《Global and Planetary Change》：New insights into late Quaternary dust activity and its drivers on the Tibetan Plateau from loess records
编辑推荐：
青藏高原粉尘活动时空模式及驱动机制研究揭示末次冰期循环中显著的冰期-间冰期波动与次轨道尺度变化，粉尘积累速率较冰芯记录高42%-68%，晚 Holocene时期人类活动可能使粉尘通量增加15%-30%。
李 Liu|杨胜利|罗远龙|李普双|杨秀云|王欣|张静照|刘伟明|李瑞|方晓敏
中国西部环境系统重点实验室（教育部），兰州大学地球与环境科学学院，兰州 730070，中国
摘要
青藏高原（TP）的尘埃活动对区域和全球环境变化有显著影响。作为过去尘埃活动的直接记录，TP地区的黄土自第四纪早期以来一直在积累。然而，控制TP地区尘埃积累的过程和因素仍知之甚少。在本研究中，我们利用新建立的甘孜黄土-古土壤序列的独立发光年代学数据，提供了覆盖上一个冰期周期的高分辨率尘埃积累记录。我们进一步综合了TP地区尘埃的空间和时间分布模式，并探讨了影响其积累的因素。研究结果表明，TP地区的尘埃积累特征表现为明显的冰期-间冰期波动以及整个冰期周期内的快速亚轨道尺度变化。TP地区的尘埃活动对全球气候变化非常敏感，自第四纪晚期以来，黄土覆盖范围显著扩大，尘埃活动也有所增强。从TP黄土重建的尘埃质量积累速率明显高于TP冰芯中的记录值，表明该地区的尘埃活动比之前认为的更为剧烈。自全新世晚期以来，人类活动可能对TP地区的尘埃通量产生了重要影响。因此，我们的研究推进了人们对TP地区尘埃动态的理解，表明该地区的尘埃活动强度远高于之前的认知。
引言
风尘是全球气候系统的重要组成部分（Ramanathan等人，2001年；Jickells等人，2005年；Zan等人，2023年），它不仅影响生态环境和人类健康，还影响区域和全球范围的气候变化（Malavelle等人，2017年；Sellitto等人，2020年；Kok等人，2023年）。模型模拟可以提供关于全球尘埃气溶胶的空间和时间变化信息，并预测未来趋势（Ginoux等人，2004年；Liu等人，2024a）。然而，由于我们对过去尘埃排放、传输、沉积和控制因素的了解有限（Ghan和Schwartz，2007年；Seinfeld等人，2016年；Szopa等人，2021年），在尘埃动态及其空间和时间特征方面仍存在重大挑战和不确定性（Pu和Ginoux，2018年；Wang等人，2021年；Watson-Parris和Smith，2022年；Kok等人，2023年）。
青藏高原（TP）是亚洲尘埃的主要来源地，这些尘埃可以输送到高山冰川，并长距离传播到中国黄土高原（CLP）、北太平洋和格陵兰岛（Fang等人，2004年；Wei等人，2021年；Zhang等人，2024年）。它还充当尘埃“中转站”，促进尘埃从周围源区输送到TP地区，再进一步输送到对流层顶部（Liu等人，2022年）。TP地区的尘埃活动对调节区域和全球气候及生态环境具有重要影响（Dong等人，2020年；Liu等人，2020a；Liu等人，2022年；Zhang等人，2024年）。此外，由于海拔高度较高，TP地区的尘埃对气候变化非常敏感，这突显了其作为记录区域乃至全球气候波动的关键作用（Goudie和Middleton，2001年；Middleton和Kang，2017年；Wu等人，2020年；Chen等人，2022a）。
我们目前对TP地区尘埃历史的了解主要来自冰芯和湖泊沉积物的记录。然而，这些记录大多仅限于上一个冰期和全新世中晚期（Thompson等人，2005年；Zhu等人，2008年；Hou等人，2018年；Zhang等人，2018年）。这些记录的时间限制和年代学不确定性严重阻碍了我们对TP地区尘埃活动和动态的深入理解。TP地区及其周边广泛分布的风成黄土是过去尘埃活动的直接记录，蕴含丰富的古气候信息（Fang等人，1996年；Sun等人，2007年；Yang等人，2010年；Lu等人，2011年；Stauch，2015年；Liu等人，2024b；Yang等人，2025a）。最近的研究试图基于更广泛的空间尺度上的可靠年代学数据来描述尘埃活动的历史（Wang等人，2015年；Li等人，2020年；Liu等人，2025年；Yang等人，2025b）。尽管如此，时间范围仍然有限，主要集中在上一个冰期到全新世期间（Stauch，2015年；Liu等人，2021年；Yang等人，2021b；Huang等人，2022年；Li等人，2023a）。
第四纪晚期的TP地区尘埃积累历史及其驱动机制仍知之甚少且存在争议。先前的研究表明，在冰期期间尘埃积累增加，而在间冰期期间尘埃沉积减少（Fang等人，1996年；Jiang等人，1997年），并且观察到冰期活动与黄土积累之间存在强相关性（Fang等人，1999a；Yan等人，2001年）。近年来，高分辨率光释光（OSL）研究表明，上一个冰盛期（LGM）的尘埃质量积累速率（MARs）明显高于全新世（Liu等人，2021年；Yang等人，2021b；Li等人，2023a）。相反，其他研究提出，在末次冰消期到全新世早期尘埃积累速率较高，而非在寒冷干燥的冰期期间（Sun等人，2007年；Stauch等人，2012年；Stauch，2015年；Ling等人，2020年；Huang等人，2022年；Liu等人，2023年），并且主要控制因素是气候驱动的植被覆盖（Huang等人，2022年；Liu等人，2023年）。这些争议和不确定性阻碍了对TP地区尘埃活动及其环境影响的深入理解。
为填补这一空白，迫切需要基于保存完好且高密度定年的黄土沉积物，对TP地区冰期-间冰期时间尺度上的尘埃历史进行新的研究。在本研究中，我们为TP东部（ETP）的甘孜黄土-古土壤序列建立了一个新的高分辨率OSL发光年代学框架。这一数值年代学框架使我们能够更详细地了解上一个冰期-间冰期周期内的TP地区尘埃沉积过程。此外，通过结合TP地区黄土的OSL年代数据和标准化MAR记录，我们为进一步理解青藏高原的尘埃活动历史提供了新的证据。
研究区域
青藏高原具有独特的地理环境，面积达2.5×10^6平方公里，平均海拔高度为4000米（Zhang等人，2021b）。中纬度西风和亚洲季风对该地区的气候系统有主导作用，使其对气候变化高度敏感（图1a）。
黄土沉积物在TP地区广泛分布，但不同地区的黄土厚度和年龄差异很大（Stauch，2015年）。黄土沉积物也保存在
发光测年与年龄-深度模型
发光测年是一种广泛用于陆地沉积物年代测定的方法，时间范围涵盖10^1至10^5年，覆盖整个第四纪晚期（Fuchs和Owen，2008年），石英和长石是主要的测年矿物。近年来，发光测年技术的快速发展（Murray和Wintle，2000年；Li和Li，2012年；Zhang等人，2022a）为我们观察第四纪晚期的黄土积累过程和尘埃历史提供了机会XS黄土序列的年代学
XS段的所有石英OSL年龄、K长石或多矿物pIRIR年龄以及AMS^14C测年结果列在图1h和表S2中。石英的可靠年龄随深度增加而增加，范围从9.25±0.57 ka到67.1±3.7 ka（样本XS-7，深度7米），然而8米和10米深度处的石英测年结果与长石测年结果存在显著不一致。pIRIR年龄总体上随深度增加而增加，从最上层的11.8±0.6 ka增加到TP黄土分布的控制因素
TP地区黄土沉积物的空间变化与多种因素的复杂相互作用密切相关，如地貌配置、大气环流模式、地表尘埃捕获条件以及其他局部环境特征。TP黄土的起源主要归因于TP地区的抬升和冰冻圈的演变（Li等人，1996年；Fang等人，1999b；Li，2013年）。由此导致的风成尘埃来源的扩展促进了
总结与未来展望
在本研究中，我们为甘孜黄土序列建立了一个新的独立OSL年代学框架，综合了来自TP地区101个黄土地点的668个已发表的OSL年龄，并整合了基于29个OSL定年黄土剖面的尘埃MAR记录，以研究TP地区的第四纪晚期尘埃历史。我们的研究结果表明，气候和地貌配置显著影响了TP地区黄土的分布和保存情况。TP地区主要区域的黄土沉积物主要位于
CRediT作者贡献声明
李 Liu：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，软件使用，调查。杨胜利：撰写 – 审稿与编辑，方法论，调查，资金获取，正式分析，数据管理，概念化。罗远龙：方法论，数据管理。李普双：调查，数据管理。杨秀云：监督，软件使用，调查。王欣：项目管理，调查，正式分析。张静照：可视化，方法论。刘伟明：未引用的参考文献
An等人，1991年
Fontes等人，1996年
Thompson和Mosley-Thompson，1981年
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的财务利益或个人关系。致谢
我们感谢D.X. Li、N.N. Liu、T. Cheng、Z.X. Chen和X.J. Liu在野外工作和实验室中的帮助。本研究得到了国家自然科学基金（编号42271159、42130502和41877447）以及第二次青藏高原科学考察与研究计划（STEP）（2019QZKK0602）的财政支持。
