西土耳其1100年古植被与古气候记录揭示北大西洋涛动(NAO)对东地中海降水格局的调控机制

针对东地中海地区气候预测需求，伊斯坦布尔理工大学团队通过马尔马拉湖孢粉记录重建1100年古气候，揭示中世纪暖期(MWP)与小冰期(LIA)分别对应NAO+和NAO?相位下的干湿格局，为区域气候模型提供关键古气候证据。

　　

东地中海地区作为全球气候变化敏感区，正面临极端天气事件加剧的严峻挑战。该区域水安全与粮食生产深受北大西洋涛动（North Atlantic Oscillation, NAO）调控的降水格局影响，但土耳其地区古气候记录与NAO的关联机制长期存在争议——既有研究显示中世纪暖期（Medieval Warm Period, MWP）对应湿润条件，而小冰期（Little Ice Age, LIA）呈现干旱特征，这与北大西洋周边区域的典型模式相矛盾。

为厘清这一科学问题，伊斯坦布尔理工大学（Istanbul Technical University）的研究团队选取土耳其西部马尔马拉湖（Lake Marmara）的沉积岩芯，通过高分辨率孢粉分析和气候定量重建技术，首次建立了该地区1100年来植被与气候演替的连续记录。这项发表在《Review of Palaeobotany and Palynology》的研究揭示：MWP（约1040-700 cal. yr BP）期间松属（Pinus）花粉锐减伴草本植物繁盛，对应NAO⁺相位下的冬季干旱；而LIA（约300-100 cal. yr BP）则呈现栎属（Quercus）增加和季节温差缩小，反映NAO^?相位带来的湿润环境。这一发现首次证实土耳其西部气候响应模式与北大西洋周边区域具有一致性，为理解全球大气环流系统区域分异提供了关键案例。

研究团队采用146厘米沉积岩芯（ML-01）的孢粉组合分析，鉴定105个分类单元（含51个花粉类型），结合加速器质谱（AMS）¹⁴C测年建立年代框架。通过加权平均偏最小二乘（WA-PLS）模型定量重建古温度与降水，并对比NAO指数历史记录进行相位关联分析。

核心发现包括：

1. 岩芯地层学特征：底部1207 cal. yr BP的暗灰色层含软体动物化石，上部65-40 cm植物残骸层记录LIA湿润事件，顶部有机质富集层反映现代变暖趋势。
2. 孢粉记录演变：MWP期松属花粉占比达峰值（1040 cal. yr BP）后骤降60%，伴藜科（Chenopodiaceae）等旱生植物扩张；LIA期栎属增长3倍，橄榄（Olea）等亚热带树种出现。
3. 气候定量重建：MWP季节温差达12°C（冬季3°C/夏季15°C），年降水500 mm；LIA季节温差缩至8°C（冬季5°C/夏季13°C），降水增至700 mm。
4. NAO关联机制：MWP干旱对应NAO⁺增强的西风带北移，LIA湿润期与NAO^?南移的西风降水系统直接相关。

这项研究通过多指标集成分析，首次证实土耳其西部气候响应与北大西洋周边具有同步性，修正了此前区域气候模型参数。其创新性在于：① 建立东地中海首个千年尺度定量古降水序列；② 揭示太阳辐射驱动NAO相位转换的区域气候效应；③ 为预测当前NAO⁺趋势下的区域干旱风险提供历史相似型。研究结果对理解全球环流系统区域分异机制具有重要理论价值，并为"一带一路"沿线国家的水资源管理决策提供科学依据。