全新世以来云南洱海流域气候变化与人类活动的湖泊沉积记录

中国科学D辑地球科学0024,34(2):130一35全新世以来云南洱海流域气候变化与人类活动的湖泊沉积记录’沈士①口杨丽原①羊向东①R朱育新①张振克④Matsumoto②童国榜③王苏民①(①中国科学院南京地理与湖泊研究所,南京210008;②东京大学理学部,东京113,日本;③国土资源部水文地质与工程地质研究所,石家庄050061;④南京大学大地海洋科学系,南京210093)摘要根据云南洱海湖泊沉积岩芯多环境指标的高分辨分析,在精确定年基础上,建立了全新世以来洱海流域气候与环境变化的序列.研究表明,云南洱海地区约12950闯839cal一BP气候由冷湿转为暖湿,转换时间发生在约or329。al.aBP.洱海湖面从约10329calaBP开始扩张主要是由于全新世早期西南季风增强、降雨增多所致.全新世中期流域气候暖湿,最温暖期出现在约839拓371cal.aBP,但由于全新世中期湖泊所在盆地内有效湿度降低,湖面出现下降趋势.洱海流域人类活动始于约6371cal.aBP,初始的人类活动方式主要以砍伐森林为主,至大约2139cal.aBP,由于外来移民大量迁入该地区,耕作农业得到广泛发展,随后采矿业(主要为煤矿)也逐步开始.关键词气候变化人类活动全新世湖泊沉积云南洱海云南高原的气候主要受控于西南季风气候系统,此外兼受西风带和青藏高原局地气候影响.新生代以来随着青藏高原的隆升,该区发育了众多构造断陷湖泊t’1.由于湖泊沉积忠实地记录了流域气候与环境的演变过程,并具有连续性好、分辨率高、包含信息量丰富等特点,近年来在全球变化和区域环境演化研究领域发挥了愈来愈重要的作用2I,3J.云南全新世以来环境演化受气候变化和人类活动的双重影响,如何判识环境演化过程中人类活动的影响,建立识别人类活动的指标,一直是全新世环境变化研究的重点.本文根据洱海沉积岩芯多环境指标分析,在精确定年基础上,建立了该地区全新世以来高分辨率环境演变过程,判识了人类活动的起始时间及主要方式,探讨了人与自然相互作用的湖泊响应.2003一06一02收稿,2003一09一01收修改稿*中国科学院知识创新重要方向性项目(编号:KzcxZ一sw一118)、中国科学院知识创新重大项目(编号:Kzcxl一10一01,共同资助SCIENCEINCHINASer.DEarthSeienees第2期沈吉等:全新世以来云南洱海流域气候变化与人类活动的湖泊沉积记录1洱海流域自然地理概况洱海地处云南高原西北部,横断山脉的东部边缘.流域气候属低纬高原亚热带季风气候,四季温差不大但干湿分明,每年1月至翌年4月,受西风带控制,该区干暖少雨;5一10月,受来自印度洋的西南季风影响,雨量充沛.据大理气象台站多年记录,该区年平均气温15.1℃,年均降水量1060mm,降水主要集中在5一10月,占全年降水量的85%以上.洱海湖盆形成于更新世早期,是我国西南地区著名的断陷湖泊.湖水主要来源于降雨和冰雪融水,北部接纳弥直河、罗时江来水,南部有波罗江水注入湖泊,东部有海潮河、玉龙河等小溪汇入,西部为苍山十八溪.出湖河流仅有西洱海,属澜沧江水系.湖盆呈南北向展布(图l),中部最深处水深2.07m,湖盆南部中央水下平台两侧分布有条形深槽,推测为100010`100015,(E)N本|扭赫N喜洲洲d25050’扩军权币b大理25040`厉n曰目月且..11护户钻孔位置24km乡罗j趁黔羹图1洱海地理位置及采样点略图断层活动所致.湖面高程1973.7m.2样品采集与实验分析方法2001年4月,采用奥地利产水上平台和活塞取芯设备(Univeralsamplingplatform+pistoneorer)在洱海北部水深Io.sm处(图l)采得一连续柱状沉积岩芯,长度661cm.岩芯上部10Cm为棕色粘土,10拓0cm为黄色粘土,60cm以下为灰色粉砂质粘土.野外按lcm间隔切割岩芯,密封保存后运回实验室.岩芯的年代测定由日本东京大学加速器质谱实验室完成,7个样品的测年材料为沉积物中有机质,,4c年代的校正采用INTcAL9814.j抱粉实验采用传统的盐酸(10%)和NaO(Hl0%)方法提取,每个样品抱粉统计在400粒以上,最多达100粒,分别进行了抱粉浓度和百分含量计算.硅藻样品的提取采用Hcl和HZo:方法5jI,每个样品硅藻统计量>300瓣,硅藻分类主要参考Karmmcr和Lange一Bertalot(1956一1991)的分类系统16}、依据硅藻种群的生态特征,划分为浮游类、附生浮游类、附生类和沿岸底栖类4大类型17].粒度分析采用英国马尔文公司Mastersizer一2000激光粒度仪;磁化率在英国Bartignton公司生产的MsZ型磁化率仪上进行测定;总有机碳(TO)C、总氮(TN)和有机碳同位素(6”c)分别采用