基于高分辨率花粉记录的中国中原地区全新世降水演变及其对东亚夏季风空间格局的启示

本文通过对河南荥阳盆地湖沼湿地剖面进行高分辨率花粉分析，重建了中国中原地区全新世降水序列。研究发现该区降水变化在约4.0 ka BP前与长江中下游同步，之后转为与华北地区同步，揭示出东亚夏季风（EASM）空间格局的阶段性转变。研究进一步论证厄尔尼诺-南方振荡（ENSO）及西太平洋副热带高压（WPSH）南北位移是调控该时空分异的关键机制。

　　

Highlight

主要发现

通过对荥阳盆地全新世湖沼-湿地序列（ZWZ-1剖面）的花粉分析，我们采用LWWA方法定量重建了基于花粉记录的年降水量（P_ann）变化。主要发现如下：

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  在早全新世（约11.9至约7.2 cal ka BP），该区域木本花粉减少而草本花粉增加，重建的P_ann显示气候相对湿润。
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  在中全新世（约7.2至约4.0 cal ka BP），木本花粉（尤其是栎属）显著减少，P_ann重建值降至最低，表明气候最为干旱。
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  在晚全新世早期（约4.0至约2.4 cal ka BP），木本花粉略有回升，P_ann重建值增加，指示气候转向湿润。
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  在晚全新世晚期（约2.4至约1.0 cal ka BP），木本花粉再次减少，P_ann重建值降低，反映气候相对干燥。

区域对比

鉴于荥阳盆地位于受东亚夏季风（EASM）影响的中国东部季风区，基于正构烷烃的中原地区全新世湿度重建以及本研究的花粉降水重建，为探讨“东亚夏季风影响区全新世降水与湿度的时空格局及潜在驱动机制”提供了坚实基础。

中原地区基于花粉的全新世降水重建序列与基于正构烷烃的湿度指标序列具有良好的一致性。它们共同揭示：早全新世湿润，中全新世干旱，晚全新世早期湿润而晚期干旱的变化模式。这一模式与长江中下游地区全新世降水/湿度变化序列在约4.0 ka BP前同步，而在约4.0 ka BP后则与华北地区的序列同步。这种同步性的转变表明，中原地区全新世降水/湿度变化的驱动机制在约4.0 ka BP前后发生了重要变化。

结论

为研究中国中原地区全新世气候变化，我们分析了荥阳盆地全新世湖沼-湿地序列（ZWZ-1剖面）的花粉数据。利用LWWA方法，我们基于花粉记录定量重建了P_ann的变化。主要结论总结如下：

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  在早全新世（约11.9至约7.2 cal ka BP），该带特征为木本花粉减少和草本花粉增加，同时重建的P_ann指示相对湿润的气候。
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  在中全新世（约7.2至约4.0 cal ka BP），木本花粉（特别是栎属）显著减少，P_ann重建值达到最低，表明这是最干旱的时期。
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  在晚全新世早期（约4.0至约2.4 cal ka BP），木本花粉轻微增加，P_ann重建值上升，表明气候转向湿润。
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  在晚全新世晚期（约2.4至约1.0 cal ka BP），木本花粉再次减少，P_ann重建值降低，反映相对干燥的气候。
  我们回顾了中原地区现有的全新世降水和湿度序列，并将其与长江中下游地区以及华北地区（黄河以北）的同位序列进行了比较。比较揭示，中原地区的降水和湿度变化在约4.0 ka BP之前与长江中下游地区同相位，而在约4.0 ka BP之后则与华北地区同步。控制中原地区全新世降水和湿度空间格局的主要机制似乎是厄尔尼诺-南方振荡（ENSO）的变化及其相关的西太平洋副热带高压（WPSH）的南北位移。