《Quaternary Science Reviews》：Pollen-based reconstruction of Holocene vegetation dynamics and climate variability in northern Northeast China: Divergent hydroclimatic trends and possible westerly forcing
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全新世植被与气候重建揭示内蒙古东部达尔宾鲁湖地区植被从森林草原镶嵌分布（12,600-6200 BP）过渡为温带阔叶林主导（6200 BP后），气候年均温（Tann）与全球北方一致呈先升后降趋势，年均降水（Pann）在5500 BP前缓慢上升后持续高位，湿度增加与西风带加强有关。
孙思涵|郑玉坤|罗勇|姚月|王月|程颖|李艺茵|刘红燕
北京大学城市与环境科学学院及教育部地球表面过程实验室，中国北京
摘要
近年来，中国东北地区全新世时期的植被和气候变化受到了越来越多的关注。然而，精确的定量重建仍然有限，这限制了我们对区域环境演变及其潜在气候机制的全面理解。在这项研究中，我们提供了来自中国东北北部大北仑湖的可靠定年的全新世花粉记录。通过生物化方法推断植被动态，同时使用随机森林方法定量重建了年平均温度（Tann）和年降水量（Pann）。我们的研究结果表明，在12,600至6,200年前，该地区以森林和草原为主；6,200年后，温带落叶阔叶林成为主导植被类型。气候重建显示Tann和Pann具有不同的变化趋势。Tann在全新世早期呈现升温趋势，在中全新世保持相对较高水平，而在晚全新世略有下降，这与北半球观察到的趋势大体一致。相比之下，Pann在5,500年前保持较低水平，随后急剧上升，并在中全新世至晚全新世期间维持较高水平，尽管存在轻微下降趋势。这些发现为了解中国东北地区的气候演变和潜在驱动机制提供了新的见解。我们研究区域在中全新世至晚全新世期间湿度的增加可能是由于西风影响的增强，尽管东亚夏季风（EASM）仍然是主要的水分来源，这可能是通过更频繁的锋面气旋和增强的西风水分输送实现的。
引言
北半球中纬度地区（30°N–60°N）是研究全新世气候变化的关键区域（Zheng等人，2025年）。近几十年来，越来越多的古环境记录为区域气候变化及其潜在驱动因素提供了重要见解（Kaufman等人，2020年；Marcott等人，2013年；Zhang等人，2022年）。然而，基于代用指标的重建结果与气候模型模拟之间存在显著差异（Liu等人，2025a年；Zheng等人，2025年）。这种不一致通常与基于代用指标的重建的有限定量能力和固有的季节性偏差有关（Bova等人，2021年；Marsicek等人，2018年），以及地球系统模型在表示气候过程方面的不足（Cartapanis等人，2022年；Chen等人，2023年）。因此，扩大和精细化北半球中纬度地区的古环境重建对于推进我们对长期区域气候动态的理解以及改进模型与数据的比较至关重要。
中国东北北部（115–130°E，47–55°N）是北半球中纬度带内的一个独特区域。它位于东亚夏季风（EASM）和中纬度西风的双重影响下（An等人，2015年；Sato等人，2007年；Zhang等人，2013年）。EASM在夏季提供了大部分年降水量，形成了明显的降水季节性，而西风全年都在贡献水分，并在触发区域降水事件中起关键作用（Kostrova等人，2020年；Piao等人，2020年）。这两个主要大气系统的相互作用和交替导致了复杂的区域水文气候模式。此外，该地区还包含多个生态过渡带，包括森林-草原过渡带、永久冻土的南界以及温带和北方植被带之间的生物地理边界——使其生态系统对气候波动非常敏感（Ran等人，2022年；Zhou，1997年）。因此，来自该地区的古植被记录非常适合捕捉气候引起的生态响应，并为了解中纬度气候系统的长期动态提供了宝贵的见解。
利用该地区保存完好的湖泊沉积物和泥炭沉积物，许多研究使用各种代用指标研究了全新世的气候变化及其驱动机制。早期的定性花粉分析和初步的定量重建表明，全新世早期至中期气候条件温暖湿润，而晚期则较为凉爽干燥——这与中国北部观察到的模式大体一致（Wen等人，2010年；Wu和Liu，2012年；Zhao等人，2016年）。然而，越来越多的最新研究挑战了这一观点。重建的区域季节性温度模式显示冬季和夏季的趋势相反，包括生长季节的普遍降温趋势（Jiang等人，2024年；Zhu等人，2023年），以及冬季的升温趋势（Wu等人，2019年，2023年）。同时，δ13C记录和新发布的花粉数据表明全新世期间湿度逐渐增加，这归因于EASM影响的增强或西风急流的移动（Zhang等人，2020年，2025年；Zhou等人，2022年）。鉴于以往研究中使用的代用指标种类繁多，以及精确可靠的定量重建的持续缺乏，关于该地区全新世气候变化的不确定性仍然很大。这种复杂性给识别过去气候变化的主要驱动机制带来了重大障碍。因此，进行稳健和定量的气候重建对于提高我们对区域全新世气候动态的理解至关重要。
花粉具有很强的指示性和丰富的生态信息，是一种可靠的陆地代用指标。理论上，它可以同时反映温度和降水的变化，使得基于花粉的定量重建成为全新世气候研究的有前景的工具（Chevalier等人，2020年；Herzschuh等人，2023年）。在这项研究中，我们分析了位于中国东北北部大兴安岭东侧的火山堰塞湖大北仑湖（DEBL）的沉积物岩芯。该湖泊的小型封闭盆地——河流输入和输出较少——为通过花粉分析捕捉局部植被信号和区域气候变化提供了理想的环境。我们应用生物化方法重建了全新世的植被动态，并使用经过现代花粉和气候数据集校准的随机森林算法定量重建了过去的气候变量。本研究旨在解决以下关键问题：（1）全新世期间中国东北北部的植被和气候变化模式是什么？（2）这一时期区域气候变化的潜在驱动因素是什么？
章节摘录
区域背景
大北仑湖位于中国东北部大兴安岭山脉的东侧。它是一个位于内蒙古鄂温克族自治旗努敏火山场内的小型火山堰塞湖。湖泊形状不规则，长轴约为2000米，短轴约为600米。该湖泊没有显著的流入或流出河流。
沉积物岩芯和年代学
2016年7月，从大北仑湖（49.536°N；123.317°E）采集了四个沉积物岩芯。其中，选择了两个较长的岩芯进行后续分析：岩芯DEBL-16-01作为主要研究材料，其平行岩芯DEBL-16-04作为补充材料。岩芯DEBL-16-01的总长度为282厘米，其中上部115厘米代表了整个全新世序列。研究区间可以大致分为三个岩性单元
DEBL-16-01的化石花粉组合
从DEBL-16-01沉积物岩芯（0–115厘米）中鉴定出59种花粉类型。花粉组合如图3所示。Betula（平均46.2%）和Artemisia（平均22.8%）是所有样本中的主要成分。Quercus（平均12.8%）大约从7500年前开始成为重要成分，而其他类型在整个岩芯中的比例均低于5%。DEBL-16-04岩芯的花粉组合具有相似的特征（图S2）。
DEBL的全新世植被动态
鉴于大北仑湖的沉积速率相对较低，湖泊中没有主要的流入或流出通道，存在连续的年代学框架，以及沉积物富含有机质的特点，我们推断大部分花粉来自当地，可靠地反映了该流域内的植被和环境变化。
结论
根据中国东北部大北仑湖的花粉记录，我们重建了自12,600年前至今的区域植被、Tann和Pann的变化。在12,600至6,200年前，区域植被以森林和草原为主，温带落叶阔叶林逐渐扩展。在6,200至6,000年前，温带落叶阔叶林成为主导植被类型。
Tann和Pann的重建结果显示出不同的变化趋势，表明
作者贡献
孙思涵：撰写——原始草稿，撰写——审稿与编辑，方法论，调查，正式分析，数据管理，概念化。
郑玉坤：撰写——审稿与编辑，方法论，监督。
罗勇：撰写——审稿与编辑，方法论。
姚月：撰写——审稿与编辑，数据管理。
王月：撰写——审稿与编辑。
程颖：撰写——审稿与编辑。
李艺茵：撰写——审稿与编辑，资金获取，资源协调。
刘红燕：撰写——审稿与编辑。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
作者感谢Xu Yaozhong、Xu Xin和Zhao Pengfei在野外工作中协助采集样本，以及Li Bowen和Wu Jing在花粉分析中处理沉积物的帮助。本研究得到了国家自然科学基金（编号41971106、41790422和42230503）的支持。
