鞯纳郑砻鳒囟认陆?，具冷偏濕的特點(diǎn)，對(duì)應(yīng)于YD降溫事件。周靜等（2003）對(duì)洱海研究表明，在10.2-9.7kaBP期間孢粉濃度下降，云/冷杉林面積有所擴(kuò)大，入湖徑流攜帶粗顆粒物質(zhì)可直接到達(dá)湖底，反映了冷濕氣候特征，體現(xiàn)了對(duì)YD冷事件的響應(yīng);Shen等（2006）認(rèn)為洱海12950-11750 cal. a BP期間，洱海地區(qū)以樺屬和落葉櫟占主導(dǎo)地位，指示了寒冷的氣候條件和弱的夏季降水;楊建強(qiáng)等（2004）在點(diǎn)蒼山冰川湖泊記錄玉局峰發(fā)現(xiàn)在年代為10.6 ka BP時(shí)期冰進(jìn)所留下的冰磧壟，YD事件表現(xiàn)明顯;林紹孟（1987）認(rèn)為云南洱源縣西湖11930±940時(shí)期Pinus、Quercus、Betula、Ulmus以及Cyperaceae等花粉占優(yōu)勢(shì)，反映氣候寒冷濕潤(rùn);在滇西北地區(qū)以上14個(gè)記錄中都可明顯看出YD事件。

滇西地區(qū)，劉興起等（2002）對(duì)青海湖的花粉記錄研究顯示11000-10400 14C a BP花粉濃度快速降低，湖區(qū)值被為疏林草原，以寒溫性暗針葉林的云冷杉為主，氣候冷干，相當(dāng)于YD冷期。沈吉（2004）對(duì)青海湖研究結(jié)果表明，12.9-12.1 calka BP時(shí)期，花粉濃度、有機(jī)C、N含量及C/N比值均有明顯的降低，反映冷干的氣候特征，相當(dāng)于YD期。

滇西南地區(qū)，目前僅在勐?？h宴興湖發(fā)現(xiàn)YD事件。唐領(lǐng)余[9]研究了宴興湖沉積物中的花粉，發(fā)現(xiàn)11.87-9.0 ka BP期間Dacryclium花粉迅速降低，而Quercus、Cyclobalanopsis、Alnus迅速增加，反映溫涼的氣候，可以明顯看出YD事件。

滇中地區(qū)，滇池、星云湖和杞麓湖中均有發(fā)現(xiàn)YD事件。吳艷宏等（1998）研究發(fā)現(xiàn)在滇池流域11-10.5 ka BP木本含量及孢粉總濃度為一低谷，蕨類(lèi)飽子含量較高，TOC、TN較低，氣候冷濕，相當(dāng)于YD事件。孫湘君（1987）也發(fā)現(xiàn)云南滇池在13-11 ka BP以針闊混交林為主，氣候較涼爽。Hodell（1999）認(rèn)為在杞麓湖和星云湖，12 ka BP時(shí)期，OM和CaCO3含量增加和方解石中δ18O值降低，降水減少，反映了新仙女木事件。沈吉[9]對(duì)星云湖花粉研究結(jié)果顯示，12.3-11.4 ka BP松屬花粉含量高，熱帶-亞熱帶木本、落葉闊葉喬木和草本花粉含量都處于低值，氣候偏干，對(duì)應(yīng)于新仙女木事件。

滇東北地區(qū)，僅在曲靖宣威地區(qū)石筍中發(fā)現(xiàn)這一事件。張美良等（2002）研究結(jié)果顯示，11.4-10.25 Ka BP 期間δ18O值為-9.22‰，δ13C值為- 5.27‰，以C4植物為主，表現(xiàn)為寒冷干旱，10.25 kaBP為YD冷事件的最冷終止點(diǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)上述結(jié)果來(lái)看，新仙女木降溫事件在云南主要集中于12.8-l0 ka BP 之間，有個(gè)別地區(qū)超出該范圍。這次降溫事件的時(shí)間與北大西洋和兩岸大陸記錄的時(shí)間大體相一致[10]。因此云南地區(qū)與世界各地的記錄是可以相比較的，這也證實(shí)了YD事件是具有全球性的特點(diǎn)。

在云南地區(qū)發(fā)生YD事件的起止時(shí)間各有早晚，且大部分地區(qū)YD事件結(jié)束時(shí)間較我國(guó)其他地區(qū)晚，如青藏高原東部紅原泥炭沼澤地和古里雅冰芯[2]發(fā)現(xiàn)YD事件時(shí)間分別在11800-11200 cal a BP期間和12.2-10.5 cal. a BP期間;貴州董哥洞[3]石筍δ18O記錄表明，YD在12.8-11.6 calka BP期間發(fā)生。存在這一現(xiàn)象的原因可能是由于云南處于低緯度地區(qū)，且北部有青藏高原的阻擋，北方的冷空氣經(jīng)過(guò)長(zhǎng)途跋涉最終到達(dá)云南地區(qū)時(shí)強(qiáng)度大為減弱，造成該地區(qū)對(duì)全球性冷事件響應(yīng)的滯后性和弱敏感性。

云南YD事件記錄最多且最明顯的地區(qū)在滇西北，其次是滇中和滇西地方，滇西南和滇東北地區(qū)較少，滇南和滇東地區(qū)幾乎沒(méi)有這一事件發(fā)生。整體來(lái)說(shuō)YD事件在云南中西部和北部表現(xiàn)顯著，在東部和南部則無(wú)明顯反映，從側(cè)面說(shuō)明了古氣候波動(dòng)的記錄過(guò)程有其區(qū)域特色，可能與沉積物分辨率的高低、環(huán)境載體的具體地理位置和敏感性，以及當(dāng)時(shí)的大氣環(huán)流條件和下墊面狀況等有著種種復(fù)雜的耦合效應(yīng)。云南西部地形以山地（方向南北向）為主，且夏季主要接受來(lái)自印度洋的暖濕氣流影響，冬季主要受南支的西風(fēng)急流控制，對(duì)氣候響應(yīng)敏感，東部地區(qū)則主要以高原為主，主要受東南季風(fēng)和南亞季風(fēng)交替控制;北部地區(qū)緯度較高、南部地區(qū)緯度較低等因素均會(huì)影響YD事件的發(fā)生。

同一湖區(qū)YD事件發(fā)生事件不一致，產(chǎn)生這種差異的原因可能是受測(cè)年精度影響。由于年齡的測(cè)定方法受實(shí)驗(yàn)室測(cè)年技術(shù)精度、測(cè)年材料等因素影響， 全球范圍內(nèi)YD 事件開(kāi)始和結(jié)束的時(shí)間很不一致。

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