第四紀黃土高原南部C4植物階段性擴張

2021-01-18 科學網

黃土高原南部渭南剖面2.6 Ma以來高解析度有機質碳同位素變化記錄了1.6 Ma 和0.43 Ma (中布容事件)以來C4植物擴張事件。

 

新生代是地球系統發生重大改變的時期，在地球氣候從「溫室」向「冰室」轉變的變冷進程中，生態系統也發生相應改變。對晚新生代而言，發生在晚中新世的C4植物全球擴張，無疑是是地球環境-生態系統演化的重要事件。目前，國際上對中新世末期C4擴張的研究頗多，但其擴張機制的解釋依然存在較大爭議。相對於晚第三紀C4擴張的研究而言，第四紀時期C4擴張的歷史在全球不同地區的表現形式及其動力機制的研究，無疑也是第四紀生態系統演化的重要課題。

 

中科院地質與地球物理研究所新生代地質與環境研究室孫繼敏研究員及其合作者選擇了黃土高原南部的渭南黃土剖面為研究對象，以有機質和碳酸鹽碳同位素為分析手段，重建了2.6 Ma以來高解析度有機質碳同位素及其C4植物的演化歷史。結果表明：C4植物分別在1.6 Ma 和0.43 Ma發生兩次顯著擴張，其中尤以與中布容事件(Mid-brunhes event)相當的第二次擴張最為顯著 (見附圖)。他們提出了上述兩次C4植物擴張事件並非多數人提出的東亞夏季風的加強，與大氣CO2的濃度變化也無關，而是與構造尺度（百萬年級）上區域乾旱程度的增強有關，或與降水的季節性分配發生變化有關，即從第四紀的早期向晚期，儘管降水總量趨於減少，但夏季降水有相對增多的趨勢。上述構造尺度的C4擴張疊加在軌道尺度（萬年級）、由夏季風控制的變化之上，構成了黃土高原南部第四紀以來C4植物的演化曲線。（來源：中科院地質與地球物理研究所）

 

該研究成果近期發表在國際地學期刊Quaternary Science Reviews上(Sun et al. Stepwise expansions of C4 biomass and enhanced seasonal precipitation and regional aridity during the Quaternary on the southern Chinese Loess Plateau. Quaternary Science Reviews. 2012, 34: 57-65 )

 

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