第七届青年地学论坛

       我国华南地区轨道尺度古气候、古环境研究领域存在两个争论多年的科学问题：（1）C4草本植物在冰期是否大规模扩张，在沿岸低地和出露陆架上形成类似稀树草原植被景观？（2）夏季风降水是由呈现岁差周期的夏季太阳辐射量变化、全球冰量变化亦或其他因素控制？由于海、陆不同记录得到的结论存在较大分歧，因此需要在低纬度地区开展更多的研究。雷州半岛位于南海北部与中国大陆过渡带，区内发育的多个大型玛珥湖累积了连续的厚层湖沼相第四纪沉积，是回答上述问题的良好研究材料。
       本研究基于雷州半岛南部田洋玛珥湖两个平行钻孔沉积序列，综合加速器放射性碳十四、光释光、古地磁和记录对比控制点等多种年代学手段建立可靠的年龄-深度模型，利用多种代用指标重建过去15万年以来高分辨率古环境记录，探讨轨道尺度植被演化和季风降水变率。分析结果显示，孢粉组合在乔木（主要包括热带雨林、亚热带常绿阔叶、热带山地针叶等）和草本之间大幅度变化，AP/NAP（乔木/非乔木）比值在0.01-38.10之间波动；以禾本科为主的草本植物孢粉百分含量在冰期/冰阶保持高值（即MIS 6、MIS 5b、MIS 4、MIS 3b、MIS 2期间>80%）或者相对高值（即MIS 5d期间>50%），而冰期/冰阶时期较高的炭屑浓度也与较低的乔木花粉百分含量相对应，共同指示这些时期频繁的火灾和干旱的气候环境。同时，稳定碳同位素（d¹³C_org）分析结果与孢粉结果高度一致，偏负的d¹³C_org值对应较高的乔木孢粉含量于间冰期/间冰阶（即MIS 5e、5c、5a和MIS 3c、全新世），反之亦然。因此，田洋玛珥湖孢粉和d¹³C_org一致揭示，以禾本科为主的C4草本植物在冰期/冰阶出现大规模扩张，在南海北缘低地和出露陆架上形成稀树草原植被景观。
       进一步将本研究分析结果与夏季太阳辐射（15°N和65°N）、岁差、瞬变模拟区域降水等记录对比，发现相互之间具有很好的一致性，指示区域降水增减主要受到岁差周期下的夏季太阳辐射量变化控制，并导致森林/稀树草原植被景观的周期性更替；除此之外，全球冰量特别是高纬地区冰盖也起到明显的调制作用，冰期（MIS 6、4、2）高纬冰盖的生长会增强太阳辐射变低的效应，减少研究区水汽水平，利于类稀树草原植被扩张，而冰阶（MIS 5d、5b）较小的冰盖和较高的海平面、较暖的海表温度则会抑制太阳辐射变化的效应，研究区保持相对潮湿的水文气候及开阔森林植被景观。另外，孢粉和d¹³C_org结果还与全球热带森林面积的模拟结果高度一致，模式结果显示大气CO₂浓度变化也是热带植被（C3乔木/C4草本）更替的主要控制因素。

热带植被；水文气候；太阳辐射；冰量；玛珥湖