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2020年1月22日
[本篇訪問: 9226]
地理與海洋科學學院鹿化煜教授團隊在亞洲季風與干旱環境演變研究中取得重要進展

亞洲南部和東南部的地理環境受季風環流控制,氣候濕潤;中部是廣袤的沙漠戈壁,干旱多風。這些截然不同的氣候環境何時形成、如何形成、控制因素是什么,是長期受到關注的科學問題,也是重要的前沿科學問題。但是,在認識上還存在諸多分歧。地理與海洋科學學院鹿化煜教授團隊,圍繞這些問題,開展了全面深入的研究,取得了新進展。近期,他們在國內外重要學術刊物Nature Communications, Earth-Science Reviews, Geophysical Research Letters,《第四紀研究》等發表多篇論文,論證亞洲季風和干旱氣候的形成時間和控制因素。

以博士生王翰林為第一作者、鹿化煜教授為通訊作者發表在Nature Communications的研究論文,通過對渭河盆地沉積物植硅體的系統研究,發現在上新世末期(距今約300萬年前后)植被中的草類增多,并占據主導地位,與之前的森林草原植被相比,氣候變干、季風降水減少28%。同時,他們通過全面的現代植被-氣候數據分析,提出當時的全球溫度降低、抑制了亞洲季風環流,中國北方氣候變干。這一結論為上新世末期氣候變干還是變濕的爭議提供了關鍵證據。同時,他們提出當時全球溫度降低是控制季風強度的主要因素,不同于長期流行的青藏高原快速抬升驅動季風降水增多的觀點。這一結果得到國際權威專家的高度認可,是地理與海洋科學學院師生獨立完成的一項重要研究工作。

以博士后張瀚之為第一作者、鹿化煜教授為通訊作者發表在Geophysical Research Letters論文, 對上述渭河盆地的風成沉積物紅粘土和黃土堆積進行了鋯石年齡譜分析,獲得中國中部階段性變干的新證據。作為指示沉積物源區的鋯石年齡譜,相當于生物DNA, 可指示沉積物的來源和傳輸過程。張瀚之等通過對沉積物物源的分析,發現渭河盆地風揚粉塵的源區在上新世末期階段性擴張,氣候逐步變干。這一結果與王翰林等通過植硅體記錄的季風降水減少吻合,證實了在北半球大冰期來臨、溫度降低背景下亞洲季風環流減弱、中國北方變干的趨勢、沙漠面積擴張的事實。

研究團隊對渭河盆地的河湖相沉積序列與黃土高原、青藏高原、中亞沙漠等沉積進行了廣泛深入的研究,結合年代學、古氣候學和沉積物物理、化學、生物指標的分析,在Earth-Science Reviews和《第四紀研究》發表論文,論證了現代中亞和亞洲東部沙漠景觀形成于上新世末期,此前的沙漠是“紅色沙漠”,是干熱氣候條件下的產物;第四紀初期(距今約260萬年),亞洲中部和東部的紅色沙漠被“黃色沙漠”取代。同樣,渭河盆地的沉積記錄顯示,上新世之前產生于季風氣候條件下河道縱橫、湖泊廣布的地表,以及喬木茂密、哺乳動物多樣的景觀,是早期渭河盆地受季風氣候控制的證據。在上新世末期,氣候變干、現代季風環流形成。渭河盆地的長序列記錄與中國北方的黃土記錄、中亞的沙漠記錄有很好的對應,揭示了全球溫度變化在調控亞洲季風和干旱環境過程中的重要作用。鹿化煜教授是這兩篇論文的第一作者和通訊作者。

2010年,我校鹿化煜、王先彥、李郎平在Geological Society London Special Publications發表論文,提出了溫度對上新世末期亞洲干旱和季風氣候變化調控作用的推論,上述論文的研究結果進一步證實了這個結論。

圖1 渭河盆地沉積剖面

圖2 渭河盆地沉積序列多指標揭示的上新世末期季風降水減少

欧美高清videosedexohd四篇論文作者還有地理與海洋科學學院王先彥、張紅艷、王逸超等老師和同學以及國內外著名學術機構和大學的專家學者。這些研究工作得到了國家重點研發計劃項目、國家自然科學基金重點項目、南京大學雙一流建設經費的資助。

(地理與海洋科學學院 科學技術處)

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