中亚干旱区五万年以来气候变化综述

黄昌庆，冉 敏，杨 建

（ 1．铜仁学院 法律与政史系，贵州 铜仁 554300；2．新疆大学 绿洲生态教育部重点实验室，新疆 乌鲁木齐 830046；3．铜仁学院 科研处，贵州 铜仁 554300 ）

器测资料表明，哈萨克斯坦东部地区以冬季降水为主，而新疆东部和蒙古西部以夏季降水为主[1]。然而，新疆西北部（伊犁河谷地区）却没有明显的雨季，意味着中亚干旱区（包括哈萨克斯坦东部、新疆西部和吉尔吉斯斯坦东北部）是以夏季降水为主的季风气候系统和以冬季降水为主的西风气候系统的过渡地带。因此，理解中亚干旱区的生物气候变化历史，对于全面了解大西洋调控的西风气候系统和太平洋调控的东亚型季风气候系统之间的相互作用历史具有重要的科学意义。

1．中亚古气候研究进展

近十几年来，科学家对中亚干旱区及周边地区的古气候展开了一系列的研究。用大气-海洋环流耦合模式分析亚欧大陆晚第四纪黄土-古土壤序列的时空变化时发现：黄土主要形成于冰期，土壤主要形成于间冰期[2]。对则克台黄土-古土壤的粒度研究发现：形成该地区黄土的粉尘主要来自于中亚荒漠[3]。

在晚更新世期间，包括哈萨克斯坦东部、新疆西部和吉尔吉斯斯坦东北部在内的中亚干旱区经历了两次主要的冰川作用，MIS3阶段气候温暖，期间的气候波动了四次[4]。对吉尔吉斯Pamir和天山冰川的研究显示：冰进的主要控制因素是水汽的供给，降水的变化比温度的变化对冰进退的控制更重要，并没有证据显示主要冰进发生在MIS2，表明冰期整个中亚地区水分传输有限[5]。

在中亚干旱区东北、蒙古西部 Uvs Nur湖和Bayan Nur湖的阶地研究显示：冰期西风更为强盛，在末次冰盛期之前，湖水面高，末次冰盛期中后期，湖水面低，14～10 kyr BP期间，湖水面高，此后湖水面缓慢下降；早全新世植被茂盛，意味着气候湿润，5 kyr BP以后，气候向干旱化转变[6]。但是HotonNur湖的孢粉和硅藻记录却表现为10 kyr BP左右北方针叶林取代开阔植被，湖泊生产力增加[7]。相似地，在中亚干旱区东部（新疆）博斯腾湖的地质记录显示：16～8 kyr BP，气候干旱，8 kyr BP后变湿润。[8]最新又有来自伊犁河谷连续湖相沉积物重建的过去15 kyr BP有效湿度的证据。该记录显示：15～12.9 kyr BP，气候相对暧湿但是有一些波动；12.9～11.6 kyr BP为新仙女木事件，气候冷干；接着，有效湿度迅速增加，早全新世10.6～7.6 kyr BP是最湿润的时期，当时发育温带草原植被；此后气候在波动中转为干旱[9]。

Natalia Rudaya总结了中亚气候演化历史，认为阿尔泰山是 T形气候分界线，其北方的西伯利亚、东面的东亚季风区和西面的哈萨克斯坦西风区，在全新世有不同的植被和气候史。西面早全新世比现代更干旱，晚全新世更为湿润；东面的东亚季风区早中全新世湿润，晚全新世干旱。但是陈发虎对 11个湖泊记录综合分析显示：由于北大西洋表层温度在早全新世较低，西风带影响的中亚干旱区早全新世仍然干旱，早中全新世湿润一些，晚全新世温和湿润；东亚季风影响区早全新世湿润，晚全新世干旱[10]。

最近，黄昌庆在中亚干旱区获得黄土-古土壤序列的孢粉记录显示：末次盛冰期气候干旱，全新世气候湿润[11]。总体而言，地质记录显示的环境演化历史不一致，没有清晰地反应出气候变化的历史，为此本文对这些地质记录进行综合对比。

2．中亚古气候记录综合对比

在这些研究成果中有不少关于干旱、湿润程度变化的古气候记录，选取具有较长时间记录（至少8 kyr）的研究和记录综合到图1和图2进行对比分析。

图1 中亚干旱、湿润对比综合研究点位置图

图2 中亚古气候记录干旱湿润综合对比图（各记录的地理位置见图1）

图2中深黑色部分表示该时段气候相对其它时段更湿润一些，浅白色部分表示该时段气候相对其它时段更干旱一些，灰色部分表示该时段气候在湿润和干旱之间波动、气候不是显著湿润或者干旱。从图中综合对比可以发现，在42～30 kyr BP期间，气候一致表现为比较湿润；在28～13 kyr BP期间，气候基本表现为比较干旱；在12～5 kyr BP期间，多数研究显示气候比较湿润，少数研究显示气候比较干旱。出现分歧较大的是在5kyr BP以来的期间，一部分研究显示气候湿润，一部分研究显示气候干旱，还有一部分研究显示气候不是特别干旱或者湿润。

3．中亚环境演化机制浅析

从全球视角出发，太阳辐射强度的变化及其导致的气温变化是决定自然环境的重要因素。中亚干旱区受到两个主要的全球性气候系统（西风带、西伯利亚－蒙古高压）的影响。中亚沙漠的降水主要由西风带气旋环流带来，水汽来源主要是由西风带从大西洋、地中海、里海带来，北冰洋的水汽也能到达中亚，但为数很少[5]。由于青藏高原、兴都库什山等的重重阻挡，不仅西南季风难以到达中亚，而且印度洋的水汽也很难到达中亚。

中亚干旱区古气候变化在万年尺度上主要与地球轨道要素变化引起北半球太阳辐射变化，导致冰期间冰期变化，生物气候带出现南北迁移，主控气候的大气环流形势相应发生改变有关。温暖的间冰期例如MIS3时期，北半球夏季太阳辐射量较高，气温也较高，当全球气温上升时，中纬度地区往往气温上升更剧烈，各种天气如气旋活动更频繁、更强烈，带到中亚地区的水汽和降水也更多，古土壤主要形成于间冰期。寒冷的冰期例如MIS2时期，北半球夏季太阳辐射量较低，气温也低，当全球气温下降时，中纬度地区往往气温下降更剧烈，气旋活动减少，带到中亚地区的水汽和降水也减少，冰期主要形成黄土。末次冰盛期，斯堪的纳维亚冰盖扩展，形成阻塞高压，减少了亚洲内部水汽的输送，降低了夏季温度。末次冰消期及早全新世，北半球夏季太阳辐射量较高，斯堪的纳维亚冰盖不断消减，西风带不断加强并且北移，中亚地区气候再次转为温暖湿润。

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