《Journal of South American Earth Sciences》：Hydroclimatic variability during the last 2000 years in the southeast of Pampa plain (South America)
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摘要中世纪气候异常（MCA）和小冰期（LIA）被描述为全球性温度异常事件，但科学界对于这两个时期的水文异常估算以及两者之间转换性质仍存在关注。在本研究中，我们利用从潘帕斯平原东南部四个浅湖中获取的莎草科和藜科相对丰度衍生的花粉指数，重建了过去2000年的水文气候。水生态平衡指
摘要
中世纪气候异常（MCA）和小冰期（LIA）被描述为全球性温度异常事件，但科学界对于这两个时期的水文异常估算以及两者之间转换性质仍存在关注。在本研究中，我们利用从潘帕斯平原东南部四个浅湖中获取的莎草科和藜科相对丰度衍生的花粉指数，重建了过去2000年的水文气候。水生态平衡指数表明，公元50年至公元1500年之间（与MCA同期）的条件比现在更为干旱。这些条件在MCA-LIA转换期间持续存在。小冰期期间正的水文平衡表明，其湿度条件与当前相似或略高。这一变化与提出的小冰期年代学并非完全同步，即使在同一气候带内的不同遗址，水文气候条件似乎也存在显著差异。在过去100年中，信号的复杂性使我们无法将气候因素与影响这些水生生态系统的人类活动因素区分开来。区域古气候综合分析表明，MCA是一个具有普遍干旱条件的均质性气候事件，而LIA则更为异质性，潘帕斯平原的不同遗址表现出湿润和干旱条件。这些差异不应被解释为气候上的不一致，而应理解为可能或不一定对同一气候强迫做出响应的不同表现形式。
引言
过去2000年（公元）的气候在全球范围内已被深入研究。这一时期包含了中世纪气候异常（MCA）、小冰期（LIA）和当前暖期（CWP）等气候事件，具有相当大的研究意义，因为它代表了由工业和农业发展及人口增长所导致的不当全球气候实验的"对照案例"（Diaz等，2011）。根据所考虑的研究和代用指标不同，MCA和LIA的描述存在较大差异，在强度和时相方面存在不一致。其持续时间因地点和气候变量的不同而异，关于这些事件的精确年代也尚未达成共识。尽管MCA通常被认为是大约公元950年至公元1350年（距今1000-600年）的温暖时期，而LIA是从大约公元1500年至公元1850年（距今450-100年）的寒冷时期（Diaz等，2011；Graham等，2011）。根据作者和分析的全球历史地表温度观测数据集的不同，CWP被认为始于公元1850年或公元1920年至今（例如，政府间气候变化专门委员会-IPCC）。
在过去二十年中，越来越多的研究致力于阐明这些事件在全球尺度的发生及其百年尺度气候变率的因果关系。大多数研究基于气候代用记录、模式模拟或两者结合来描述温度异常。然而，科学界迫切需要将古环境数据和气候模式模拟相结合，以了解公元时期水文气候变率并探明从MCA到后续LIA转换的性质（Graham等，2011；Ljungqvist等，2016；Mann等，2009；PAGES Hydro2k Consortium，2017）。尽管MCA和LIA被认为是全球性气候事件，但气候综合分析表明南半球和北半球之间存在显著差异。基于过去千年气候模式模拟集合的半球间温度变率分析表明，模式倾向于高估半球间同步性，而低估了内部变率的作用，特别是以海洋为主导的南半球（Neukom等，2014）。
在南美洲南部，如PAGES-2k Consortium LOTRED-SA等倡议支持了针对过去两千年区域气候变率和环境变化的综合研究，发表了相当数量的研究成果（例如，特辑：Climate of the Past 8, 2012；Climate of the Past 12, 2016；Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 281, 2009）。然而，古气候综合研究经常对分辨率有限、站点分布不均以及气候代用记录稀缺等问题提出关注。Flantua等（2016）基于对南美洲过去两千年180条花粉记录的汇编和评估，讨论了记录对气候模态空间信号的敏感性，并指出有必要增加高精度、高精度年代学的高分辨率研究努力。最近，针对南美洲（Choblet等，2024；Lüning等，2019）以及特别是巴塔哥尼亚（Ozan等，2022）的气候汇编强调，安第斯山脉以外地区信息的缺乏无法提供MCA的完整图景。显然，仍然存在显著的区域偏差，因为气候重建和讨论主要集中在安第斯山区。另一方面，一些气候记录的不确定校准和时间分辨率使得难以评估南美洲的MCA和LIA是否以均匀的温度/降水异常为特征，还是以具有不同区域表现的温度和水文变化范围为特征。
潘帕斯平原是位于南纬30°至39°之间、安第斯山脉以东的广阔区域，其特征是拥有众多构成可靠气候档案的浅湖。过去2000年的气候推论来自独特的单一记录（例如，Guerra等，2015；Laprida等，2014；Piovano等，2009；Stutz等，2024），这些记录位于不同的现代气候类型下，或来自潘帕斯平原某子区域的综合（例如，Maciel等，2025；Plastani等，2025；Seitz等，2022）。在潘帕斯平原东南部，多代用指标分析（硅藻、软体动物、非花粉颗粒体、介形虫、植物大化石残体及相关动物群以及花粉）证实了同步的古环境变化，表明超本地或外部触发因素是主要驱动力（例如，De Francesco等，2022；Stutz等，2012，2014）。事实上，气候变率被认为是全新世中期和晚期这些生态系统动态的主要控制因素。
在本研究中，我们利用来自潘帕斯平原东南部四个浅湖档案的花粉指数，着重于水文平衡，提供了过去2000年的气候推论。该重建结果与区域现有湖泊记录的推论进行了比较讨论，以评估公元时期气候信号的均匀性，重点关注MCA和LIA事件以及随后的转换。
章节摘要
研究区域
潘帕斯平原是一个异质性地貌环境，反映了地下地质主要结构特征和气候梯度（Zárate和Tripaldi，2012）。其向东延伸至安第斯山脉，位于南纬30°-39°和西经57°-66°之间（图1）。特别是，潘帕斯平原东南部以风成地貌为特征，由不规则的低地形覆盖层和吹蚀坑组成。这些吹蚀坑现为浅湖所占据，是大小不一的吹蚀洼地。
数据和花粉指数
古气候数据来自对四个浅湖进行的花粉分析：Las Mostazas（LM）、Lonkoy（LK）、Hinojales San Leoncio（HSL）和Nahuel Rucá（NR）（图1）。这些湖泊为永久性或半永久性湖泊，在偶发性干旱期间水量和/或面积会减少。其面积在200至300公顷之间，深度在60至100厘米之间。
潘帕斯平原浅湖的形态测量变化与降水量呈直接相关（Bohn等
水生态平衡指数（IHB）
来自Las Mostazas（LM）、Lonkoy（LK）、Hinojales San Leoncio（HSL）和Nahuel Rucá（NR）浅湖的基于花粉的指数在过去2000年间显示出一些特殊性的总体趋势（图3）。
LM指数呈负值，范围为-0.8至-0.2。最低值出现在公元前50年至公元750年之间，随后变化至大约-0.5，一直持续到公元1500年，包括与MCA同期的时期。此后，在LIA期间略有增加，达到正值。
基础古生态框架
四个浅湖的水文气候重建基于莎草科和藜科花粉类型的相对丰度，这两种类型被视为环境指示物，因其具有截然不同的生态适应性。尽管该指数不是降水量的直接定量估算，反映的是水文平衡的相对变化，但浅湖形态测量与降水量之间的关系使我们能够解释气候
结论
本研究证明了水生态平衡指数（IHB）在重建过去水文气候变率方面的潜力。鉴于其简单的公式、生态学基础以及可重复性，IHB为基于潘帕斯平原及其他具有相似植被动态的温带浅湖系统的湖泊沉积序列的未来古生态研究和区域综合分析提供了有价值的工具。
四个湖泊记录在空间上广泛且连续
CRediT作者贡献声明
Marcela S. Tonello：撰写-审稿与编辑，撰写-初稿，方法论，调查，资金获取，概念化。Guillermina Sánchez Vuichard：撰写-审稿与编辑，软件，形式分析，数据管理。Carolina Vásquez Pérez：撰写-审稿与编辑，可视化，软件。Diego Navarro：撰写-审稿与编辑，方法论，概念化。Silvina Stutz：撰写-审稿与编辑，调查，资金获取
未引用参考文献
Carbonella，2019；Cioccale，1999；Díaz等，2011；Espitia Aguirre等，2026；Gascón和Caviedes，2012；Guerra等，2017；Irurzún等，2014；Laprida等，2009；Leon，1991；Messineo等，2019；Ozán等，2022；PAGES Hydro2k Consortium，2017；Plastani等，2019；Sánchez Vuichard等，2023；Sánchez Vuichard等，2025。
资金
本研究得到了马德普拉塔大学的支持（UNMdP-EXA 1219/24，EXA 2026 80020250500040MP）。
利益冲突声明
? 作者声明他们不存在可能影响本文所报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。
致谢
我们感谢G. Silvestri博士在气候描述方面提供的帮助，以及C. Pérez博士在花粉指数意义方面的讨论。MT特别感谢Marcelo Zárate教授教会我们在科学中提出问题的 importance 并持续鼓励好奇心。
Marcela S. Tonello|Guillermina Sánchez Vuichard|Carolina Vásquez Pérez|Diego Navarro|Silvina Stutz
古生态学与孢粉学组，海洋与海岸研究所，理学院，阿根廷国立马德普拉塔大学，阿根廷
