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晚中新世-早上新世时期中亚C4植被扩张及其对气候变化的响应

6、海洋地球科学 > 专题8：热带海洋多尺度气候变化及其对全球气候的响应和影响

使用从IODP346航次日本海U1430站位获得的黑炭含量、堆积速率以及黑炭碳同位素组成(δ13CBC)来重建中新世以来中亚地区C4植被的演化历史，并探讨C4植被演化的驱动因素及其对水文气候变化的响应。结果显示U1430站位的δ13CBC在中新世-上新世界线显示出显著上升的趋势，指示中亚内陆源区C4植被在该时期显著扩张；同时中亚地区的原地碳同位素记录也揭示出相应区域C4植物在同一时期发生了显著的扩张。以上结果共同表明包括中国西北部的内陆盆地和黄土高原在内的中亚广泛干旱区域的C4植被在中新世-上新世时期发生了显著扩张。而该扩张事件是对中亚区域水文气候条件改变的响应，并非之前所普遍认为的受控于大气CO2水平的控制。事实上，大气CO2浓度的下降更可能是C4植被扩张的前提条件，而非驱动因素。此外，火活动也不是导致中亚C4植被扩张的主要因素；温暖季节降雨增多和寒冷季节降雨下降共同引起的季节性增强可能才是导致C4植被扩张的最重要因素，而冬季西风水汽含量和夏季风降雨量之间的竞争关系是决定亚洲生态系统中C4植被扩张或者缩减的决定性因素。晚中新世-早上新世时期，中亚西侧山脉隆升和水汽通道关闭，以及同时发生的西风水汽源区干旱加剧，共同使得该时期能够搬运到中亚区域的冬季西风水汽含量急剧下降，与此同时夏季风降雨却明显增加。在西风水汽和东亚夏季风降雨的共同作用下，中国西北内陆盆地干旱程度加剧，而黄土高原干旱程度和季节性同时增强，进而导致中亚内陆广泛干旱区域C4植被显著扩张。