我院鹿化煜教授团队在亚洲季风与干旱环境演变研究中取得重要进展

发布者:庞宝鑫发布时间:2019-11-22浏览次数:10


亚洲南部和东南部的地理环境受季风环流控制,气候湿润;中部是广袤的沙漠戈壁,干旱多风。这些截然不同的气候环境何时形成、如何形成、控制因素是什么,是长期受到关注的科学问题,也是重要的前沿科学问题。但是,在认识上还存在诸多分歧。地理与海洋科学学院鹿化煜教授团队,围绕这些问题,开展了全面深入的研究,取得了新进展。近期,他们在国内外重要学术刊物Nature Communications, Earth-Science Reviews, Geophysical Research Letters,《第四纪研究》等发表多篇论文,论证亚洲季风和干旱气候的形成时间和控制因素。

以博士生王翰林为第一作者、鹿化煜教授为通讯作者发表在Nature Communications的研究论文,通过对渭河盆地沉积物植硅体的系统研究,发现在上新世末期(距今约300万年前后)植被中的草类增多,并占据主导地位,与之前的森林草原植被相比,气候变干、季风降水减少28%。同时,他们通过全面的现代植被-气候数据分析,提出当时的全球温度降低、抑制了亚洲季风环流,中国北方气候变干。这一结论为上新世末期气候变干还是变湿的争议提供了关键证据。同时,他们提出当时全球温度降低是控制季风强度的主要因素,不同于长期流行的青藏高原快速抬升驱动季风降水增多的观点。这一结果得到国际权威专家的高度认可,是地理与海洋科学学院师生独立完成的一项重要研究工作。

以博士后张瀚之为第一作者、鹿化煜教授为通讯作者发表在Geophysical Research Letters论文, 对上述渭河盆地的风成沉积物红粘土和黄土堆积进行了锆石年龄谱分析,获得中国中部阶段性变干的新证据。作为指示沉积物源区的锆石年龄谱,相当于生物DNA, 可指示沉积物的来源和传输过程。张瀚之等通过对沉积物物源的分析,发现渭河盆地风扬粉尘的源区在上新世末期阶段性扩张,气候逐步变干。这一结果与王翰林等通过植硅体记录的季风降水减少吻合,证实了在北半球大冰期来临、温度降低背景下亚洲季风环流减弱、中国北方变干的趋势、沙漠面积扩张的事实。

研究团队对渭河盆地的河湖相沉积序列与黄土高原、青藏高原、中亚沙漠等沉积进行了广泛深入的研究,结合年代学、古气候学和沉积物物理、化学、生物指标的分析,在Earth-Science Reviews和《第四纪研究》发表论文,论证了现代中亚和亚洲东部沙漠景观形成于上新世末期,此前的沙漠是“红色沙漠”,是干热气候条件下的产物;第四纪初期(距今约260万年),亚洲中部和东部的红色沙漠被“黄色沙漠”取代。同样,渭河盆地的沉积记录显示,上新世之前产生于季风气候条件下河道纵横、湖泊广布的地表,以及乔木茂密、哺乳动物多样的景观,是早期渭河盆地受季风气候控制的证据。在上新世末期,气候变干、现代季风环流形成。渭河盆地的长序列记录与中国北方的黄土记录、中亚的沙漠记录有很好的对应,揭示了全球温度变化在调控亚洲季风和干旱环境过程中的重要作用。鹿化煜教授是这两篇论文的第一作者和通讯作者。

2010年,我校鹿化煜、王先彦、李郎平在Geological Society London Special Publications发表论文,提出了温度对上新世末期亚洲干旱和季风气候变化调控作用的推论,上述论文的研究结果进一步证实了这个结论。

1 渭河盆地沉积剖面

2 渭河盆地沉积序列多指标揭示的上新世末期季风降水减少

四篇论文作者还有地理与海洋科学学院王先彦、张红艳、王逸超等老师和同学以及国内外著名学术机构和大学的专家学者。这些研究工作得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重点项目、南京大学双一流建设经费的资助。

(地理与海洋科学学院 供稿)