東北地理所在三江平原濕地中晚全新世水文演變方面取得進展
濕地在區域氣候和水文調節、生物多樣性保護、棲息地維護以及生態系統碳封存等方面發揮著重要作用。然而,在氣候變化和人類活動的雙重壓力下,近幾十年來濕地面積減少和功能退化速度遠遠超過了其他陸地生態系統。對長時間尺度區域水文狀況的理解將為濕地生態系統的發育和退化提供關鍵見解。作為全球氣候系統的組成部分,東亞夏季風(EASM)在調節全球水文和能量循環等方面發揮著關鍵作用。季風氣候,尤其是與季風相關的降水,被廣泛認為是推動人類文明發展和維持東亞人口密集地區生存環境的關鍵因素。因此,研究EASM和人類活動對濕地演變的影響至關重要,這不僅是為了重建地質歷史,也是為了預測未來陸地生態系統的變遷。全新世是理解EASM與人類活動之間關系的關鍵時期,因為這一時期的人類社會發展與氣候波動緊密交織。全新世氣候適宜期和中世紀氣候異常期因EASM增強而表現為溫暖濕潤,而4.2ka事件和小冰期則因EASM減弱而以寒冷干燥為特征。全新世期間這些突然的氣候轉變可為理解未來環境變化提供重要參考,尤其是全新世氣候適宜期的溫度比現在大約高1-2 ℃,可作為當前氣候變暖的參照。三江平原地處中高緯度和季風邊緣地區,對氣候敏感地區的長期水文演變進行綜合研究將為理解全球變暖背景下濕地發展和退化提供重要參考。
東北地理所大氣環境與生態演變學科組基于多指標古生態學記錄,結合硅藻和粒度特征,重建了抓吉濕地歷史時期水位變化過程,探討中晚全新世三江平原濕地水文演化對EASM的響應機制。研究結果表明:抓吉濕地的水位波動在全新世中晚期與EASM強度緊密相關。由于硅藻對水文氣候變化的高度敏感性,其清晰地記錄了溫暖濕潤的全新世氣候適宜期、中世紀暖期,以及寒冷干燥的4.2ka事件和小冰期等關鍵氣候事件。在大西洋時期,抓吉濕地的PC1diatom、粒度中值粒徑和砂含量均處于最低水平,表明當時水位最高。受強EASM影響,氣候條件適宜,抓吉濕地的硅藻物種多樣性及沉積物累積速率均達到最高。在亞北方期,特別是亞大西洋時期,PC1diatom和粒度均表明由于EASM強度減弱,抓吉濕地水位持續下降。濕地干旱化顯著降低了沉積物累積速率和硅藻物種多樣性。值得注意的是,硅藻組合最顯著的變化是300年前干旱指示物種Hantzschia amphioxys和Pinnularia subcapitata突然增加,抓吉濕地的砂含量也達到峰值。近300年來人類活動的加劇導致抓吉濕地嚴重干旱,硅藻物種多樣性降至最低。三江平原的農業活動導致了土壤侵蝕,致使濕地的沉積速率有所增加。

圖1 中晚全新世三江平原抓吉濕地生物地化指標與區域EASM記錄對比
研究成果發表于Journal of Hydrology: Regional Studies,中國科學院東北地理與農業生態研究所韓冬雪助理研究員為第一作者。該項研究工作得到國家自然科學基金(42301120)、國家重點研發計劃(2023YFF0807201)、吉林省科技發展計劃(YDZJ202601ZYTS318)等項目資助。
論文信息如下:D. Han, J. Cong, G. Wang, L. Li, C. Gao. Mid-Late Holocene hydrological regime?on the Sanjiang Plain?(Northeast?China) in response to East Asian summer monsoon based on a?multi-proxy record. Journal of Hydrology: Regional Studies 2026, 63, 103111.
論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2026.103111
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