南黄海黑碳记录的中国东部晚上新世以来C_(3)/C_(4)植被演化

摘要

陆地植被是全球生态系统的重要组成部分,其C_(3)/C_(4)组成类型及演化进程对于理解过去生态系统对全球变化的响应及适应机制具有重要科学意义。晚上新世以来东亚C_(4)植被扩张的时间、过程和机制等仍存很大争议,尤其缺少长江流域C_(3)/C_(4)植被相对丰度演化的地质记录及不同纬度植被演化的时空综合对比。本研究利用大陆架科学钻探计划在南黄海钻取的CSDP-1孔约300.10 m长的岩芯沉积物的黑碳含量、通量及碳同位素组成,重建了晚上新世以来中国东部地区C_(3)/C_(4)植被演化历史。研究发现,在晚上新世(约3.0~2.6 Ma),黑碳碳同位素组成发生明显正偏,指示沉积物源区长江流域的C_(4)植被相对丰度的增加,可能受到了中低纬度地区干旱化增强及大气CO_(2)浓度下降的共同影响;而中高纬度如黄土高原地区的C_(4)植被则相对减少,推测更低的温度可能成为了C_(4)植被生长的限制因素。中更新世(约1.0 Ma)以来,黑碳碳同位素比值整体负偏,表明源区C_(4)植被相对丰度减少。尽管沉积物源区在0.8 Ma左右转变为纬度更高的黄河流域,但东亚不同纬度地区记录均显示了碳同位素负偏,表明这是一区域现象,分析认为全球气候变冷是影响中更新世以来C_(4)植被演化的重要因素。本研究揭示出,除了全球性的因素(大气CO_(2)浓度)外,区域气候(温度和干旱度)在东亚地区C_(3)/C_(4)植被长期演化中具有重要影响。