Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| 古居延泽全新世湖泊演化过程及其影响机制 | |
| 魏志巧 | |
| 出版年 | 2019 |
| 学位类型 | 硕士 |
| 学位授予单位 | 兰州大学 |
| 中文摘要 | 湖泊演化过程记录着丰富的地理环境信息,是全球气候环境变化研究的重要载体。但是,湖泊演化过程非常复杂,除了受气候变化的影响外,还会受到构造运动、河道变化、人类活动等非气候因子的影响。因此,深入理解湖泊演化过程及其影响机制,有助于提高以湖泊演化为基础研究古气候环境变化的可靠性。古居延泽位于我国西北干旱区,曾是黑河终端湖的次级湖盆之一,区域气候环境十分复杂。前人对古居延泽湖泊演化和区域气候环境变化做了大量的研究,但对其演化过程与气候环境指示意义的认识仍存在矛盾,主要争议点在于其高湖面形成时间及其湖泊演化是否适用于气候变化研究。以往研究结果的矛盾可能缘于研究方法和年代框架的不一致,因此,本研究(1)利用高精度差分GPS系统地调查了古居延泽保存良好的系列古湖岸堤,分析了古居延泽古湖岸堤的级数与高程;利用SRTM DEM数据提取等高线,进而恢复了古湖泊面积;利用岸堤上的古生物壳体进行加速器碳十四(AMS ~(14)C)测年,提供了一套更为完善的年代框架。(2)在岸堤高程、湖泊面积和年代的基础上重建了古居延泽中晚全新世的演化历史。(3)利用水量平衡模型结合岸堤高程和相应年代,计算了流域四个特征时期的水文特征,结合区域相关研究分析了古居延泽全新世湖泊演化的主要影响因子,并进一步探讨了古居延泽中晚全新世湖泊演化的古环境意义。野外调查中,在古居延泽不同位置共测量了28道古湖岸堤,其分布近乎水平。根据岸堤高程可划分为12级,海拔分别为912,914,916,917,918,920,921,922,923,924,925,927 m。利用岸堤上采集的螺壳进行AMS ~(14)C测年,共获得19个年代数据,结果表明调查的古湖岸堤均形成于全新世。年代可靠性分析发现古居延泽螺壳的AMS ~(14)C测年结果存在几百年的老碳影响,适用于千年尺度的研究。基于岸堤高程和年代,本文重建了古居延泽全新世的演化过程,根据湖面高程变化情况可以将古居延泽在全新世的演化划分为三个阶段。1)6.0 cal kyr BP之前,未发现古湖岸堤,表明湖泊水位不稳定。2)6.0-1.6 cal kyr BP,发育高湖面,且水位逐渐增加,具体又可分为三个次级阶段:6.0-4.6 cal kyr BP,开始发育稳定高湖面,水位从6.0 cal kyr BP的912 m上涨至4.6 cal kyr BP的916 m,古居延泽湖域面积从720 km~2扩张至969 km~2;4.6-3.0 cal kyr BP,湖泊继续处于高水位状态且较稳定,3.5 cal kyr BP时水位上升至918 m,古居延泽湖域面积约1154 km~2;3.0-1.6 cal kyr BP,湖泊水位继续上升,2.0 cal kyr BP时水位923 m,对应湖域面积达1553 km~2。3)1.6 cal kyr BP之后,未发现古湖岸堤,湖泊可能处于不断退缩至干涸的不稳定状态。岸堤结果与区域其他沉积记录的湖泊水位变化具有较好的一致性,都记录了古居延泽在6.0 cal kyr BP之前和1.6 cal kyr BP之后水位不稳定而在6.0-1.6 cal kyr BP期间形成高湖面。岸堤虽不能很好地记录沉积剖面所体现的一些水位波动变化细节,但更能定量化地记录高湖面信息,指示湖泊水位最高时期在3.0-1.6 cal kyr BP期间。根据古居延泽湖泊水位的变化情况,本文利用水量平衡模型分别计算了四个特征时期的流域水文条件,即6.0 cal kyr BP(水位912 m),4.6 cal kyr BP(水位916 m),3.5 cal kyr BP(水位918 m)和2.0 cal kyr BP(水位923 m)。计算结果显示,四个时期的流域平均降水分别为185.6,184.8,188.3和191.0 mm;水面蒸发分别为1144.1,1128.3,1145.1和1129.7 mm;入湖径流量分别为20.69,21.89,24.60和29.33×10~8 m~3。各阶段相比于现代流域平均条件,均表现出高降水量、低蒸发量、高有效湿度和高入湖径流量的特点。本文认为,除天鹅湖北部可能受到有限的新构造运动影响外,整体上古湖岸堤记录的古居延泽全新世的演化几乎不受新构造运动的影响。6.0-4.6 cal kyr BP期间,嘎顺淖尔湖盆与古居延泽的演化过程不一致,可能受到了下游河道摆动的影响。通过分别计算6.0和4.6 cal kyr BP两个次级湖盆各自的入湖径流量发现,河道摆动在这一时期对嘎顺淖尔的影响较大而对古居延泽湖泊演化的影响很小。古居延泽在6.0-1.6 cal kyr BP期间的水位增加与入湖径流和有效湿度的增加趋势一致,表明其主要受气候因子的影响。另外,近一千多年来流域的人类活动可能加速了古居延泽的干涸而不能有效反映区域的气候变化。所以,6.0-1.6 cal kyr BP期间,气候变化是影响古居延泽湖泊演化的主要因子,其湖泊演化过程可以用于区域的古气候变化研究。古居延泽6.0-1.6 cal kyr BP期间的湖泊演化过程能有效地揭示区域的气候干湿变化,水位的增加指示区域有效湿度的增加。并且,古居延泽记录的有效湿度的变化与西风区有效湿度变化模式一致,其气候干湿变化主要受西风环流的影响。中晚全新世期间,西风环流的增强以及北半球冬、夏季太阳辐射差额变小使得区域有效湿度增加,从而形成了古居延泽的高湖面。本文通过系统调查古居延泽的古湖岸堤,从地貌证据上量化地明确了其全新世的湖泊演化过程,并进一步分析了其影响机制和区域气候变化,有助于为大区域的气候环境变化研究提供参考。 |
| 中文关键词 | 全新世 ; 湖泊演化 ; 气候变化 ; 古湖岸堤 ; AMS~(14)C年代 ; 水量平衡 |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | P343.3;P532 |
| 来源机构 | 兰州大学 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/337564 |
| 作者单位 | 兰州大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 魏志巧. 古居延泽全新世湖泊演化过程及其影响机制[D]. 兰州大学,2019. |
| 条目包含的文件 | 条目无相关文件。 | |||||
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