劉玉杰

中國(guó)東部季風(fēng)區(qū)是東亞受全球變化影響最敏感的區(qū)域之一，也是我國(guó)主要的經(jīng)濟(jì)、文化發(fā)展區(qū)，其未來(lái)氣候環(huán)境變化與相關(guān)區(qū)域經(jīng)濟(jì)、文化、工農(nóng)業(yè)發(fā)展密切相關(guān)，而認(rèn)識(shí)過(guò)去氣候環(huán)境變化的特征和機(jī)制是理解現(xiàn)在及未來(lái)環(huán)境變化的關(guān)鍵。近年來(lái)，“未來(lái)地球計(jì)劃”（Future?Earth）整合了先前的幾大全球變化研究計(jì)劃，但過(guò)去全球變化（PAGES）依然被列為核心計(jì)劃之一，其重要性表現(xiàn)在，氣候環(huán)境高頻變化疊加在低頻變化之上，倘若缺乏對(duì)長(zhǎng)尺度氣候環(huán)境演變的認(rèn)識(shí)，就會(huì)難以把握氣候變化的全貌，對(duì)氣候事件及區(qū)域響應(yīng)機(jī)制的理解也會(huì)受到限制。其中，全新世氣候環(huán)境變化研究已成為全球變化研究的熱點(diǎn)之一，其重要性不僅在于人類活動(dòng)在這個(gè)時(shí)段內(nèi)對(duì)地球系統(tǒng)的影響日漸顯著，還在于這個(gè)時(shí)段經(jīng)歷了已被廣泛證明的若干次特征明顯的氣候事件，并對(duì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生重要影響。

只有對(duì)百年、十年甚至更短時(shí)間尺度高分辨率氣候環(huán)境變化信息和多年代際尺度波動(dòng)進(jìn)行深入了解，才有可能使氣候變率及其可預(yù)測(cè)性與過(guò)去全球變化研究緊密結(jié)合，進(jìn)而有助于建立可靠的、科學(xué)的氣候模型，同時(shí)更好地理解和剖析環(huán)境變化的自然驅(qū)動(dòng)機(jī)理與人類活動(dòng)影響。

湖泊沉積因具有沉積連續(xù)性好、儲(chǔ)存信息量大和時(shí)間分辨率高等優(yōu)勢(shì)，成為當(dāng)前過(guò)去全球變化研究的重要領(lǐng)域之一。安徽師范大學(xué)教授吳立領(lǐng)銜的課題組正是耕耘在這一領(lǐng)域的團(tuán)隊(duì)，他們?cè)谖挥陂L(zhǎng)江下游的巢湖畔扎下了科研的營(yíng)寨，讓遠(yuǎn)古的風(fēng)云變化重現(xiàn)于今天，服務(wù)于今天并啟示未來(lái)。

探秘巢湖

巢湖，曾稱南巢、居巢，俗稱焦湖，是位于長(zhǎng)江下游的中國(guó)五大淡水湖之一。作為地處中國(guó)東部北亞熱帶和暖溫帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)過(guò)渡地帶的半封閉湖泊，巢湖湖泊沉積連續(xù)且記錄了區(qū)域環(huán)境演化信息。巢湖早中全新世受人類活動(dòng)影響較小，由此蘊(yùn)含了豐富的氣候、生態(tài)和環(huán)境檔案信息，對(duì)于湖泊沉積研究工作者來(lái)說(shuō)，這里是他們理想的研究對(duì)象。

吳立課題組的研究就是針對(duì)巢湖地區(qū)展開(kāi)的。從2015年開(kāi)始，他們?cè)谇叭搜芯枯^少且存在較多問(wèn)題的巢湖早中全新世氣候事件及其區(qū)域響應(yīng)機(jī)制上下功夫。據(jù)吳立介紹，當(dāng)時(shí)學(xué)界對(duì)我國(guó)東部季風(fēng)區(qū)湖泊沉積環(huán)境記錄的高分辨率研究點(diǎn)還有明顯不足，對(duì)巢湖地區(qū)早中全新世氣候事件及其對(duì)全球變化區(qū)域響應(yīng)機(jī)制的湖泊沉積記錄研究更少，同時(shí)與其他熱點(diǎn)地區(qū)高分辨率沉積記錄對(duì)比不夠，且分布上不均勻，研究點(diǎn)集中于太湖平原和江漢平原，環(huán)境代用指標(biāo)應(yīng)用分析方面也有不確定之處，特別是從早中全新世這個(gè)時(shí)間范圍來(lái)看，尤其對(duì)不同環(huán)境代用指標(biāo)之間（如碳、氮地球化學(xué)指標(biāo)與孢粉、粒度、磁化率等）的差異、聯(lián)系及其氣候環(huán)境意義等問(wèn)題并沒(méi)有深入研究。

為了更好地研究東部季風(fēng)區(qū)全新世氣候環(huán)境與古生態(tài)變化規(guī)律，發(fā)掘地域優(yōu)勢(shì)，繼續(xù)開(kāi)展對(duì)長(zhǎng)江下游典型湖泊（如巢湖）早中全新世氣候事件與環(huán)境信息的提取和對(duì)比是非常必要的。在此基礎(chǔ)上開(kāi)展不同氣候區(qū)高分辨率環(huán)境演化記錄的對(duì)比研究，揭示全球變化的區(qū)域響應(yīng)差異依然是湖泊沉積研究的重要方向。

“為全球變化科學(xué)中有關(guān)區(qū)域響應(yīng)研究提供基本信息，為預(yù)測(cè)未來(lái)環(huán)境變化提供歷史相似模型，也為巢湖生態(tài)環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)?！边@是課題組開(kāi)展這一研究的初衷與目標(biāo)。

一樹(shù)百獲

3年時(shí)間里，課題組以巢湖湖泊沉積為主要研究材料，利用AMS14C等測(cè)年方法建立高精度年代框架;通過(guò)對(duì)巢湖西岸BZK1孔和湖心CH-1孔湖泊沉積巖芯的粒度、磁化率、磁組構(gòu)、孢粉、炭屑及元素地球化學(xué)等的高分辨率多指標(biāo)耦合記錄的綜合研究，重建了巢湖流域末次冰消期至全新世時(shí)期的氣候環(huán)境演變序列，辨識(shí)并重點(diǎn)探討了主要?dú)夂蚴录哪甏?、變化過(guò)程、環(huán)境特征及其區(qū)域性特點(diǎn)。

經(jīng)過(guò)一系列研究分析，課題組逐步揭開(kāi)了這一地區(qū)遠(yuǎn)古時(shí)期的氣候秘密。

據(jù)吳立介紹，全新世早期，氣候由寒冷干旱向溫暖濕潤(rùn)過(guò)渡，但仍較為干旱，炭屑濃度也相對(duì)略高，火活動(dòng)比較頻繁，地方性和區(qū)域性火時(shí)有發(fā)生。全新世中期是最溫暖濕潤(rùn)的適宜期，炭屑濃度出現(xiàn)全新世以來(lái)的低值，火活動(dòng)微弱，但在文化興盛時(shí)期炭屑濃度出現(xiàn)峰值，則歸因于人類活動(dòng)的影響。全新世晚期，在氣候趨于涼干的環(huán)境背景下，人類活動(dòng)的增強(qiáng)更加劇了火活動(dòng)的頻率和強(qiáng)度，炭屑濃度大幅增加。近200年炭屑濃度的降低可能與湖區(qū)附近已沒(méi)有足夠生物量引起火災(zāi)有關(guān)。

隨后，課題組將巢湖早中全新世主要?dú)夂蚴录哪甏?、變化過(guò)程與環(huán)境特征，與其他高分辨率沉積記錄、環(huán)境考古和模擬等研究結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，如鄰近區(qū)域葫蘆洞石筍、低緯度的董哥洞石筍和天才湖孢粉、中緯度的海原剖面和硝溝剖面孢粉，以及格陵蘭冰芯等，結(jié)果表明，巢湖湖泊沉積清晰記錄了BA暖期、YD事件及全新世早期發(fā)生在10.7-10.5?cal.?ka?BP和8.2-7.7?cal.?ka?BP的氣候干冷事件，中國(guó)東部湖泊沉積記錄的氣候變化對(duì)全球變化有著積極的響應(yīng)。

可以說(shuō)，這一成果為我國(guó)東部季風(fēng)區(qū)全球變化區(qū)域響應(yīng)的湖泊沉積記錄研究、氣候趨勢(shì)預(yù)測(cè)及巢湖生態(tài)環(huán)境的保護(hù)、改善與可持續(xù)發(fā)展等均提供了科學(xué)依據(jù)。

弦歌不輟

基于這一研究成果，3年中，課題組在《第四紀(jì)科學(xué)評(píng)論》（Quaternary?Science?Reviews）、《第四紀(jì)研究》（Quaternary?Research）、《地理科學(xué)》、《亞洲地球科學(xué)雜志》（Journal?of?Asian?Earth?Sciences）、《考古科學(xué)雜志：報(bào)告》（Journal?of?Archaeological?Science：?Reports）、《地層學(xué)雜志》等國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文17篇，其中，《科學(xué)引文索引》（SCI）收錄論文5篇、《社會(huì)科學(xué)引文索引》（SSCI）收錄論文1篇、《工程索引》（EI）收錄論文4篇、中國(guó)科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(kù)（CSCD）收錄論文4篇、《中文社會(huì)科學(xué)引文索引》（CSSCI）收錄論文3篇、北大中文核心期刊5篇。

此外，2018年，課題組與中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社合作，出版與課題相關(guān)的教材《巢湖北山地質(zhì)考察與區(qū)域地質(zhì)旅游教程（第2版）》。同時(shí)，課題組成員在中國(guó)自然資源學(xué)會(huì)2016年學(xué)術(shù)年會(huì)、中國(guó)地理學(xué)會(huì)第十六次全國(guó)青年地理工作者學(xué)術(shù)研討會(huì)、第六屆全國(guó)沉積學(xué)大會(huì)、第四屆中國(guó)第四紀(jì)冰川與環(huán)境變化研討會(huì)、第33屆國(guó)際地理大會(huì)（IGC?2016）、2017年全國(guó)自然地理學(xué)大會(huì)、風(fēng)成沉積研究進(jìn)展國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)、中國(guó)地理學(xué)會(huì)湖泊與濕地分會(huì)成立大會(huì)暨2015年學(xué)術(shù)年會(huì)、2015年災(zāi)害區(qū)域脆弱性與風(fēng)險(xiǎn)管理學(xué)術(shù)研討會(huì)、2015年中國(guó)地理編輯出版年會(huì)等國(guó)際國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)會(huì)議，作口頭報(bào)告或者展板報(bào)告交流。

互聯(lián)網(wǎng)上常有人問(wèn)：科學(xué)家對(duì)古氣候進(jìn)行研究究竟有何意義？其實(shí)，古氣候研究在地理學(xué)和氣象學(xué)上，對(duì)于了解氣候變遷、現(xiàn)代氣候的形成、自然地理環(huán)境的演變都有重要的作用;在地質(zhì)學(xué)上，對(duì)于地層劃分和對(duì)比、地殼演化研究以及礦產(chǎn)資源成因和探測(cè)具有指導(dǎo)意義。

可以說(shuō)，研究過(guò)去的氣候變化能夠讓人類更好地了解地球的氣候敏感性，了解地球生存的環(huán)境及未來(lái)的變化。

從遙遠(yuǎn)時(shí)代沉積下來(lái)的一粒土里，還原一萬(wàn)多年前的氣象萬(wàn)千，這就是科學(xué)的魅力，也是吳立課題組過(guò)去、現(xiàn)在，以及未來(lái)堅(jiān)持在這一領(lǐng)域的不竭動(dòng)力。

（責(zé)編：李白薇）