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学科主题: 地理学::自然地理学
题名: 西宁盆地新生代以来孢粉记录、气候变化与驱动机制
作者: 苗运法
答辩日期: 2010-06-24
导师: 方小敏
授予单位: 中国科学院青藏高原研究所
授予地点: 北京
学位: 博士后
关键词: 青藏高原
索取号: BH000023
部门归属: 图书馆
摘要: 新生代以来,海洋同位素记录的气候变化可以分为长时间尺度(106-107)、轨道时间尺度(104-105)和事件时间尺度(103-104)过程,从而为陆地气候变化的研究提供了不同时间尺度上的背景参考。孢粉(植被)是公认的陆地气候环境变化最好的指标之一,获取高质量的孢粉记录对于进行海陆气候变化机制的讨论都大有裨益。但由于盆地演化、构造运动、气候巨变以及野外样品采集等因素导致的孢粉提取结果并不理想,到目前为止还不能拿出一条形象直观的孢粉-气候变化曲线,从不同的时间尺度上进行研究。位于青藏高原东北缘的西宁盆地,是我国东部湿润季风区、西北内陆干旱区和青藏高原高寒区三大自然地理区的交界处,对环境、气候的变化十分敏感,盆地内连续沉积了巨厚的新生代沉积物,比较完整的记录了该地区的气候变化、以及高原隆升和西北内陆干旱化过程和机制的研究均具有重要意义。 本文尝试通过对西宁盆地开展孢粉试验,以期对上述科学问题进行讨论。根据岩性和沉积环境的不同,在底部祁家川组厚约40m(50.0-51.0Ma)得到有效孢粉样品61个(分辨率约为40-30ky);中间洪沟组-马哈拉沟组厚约360m地层(约50-33Ma)得到有效样品32个(分辨率约为500ky);车头沟组底部厚4.5m的木化石地层(约23.0-23.3Ma)得到有效样品14个(有效分辨率约为14ky)。 (1)祁家山组的孢粉组合提供了轨道时间尺度上植被-气候快速强烈变化的场景并可以划分为四个带:Ⅰ(52.0-51.8Ma):Ephedripites-Podocarpidities-Proteacidities组合带;Ⅱ(51.8-51.6Ma):Polypodiaceoispories-Tricolporate-Proteacidities组合带;Ⅲ(51.6-51.2Ma):Ephedripities-Ulmaceae-Betulaceae组合带;Ⅳ(51.2-51.0Ma):Ulmaceae-Betulaceae-Proteacidites组合带。孢粉组合揭示出气候在早期相对低温干旱(Ⅰ),中期相对高温湿润(Ⅱ),中后期干旱(Ⅲ),后期再次出温暖湿润(Ⅳ)。利用孢粉“共存法”重建古气候的结果表明整个时期的MAT为13.5-20.5℃,MAP为900-1650mm。温度可能是可靠的,但降水量存在问题,主要与对温度广适的干旱分子未参与定量重建有关。温度和湿度的定量重建和定性描述在趋势特征上具有较好的一致性。同时,该时期的植被-气候变化与全球气候变化具有一致性,可能与主要受到全球气候变化的控制有关,热带环流—副热带高压系统可能控制了西宁盆地孢粉-气候的变化。 (2)在洪沟组-马哈拉沟组地层提供了长时间尺度上的孢粉-气候变化记录。孢粉组合带分为:Ⅰ(50-45Ma):Ephedripite-Tricolporate-Ulmaceae组合带;Ⅱ(45-37Ma):Ephedripite-Nitradites组合带;Zone Ⅲ(37-33Ma):Pinaceae-Nitradites-Ephedripites组合带。揭示出相对次高温干旱期(Ⅰ),相对更高温干旱期(Ⅱ)和降温次干旱期(Ⅲ)。“共存法”重建的气候参数表明:MAT分布在13.5-20.5℃;MAP在800-1400mm之间波动。温度表现出持续降低的趋势,而湿度仍然偏高,孢粉对温度的定性描述和定量记录在趋势特征上仍旧具有一致性。但降水量在37Ma之后具有明显不同的趋势。此时西宁盆地的植被-气候仍然主要受到全球气候变冷的控制,后期针叶林的出现既是全球气候变冷的产物,也与高原的隆升具有密不可分的关系。 (3)通过对木化石段孢粉记录的研究,认为该时期的孢粉植物群经历了早期灌丛/草本大发展,中期以Picea为主的针叶林扩张;后期灌丛/草本重新大发展的过程,提供了事件时间尺度上对Mi-1事件的孢粉-气候变化响应记录。但该时期“共存法”重建的古气候参数不理想。对温度而言,可能与盆地/山体的进一步强烈隆升以及亚洲季风系统的出现有关。对湿度而言,降水量明显偏高。同时,由于木化石组织机构破坏严重,对其种类的鉴定还需要有力的支持证据。 (4)将上述孢粉记录放在新生代的长时间尺度中,并和我国西北其他盆地的孢粉记录综合对比后发现:古近纪早中期西北内陆地区植被以Ephedraceae,Nitaria为主,含有较多的喜热成份,附近山地上只生长上量针叶林,基带为一种亚热带干旱的疏林-灌丛特征;中后期较喜冷的Chenopodiaceae,Artemisia开始增多,喜热成份降低,针叶林中Picea开始稳定出现;新近纪开始喜热成份基本消失,Ephedraceae和Nitaria显著减少,Chenopodiaceae和Artemisia为主的高原植物大发展,干旱性质发生明显变化,基带表现为暖湿带干旱的灌丛-草原特征,植被的演化过程受到全球气候变冷的控制。 (5)通过对Picea现代分布特征的分析,可以认为西宁盆地在52-37Ma含有少量针叶林,Picea极少,盆地海拔约1000m,周围不存在高大山体;在37-33Ma开始较多出现针叶林,Picea增多,植被垂直地带性明显,盆地海拔约1000m,周围山体可能超过3500m;在23.2-23Ma已大量出现针叶林,Picea大范围扩张,盆地海拔约为2000m。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.itpcas.ac.cn/handle/131C11/1310
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苗运法.西宁盆地新生代以来孢粉记录、气候变化与驱动机制[博士后].北京.中国科学院青藏高原研究所.2010
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