是更湿润还是更干燥？来自瑞士Moossee湖泊的30年分辨率全新世生物标志物δD记录所提供的古水文证据

《Quaternary Science Reviews》：Wetter or drier? Paleohydrological evidence from a 30-year resolution Holocene biomarker δD record from Moossee, Switzerland

氢氧同位素分析显示瑞士Moossee湖蒸发量与温度正相关，温暖期（如中全新世、罗马温暖期）蒸发增强导致干旱，而冷湿期（如新冰期、Dark Ages冷却期）蒸发减少。该发现挑战了“暖湿、冷干”的普适性假设，揭示全球变暖下中欧夏季干旱风险加剧。

　　在面对全球变暖这一趋势时，水文循环的增强对区域气候的影响变得愈发复杂。尽管温暖的气候通常被认为会增加湿润地区的降水，但同时也可能导致季节性干旱的加剧，从而对整个水文系统产生深远影响。本文通过研究瑞士Moossee湖的湖泊沉积物中氢同位素组成（δD）的差异，揭示了过去7300年中，温度变化与水文条件之间的关系。研究采用了双生物标记物方法，结合了陆源和水生生物标记物的氢同位素数据，以探讨蒸发作用与植物蒸腾作用在不同时间尺度上的变化。这些发现不仅有助于理解过去的水文模式，也为预测未来气候变化对水文条件的影响提供了重要依据。

在阿尔卑斯山及其前缘地区，特别是在中欧，随着全球气温的升高，强降水事件和洪水风险可能增加，但同时夏季干旱的可能性也在上升。这一现象与传统观念中的“温暖更湿润，寒冷更干燥”有所不同，表明在特定区域，气候变化对水文条件的影响并非单一和线性的。研究团队通过对Moossee湖沉积物的分析，发现较冷和湿润的时期有助于湖泊水位的上升和冰川的扩张，而较温暖的时期则与干旱条件相关联。例如，在新冰期（Neoglacial）开始时，即大约5500年前，出现了明显的湖泊水位上升和冰川推进，而在中全新世和罗马温暖期，湖泊则经历了相对干旱的阶段。

研究中还提到，短期水文波动可能受到火山活动和太阳辐射变化的影响。例如，太阳活动的减少和火山喷发的频繁可能会导致蒸发作用的减弱，从而影响湖泊的水位和水文循环的强度。此外，水文条件的季节性变化也对氢同位素的分布产生了重要影响。夏季的高太阳辐射和较低的相对湿度可能促进了湖水的蒸发作用，而冬季的降水模式则可能影响湖泊的补给。因此，氢同位素记录中的季节性差异需要被仔细考虑，以准确解释其对水文条件的指示。

Moossee湖的沉积物记录显示，氢同位素数据（δD）的波动与气候事件密切相关。例如，在新冰期开始时，δD值的变化反映了湖泊水位和冰川活动的增强。而在中全新世，随着太阳活动的增强和气候变暖，δD值的变化则与湖泊水位的下降和干旱条件相吻合。这种模式在其他研究中也得到了验证，表明水文条件与气候事件之间存在紧密的联系。此外，研究还指出，尽管太阳活动和火山喷发对水文条件有显著影响，但它们之间的相互作用复杂，不能单独解释所有水文变化。

为了更好地理解这些水文变化，研究团队还探讨了不同生物标记物对氢同位素信号的影响。例如，陆源生物标记物（如n-烷烃C31）主要反映了生长季节的降水情况，而水生生物标记物（如n-烷烃C23和C25）则更多地受到湖水蒸发作用的影响。这种差异使得双生物标记物方法成为一种有效的工具，能够区分不同的水文过程。然而，这种方法也存在一定的局限性，尤其是在解释具体的蒸发和蒸腾作用强度时，需要考虑植被变化和生物合成过程的复杂性。

研究还强调了高分辨率和精确年代测定的重要性。通过结合不同时间尺度的气候数据，如太阳活动和火山喷发记录，研究团队能够更准确地评估水文变化的驱动因素。此外，湖泊沉积物中的氢同位素数据与其他气候指标（如树轮、孢粉和洞穴沉积物）的对比，有助于验证和补充现有的气候模型。这些多学科的方法共同揭示了过去气候变化对水文条件的复杂影响，为未来的气候预测提供了更全面的视角。

总体而言，Moossee湖的沉积物记录为理解阿尔卑斯山地区在气候变化背景下的水文演变提供了重要的证据。研究发现，温暖时期通常伴随着更高的蒸发作用和更少的降水，而寒冷时期则可能促进湖泊水位的上升和冰川的扩张。这些发现挑战了传统的“温暖更湿润，寒冷更干燥”的假设，表明在特定区域，水文条件的变化与温度的关系可能更为复杂。此外，研究还指出，太阳活动和火山喷发等外部因素对水文变化的影响不可忽视，它们可能通过改变能量平衡和大气循环模式，进而影响湖泊的蒸发和补给。这些结果不仅有助于改进现有的气候模型，也为评估未来气候变化对水文条件的影响提供了新的思路。