《Journal of South American Earth Sciences》：MULTI-PROXY PALEOENVIRONMENTAL RECONSTRUCTION FROM LAGO TONCEK (PATAGONIA, ARGENTINA) OVER THE LAST 500 YEARS
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摘要高山湖泊是气候和环境变化的敏感记录，为重建过去生态系统对气候变化的响应提供了宝贵的档案。本文基于一根103.5厘米长的沉积岩芯（取自位于南巴塔哥尼亚北部的高海拔湖泊Lago Toncek，41°11′52″ S，71°29′17″ W；海拔1747米），呈现了一项多代用指
摘要
高山湖泊是气候和环境变化的敏感记录，为重建过去生态系统对气候变化的响应提供了宝贵的档案。本文基于一根103.5厘米长的沉积岩芯（取自位于南巴塔哥尼亚北部的高海拔湖泊Lago Toncek，41°11′52″ S，71°29′17″ W；海拔1747米），呈现了一项多代用指标重建研究，时间跨度约为公元1500年至2014年。我们整合了岩石磁学、沉积学、地球化学和硅藻分析，重建了过去约500年的环境和水文气候变化。
该记录揭示了三个主要环境阶段。公元1500年至1680年间，相对较低的硅藻积累速率和较低的磁性矿物浓度表明集水区输入减少，湖滨条件稳定。公元1680年至1950年间，磁性和生物代用指标表明碎屑物质输入增加，同时环境条件与小冰期区域表现一致，表现为寒冷且相对湿润的时期。在该阶段底部还识别出一层显著的火山灰层。自公元1950年以来，记录显示向更温暖条件转变，其特征为碎屑物质输入减少、营养物质供应增加和硅藻生产力增强。
来自Lago Toncek的多代用指标证据与南巴塔哥尼亚北部的区域古气候重建结果一致，同时强调了当地集水区过程在调节环境对气候变化响应方面的重要性。这些结果为了解从晚期全新世寒冷条件向现代变暖期转变过程中高海拔安第斯山脉湖泊的环境演化提供了新的见解。
引言
湖泊沉积记录被广泛用于重建晚期全新世气候变率。在巴塔哥尼亚，这些记录为古环境变化提供了见解，并有助于理解过去气候变化的时间和幅度（Ariztegui等，2007；Bertrand等，2005；Charque?o-Celis等，2022、2024；Fagel等，2021；Franco等，2024、2025；Sepúlveda-Zú?iga等，2022）。部分研究已识别出以小冰期（LIA）相关特征为标志的更冷条件和氢气候变化的区间，影响了湖泊生产力、沉积过程和周边植被。此外，巴塔哥尼亚的冰川重建表明，小冰期期间冰盖范围广阔，提供了降温证据，而此后冰川迅速退缩，反映出过去一个世纪以来更温暖气候的开始（Davies等，2020；Davies & Glasser，2012）。基于树轮的南巴塔哥尼亚北部重建数据显示，14至17世纪气候条件较冷，而18世纪和19世纪初重建气候的空间变率增大，反映出该区域温度和湿度条件的异质性，随后20世纪呈现逐渐升温趋势（Christie等，2011；Lara等，2020；Villalba，1990；Villalba等，2003）。然而，该地区小冰期的起止时间、强度和空间范围仍存在争议。尽管小冰期最初在欧洲被定义为大约从14世纪至19世纪中期一段普遍较冷的气候条件时期（Matthews & Briffa，2005），但其在不同地区的开始时间、持续时间和结束时间存在差异。不同地点和代用指标之间的差异表明，该时段的气候变化在巴塔哥尼亚具有空间异质性，这凸显了需要进一步研究以更好地理解小冰期的区域表现及其环境影响。
巴塔哥尼亚高山湖泊的多代用指标记录稀缺，限制了我们理解当地对过去气候变率的环境响应。Lago Toncek是一个位于南纬西风带内的高海拔湖泊，由于其对气候波动、径流变率和集水区输入的敏感性，为研究这些过程提供了机会（Haberzettl等，2008；Massaferro等，2017）。此前在Lago Toncek的研究表明，沉积岩芯的地球化学和生物记录捕捉了过去千年间的环境变化和火山事件。汞沉积峰值反映了自然大气输入、森林火灾和火山活动（Ribeiro Guevara等，2010），而亚化石摇蚊群落的变化对应火山灰沉积以及更广泛的环境和人为扰动（Montes de Oca等，2018；Williams等，2019）。包含Lago Toncek的区域古生态比较表明，湖泊可能对类似扰动表现出不同响应，强调了当地集水区特征在调节环境响应中的作用（Massaferro等，2017）。然而，仍缺乏覆盖过去几个世纪的连续多代用指标重建。
因此，该湖新提取的沉积岩芯通过多种沉积代用指标，提供了关于过去环境条件的补充信息。岩石磁学参数对矿物来源输入、沉积物来源、磁性矿物学和火山贡献的变化敏感，允许重建集水区动态和沉积物输运过程的变化。总有机地球化学代用指标，包括总碳（TC）、总氮（TN）和总有机碳（TOC），提供了关于有机质丰度、来源和水域生产力变化的信息。TOC/TN比值是识别湖泊沉积物中有机质来源的常用指标（Meyers，2003）。此外，碳氮同位素的变率受到陆地和水生生态系统内基质同位素组成的变化的影响（Ohkouchi等，2015）。此外，硅藻群落为过去的环境变化提供了有价值的见解，因为它们对气候、水文和营养物质供应的变化响应敏感（Battarbee等，2001）。这些代用指标的整合能够比任何单独代用指标更全面地重建环境变化。
这些代用指标共同构成了一个多代用指标框架，用于重建过去约500年的古环境变化。具体而言，本研究的目标是：(1) 重建过去约500年间Lago Toncek的环境和水文气候变化；(2) 评估通常与小冰期相关的气候条件以及随后向现代变暖的过渡在这一高海拔湖泊系统中的表现方式；(3) 将Lago Toncek记录与南巴塔哥尼亚其他古气候和古环境记录进行比较，以便将当地环境变化置于更广泛的区域框架中。
章节摘要
研究区域
Lago Toncek（41°11'52'' S，71°29'17'' W，海拔1747米）是一个小型浅水湖泊（最大深度12米），面积约为30000平方米，最大长度约440米，宽度约160米。它位于南巴塔哥尼亚安第斯山脉的弧形南火山带（SVZ）（Williams等，2019）内，处于纳韦尔瓦皮国家公园（NHNP）中，这是南美洲南部最大的国家公园之一（图1）。最近的历史活跃火山中心包括
野外工作与岩性
2014年3月，在一次野外考察中，使用重力取芯器提取了一根103.5厘米长的短沉积岩芯（TON1）。该岩芯被运至纳韦尔瓦皮国家公园研究中心（CENAC-CONICET）的生物学区，纵向剖开并拍照（图2）。岩性描述基于对岩芯切片的目视检查；沉积特征，如有机和无机结构等，均进行了描述。粒度根据Wentworth
沉积物描述
岩芯的沉积学描述显示三个主要单元（图2）：
单元1（0-20厘米）为橄榄色（5Y 5/4）粘土质粉砂。在该单元的顶部（0-4厘米）和中部（10-15厘米）部分，粒径从极细至粗的岩屑出现频率低于5%。
单元2（20-67.5厘米）分为以下三个亚单元：
单元2.1（20-30厘米）为灰橄榄-黄橄榄色（5Y 5/3 – 5Y 6/4）微粘土质粉砂。火山碎屑分散于其中
讨论
岩芯TON1的磁学结果表明，磁性矿物浓度和粒径的变化反映了碎屑物质输入和火山影响的变化。
磁性浓度出现明显峰值，同时BCR值较低，且热磁曲线呈可逆行为，对应于62.5–67.5厘米处的火山灰层，突显了火山灰沉积的影响。该层还以TC和TN的绝对最小值为特征，反映了稀释
结论
来自Lago Toncek岩芯TON1的古环境记录，提供了南巴塔哥尼亚北部从公元1500年至2014年气候变率和生态转变的视角。通过整合岩石磁学、硅藻和有机地球化学代用指标，我们识别出三个不同的环境阶段：(1) 降水量减少和湖面稳定的时期（公元1500–1680年）；(2) 湿润且可能更冷的时期，与小冰期通常相关的时段一致
CRediT作者贡献声明
Milagrosa Aldana：写作 – 审阅与编辑，形式化分析。Julieta Massaferro：写作 – 审阅与编辑，调查研究。Christoph Mayr：写作 – 审阅与编辑，资源提供，调查研究，形式化分析。Manuel Calvo-Rathert：写作 – 审阅与编辑，资源提供。Romina Valeria Achaga：写作 – 审阅与编辑，写作 – 原稿撰写，可视化，方法论，形式化分析。Claudia Susana Gabriela Gogorza：写作 – 审阅与编辑，写作 – 原稿撰写，可视化，
利益冲突声明
? 作者声明不存在任何可能影响本文所报告工作的已知财务利益冲突或个人关系。
致谢
Gogorza博士所开展的采样工作由"拉丁美洲古地磁数据库扩展工作组网络构建项目 – 第二部分"资助，该项目隶属于阿根廷共和国教育部大学政策秘书处项下的阿根廷大学推广计划。我们感谢卡斯特亚-莱昂自治区委员会（西班牙）及欧洲区域发展基金（ERDF）的BU037P23项目。M.F. Bógalo
R.V. Achaga|M.L. Garcia|M.F. Bógalo|M.J. Orgeira|J. Massaferro|C. Mayr|M. Aldana|M.A. Irurzun|K.J. Mohamed|D.A. Martinez-Carrillo|F. Montes de Oca|M. Calvo-Rathert|C.S.G. Gogorza
布宜诺斯艾利斯省中部物理与工程研究中心（CIFICEN），UNCPBA-CICPBA-CONICET，坦迪尔，阿根廷
