青藏高原东南缘横断山区1700年泥炭记录揭示夏季风界面的动态演变

研究人员针对印度夏季风(ISM)与东亚夏季风(EASM)界面区域的水文气候动态争议问题，通过横断山区泥炭地Sphagnum苔藓纤维素δ13C和δ18O双指标分析，重建1700年水文历史，发现中世纪暖期(MWP)较小冰期(LIA)更湿润，并揭示1500-1800CE及现代EASM增强现象，为理解季风系统非平稳性关系提供新证据。

　　

亚洲夏季风系统影响着超过30亿人口的水资源分布，其中印度夏季风(ISM)与东亚夏季风(EASM)的交互作用一直是气候研究的难点。横断山脉作为两大季风系统的交汇区，其水文历史记录存在显著矛盾——花粉记录显示中世纪暖期(MWP)湿润而小冰期(LIA)干旱，而湖泊沉积物却呈现相反模式。这种分歧使得学界对季风界面动力学机制的认识陷入困境，也阻碍了气候模型的精准预测。

为破解这一谜题，中国的研究团队选择横断山南段高黎贡山脉一处罕见的Sphagnum(泥炭藓)优势型亚高山泥炭地作为研究对象。通过创新性地结合现代过程观测与古环境重建，团队利用Sphagnum纤维素δ¹³C_cell和δ¹⁸O_cell双指标，构建了分辨率达百年级的1700年水文序列。研究发现δ¹³C_cell严格遵循"水膜机制"指示湿度变化，而δ¹⁸O_cell则受降水δ¹⁸O_precip与蒸发富集双重调控。通过建立时变相关性约束，团队成功解耦了环境信号与生态噪声。

关键技术包括：1) 采用HOBO微型气象站和TMS-4记录仪进行为期两年的原位环境监测；2) 开发单茎同位素分析技术消除微地形干扰；3) 结合现代样带调查验证δ¹³C_cell-湿度关系；4) 应用Keck实验室加速器质谱进行放射性碳测年。

【现代过程揭示代理指标机制】
通过对比不同微地形(丘、池、洼地)的Sphagnum样本，证实δ¹³C_cell与湿度呈显著负相关，验证了CO₂扩散阻力主导的分馏效应。而δ¹⁸O_cell在干旱期反映蒸发富集，在湿润期则记录池水扩张导致的蒸发水利用增加。

【1700年水文气候重建】
重建序列显示300-700CE、1200-1500CE和1800-1950CE三个干旱期，对应ISM减弱阶段；而700-1200CE(MWP)、1500-1800CE和1950CE后则为湿润期。值得注意的是，MWP的湿润程度显著高于LIA，这与花粉记录一致但挑战了湖泊沉积物解释。

【季风动力学新认知】
1500-1800CE期间记录到反常的EASM增强信号，与拉尼娜(La Ni?a)背景态导致的孟加拉湾西风减弱有关；现代EASM增强则归因于人为辐射强迫。这两次转型揭示了ISM-EASM界面的非平稳性关系。

该研究首次在季风界面区建立多世纪尺度的双指标水文序列，解决了不同代用指标的分歧问题。通过识别EASM的阶段性增强，修正了将区域水文简单归因于ISM的传统认知。这不仅为理解季风系统对气候强迫的响应提供新范式，也为预测全球变暖背景下亚洲水循环变化提供了关键边界条件。论文的创新性方法体系更为复杂地形区的古水文研究树立了新标准。