姜文英等：末次冰盛期以来横断山区植被和气候变化

末次冰盛期（LGM：26.5–19 ka）至全新世（11.7–0 ka）的增温过程中，大气和海洋环流进行了大规模重组，气候系统经历了H1（~17.5–16 ka）、BA（~14.7–12.9 ka）、YD（~12.9–11.7 ka）及4.2 ka等千年尺度突变事件。因此，重建LGM以来印度季风区温度和降水变化，可为未来印度夏季风降水变化提供科学依据。

中国科学院地质与地球物理研究所环境演变与碳循环学科中心孙敏敏博士后、林洁博士研究生、姜文英研究员、旺罗副研究员、黄晓芳副研究员和杨石岭研究员及合作者对横断山区云龙天池（海拔2550m）和西盟龙潭（海拔1140m）（图1）的钻孔岩芯进行了14C测年、孢粉、粒度、微生物四醚膜类脂（GDGTs）和叶蜡氢同位素（δDwax）等分析，重建了末次冰盛期以来（~23 ka）横断山区植被、温度和降水演化历史，并结合区域、全球记录探讨了印度夏季风变化的机制。

图1 研究区地理位置（红点：西盟龙潭；黄点：已发表植被记录，其中18为云龙天池；其余研究点编号见Jiang et al., 2026）

基于GDGTs的温度重建

1 提出基于brGDGT-IIIa的温度校正方法

甘油二烷基甘油四醚类脂物（GDGTs）是微生物细胞膜脂的重要组成部分，包括类异戊二烯GDGTs（iGDGTs）和支链GDGTs（brGDGTs）。分析结果显示：1）天池沉积物与土壤的brGDGTs分布存在显著差异，湖泊表层样品和岩芯样品均以无环brGDGTs为主（Ia、IIa、IIa'、IIIa和IIIa'；~78–94%），而土壤则以brGDGT-Ia占绝对优势（~71%）（图2a）；2）brGDGT-IIIa在流域土壤中未被检测到，而在湖泊沉积物中的相对丰度达到~10%，且与粒度中值粒径呈负相关（图2b），表明陆源输入的增强（粒度变粗）会影响沉积物brGDGTs组成，因此土壤来源输入的brGDGTs对温度重建的影响不可忽略。

针对这一发现，研究团队采用基于brGDGT-IIIa相对丰度的二端元混合模型（Weijers等，2006；Zhu等，2021）进行温度校正，获得了2.3万年以来云龙天池的温度变化记录（图3b）。

图2 (a) 云龙天池湖泊表层和钻孔沉积物及其流域土壤不同类型brGDGTs的相对丰度；(b) 中值粒径（Md）和brGDGT-IIIa 记录

2 重建云龙天池地区LGM以来的温度和湿度变化历史

校正后的温度结果显示，从末次冰盛期（23-20 ka）到中全新世（8-6 ka），云龙天池地区增温约6度（图3b）。增温过程中出现Heinrich事件1（H1）和新仙女木事件（YD）等千年尺度事件，其中H1是末次冰盛期以来最冷的时期。δDwax记录显示，H1为最干旱时期，其次为末次冰盛期和YD时期，早—中全新世则为湿润期（图3d）。与温度记录相比，该区域的降水变化与南北半球温度梯度的变化更为一致（图3j），表明印度夏季风降水强度的变化主要受控于南北半球温度梯度，其通过调节赤道幅合带位置的变化来实现。随着全球变暖加剧，预计到2100年，南极海冰将显著减少，这可能削弱南北半球间温度梯度，推动赤道幅合带南移，从而导致印度季风区变干旱。

图3 云南云龙天池温度（b）、δD同位素记录（d）与古气候记录对比。详见Sun et al., 2025

基于孢粉的植被重建

孢粉结果显示，在LGM至全新世的增温过程中，草、落叶阔叶树和常绿阔叶树相继占据云龙天池（2550 m）植被的主导地位，其中亚热带常绿阔叶树和暖温带针叶树在9 ka之后占主导，4.5 ka之后逐渐减少。在海拔1140米的西盟龙潭，植被在9.4-5.5 ka期间以常绿阔叶树为主，包括热带和亚热带常绿树。自5.5 ka开始，热带植被减少，而亚热带常绿树增加；随后在5.0-4.0 ka期间热带和亚热带常绿树均减少，草和落叶阔叶树则有所扩张（图4）。

图4 9.4 ka以来云南西盟龙潭植被变化

横断山区的植被记录集成（图1）显示，5.5-4.0 ka期间横断山区发生了大规模的植被变化，表现为相对喜暖的植被减少（图5），而耐冷和耐旱植被增加，表明横断山区气候在全新世中期由暖转冷。该温度变化导致亚洲夏季风减弱，降水减少。

图5 横断山区不同海拔高度湖泊沉积物全新世花粉记录对比（Betula：桦木；Tsuga：铁杉；Altingia：蕈树）。详见Jiang et al., 2026

亚洲季风降水对4.2ka冷事件的响应

4.2 ka事件是发生于中晚全新世之交的显著冷干事件，对区域生态环境和文化发展产生了深刻影响。然而，受沉积序列分辨率、测年精度和指标意义等因素制约，亚洲季风区对4.2 ka事件的响应特征仍存争议。因此，亟需寻找高质量地质记录进一步明确亚洲季风区对4.2 ka事件的时空响应特征。

云龙天池位于青藏高原东南缘，受人类活动干扰较少、对气候变化敏感。基于高精度14C测年和高分辨率孢粉分析，发现4.5-3.9 ka期间云龙天池植被明显衰退，可能与4.2 ka冷事件导致的区域气候温凉干燥有关。在此基础上，研究团队综合对比了亚洲季风区已有涵盖4.2 ka事件的沉积记录，结果显示：在时间上，亚洲季风区4.2 ka事件的起始时间基本一致（集中在4.2 ka左右），印度季风区的持续时间略长于东亚季风区；在空间上，印度季风区气候以整体干旱化为特征，东亚季风区北方气候干旱、长江中下游地区和黄河中游地区气候相对湿润（图6）。他们认为4.2 ka事件期间亚洲季风降水变化与4.6-3.9 ka期间AMOC减弱引起的ITCZ位置南撤有关，上述过程导致印度季风和东亚季风强度减弱；同时，AMOC减弱引起的北半球高纬地区降温加大了极地-赤道温度梯度，从而迫使西风带位置南移，抑制了季风雨带北进，导致季风雨带长时间滞留在黄河中游和长江中下游一带，造成上述区域夏季降水增加、气候湿润。

图6 亚洲季风区水文气候对4.2 ka事件的时空响应特征。A. 基于亚洲季风区气候记录汇编的4.2 ka事件期间干/湿水文状况空间分布图。橙色和蓝色分别代表干旱和湿润，☆号表示云龙天池，编号表示气候记录，详见Lin et al., 2022；B. 印度季风区（橙色区域）和东亚季风区（灰色区域）4.2 ka事件的发生时间和持续时间

该研究凸显了温度与亚洲夏季风强度的关系，有助于我们更好地理解山地植被对气候变化的响应、为未来全球增温背景下山地生态系统可持续发展政策的制定提供了科学依据。

主要论文信息：

Jiang, Wenying*, Yang, Xiaoxiao, Huang, Xiaofang, Tang, Linyu, Zhang, Enlou, Yang, Shiling. Large-scale vegetation deterioration in response to mid-Holocene cooling across China’s Hengduan Mountains[J]. Global and Planetary Change, 2026, 262, 105440. DOI: 10.1016/j.golplacha.2026.105440.

Sun, Minmin, Jiang, Wenying*, Lin, Jie, Huang, Xiaofang, Yang, Xiaoxiao, Yang, Shiling*, 2025. Interhemispheric temperature gradient was the primary driver of Indian monsoon intensity since the Last Glacial Maximum[J]. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2025, 130, e2024JD043119. DOI: 10.1029/2024JD043119.

Lin, Jie, Jiang, Wenying*, Wang, Luo, Zhang, Enlou, Tang, Linyu, Yang, Xiaoxiao, Chu, Guoqiang., Yang, Shiling, Xiao, Jule, 2022. Spatially diverse hydroclimatic response to the 4.2 ka event in the Asian monsoon region[J]. Quaternary Science Reviews, 296, 107809. DOI: 10.1016/j.quascirev.2022.107809.