基于硅藻转换函数定量重建的云龙湖区近百年气候变化历史

摘要

湖泊硅藻是进行古气候定量重建的重要指标,但是目前关于其重建气候变化的可靠性和灵敏度,尚未得到有效验证。本研究选取云南省对气候变化极其敏感的高山湖泊——云龙天池作为研究对象,通过对该湖开展连续两年(2013.09—2015.08)的硅藻季节性变化调查,构建了硅藻—湖泊平均水温转换函数;通过调查表层沉积硅藻组合随水深的空间变化特征,构建了硅藻—水深转换函数。之后结合对湖心沉积钻孔中近百年来的硅藻组合分析,用硅藻转换函数方法分别定量恢复了近百年来的湖泊平均水温和水位变化过程。笔者将基于硅藻重建的湖泊水温和水位变化分别与流域近60年来的气温、降水记录以及水库建坝记录进行对比,结果显示,硅藻重建的湖泊水位既可以灵敏地揭示短期的降水变化过程,又耦合了湖泊因建坝蓄水和大幅扩容而导致的长期逐级抬升信号。而硅藻重建的近百年来的湖泊平均水温变化,在湖泊改建为水库之前与流域的气温变化信号基本一致,但在建坝蓄水和大幅扩容以后,区域气温持续升高,水温却呈现趋势性降低,显示短期内水库水量的大幅变化可能显著改变了湖泊的热力和温度结构,并导致喜冷的硅藻组合占据优势。本研究验证了依托同一湖泊现代过程构建的硅藻转换函数在定量重建不同时间尺度的区域气候变化方面具有较高的灵敏度和可靠性,为基于代用指标的古气候重建工作奠定了重要基础。