东北地理所在三江平原湿地中晚全新世水文演变方面取得进展
湿地在区域气候和水文调节、生物多样性保护、栖息地维护以及生态系统碳封存等方面发挥着重要作用。然而,在气候变化和人类活动的双重压力下,近几十年来湿地面积减少和功能退化速度远远超过了其他陆地生态系统。对长时间尺度区域水文状况的理解将为湿地生态系统的发育和退化提供关键见解。作为全球气候系统的组成部分,东亚夏季风(EASM)在调节全球水文和能量循环等方面发挥着关键作用。季风气候,尤其是与季风相关的降水,被广泛认为是推动人类文明发展和维持东亚人口密集地区生存环境的关键因素。因此,研究EASM和人类活动对湿地演变的影响至关重要,这不仅是为了重建地质历史,也是为了预测未来陆地生态系统的变迁。全新世是理解EASM与人类活动之间关系的关键时期,因为这一时期的人类社会发展与气候波动紧密交织。全新世气候适宜期和中世纪气候异常期因EASM增强而表现为温暖湿润,而4.2ka事件和小冰期则因EASM减弱而以寒冷干燥为特征。全新世期间这些突然的气候转变可为理解未来环境变化提供重要参考,尤其是全新世气候适宜期的温度比现在大约高1-2 ℃,可作为当前气候变暖的参照。三江平原地处中高纬度和季风边缘地区,对气候敏感地区的长期水文演变进行综合研究将为理解全球变暖背景下湿地发展和退化提供重要参考。
东北地理所大气环境与生态演变学科组基于多指标古生态学记录,结合硅藻和粒度特征,重建了抓吉湿地历史时期水位变化过程,探讨中晚全新世三江平原湿地水文演化对EASM的响应机制。研究结果表明:抓吉湿地的水位波动在全新世中晚期与EASM强度紧密相关。由于硅藻对水文气候变化的高度敏感性,其清晰地记录了温暖湿润的全新世气候适宜期、中世纪暖期,以及寒冷干燥的4.2ka事件和小冰期等关键气候事件。在大西洋时期,抓吉湿地的PC1diatom、粒度中值粒径和砂含量均处于最低水平,表明当时水位最高。受强EASM影响,气候条件适宜,抓吉湿地的硅藻物种多样性及沉积物累积速率均达到最高。在亚北方期,特别是亚大西洋时期,PC1diatom和粒度均表明由于EASM强度减弱,抓吉湿地水位持续下降。湿地干旱化显著降低了沉积物累积速率和硅藻物种多样性。值得注意的是,硅藻组合最显著的变化是300年前干旱指示物种Hantzschia amphioxys和Pinnularia subcapitata突然增加,抓吉湿地的砂含量也达到峰值。近300年来人类活动的加剧导致抓吉湿地严重干旱,硅藻物种多样性降至最低。三江平原的农业活动导致了土壤侵蚀,致使湿地的沉积速率有所增加。

图1 中晚全新世三江平原抓吉湿地生物地化指标与区域EASM记录对比
研究成果发表于Journal of Hydrology: Regional Studies,中国科学院东北地理与农业生态研究所韩冬雪助理研究员为第一作者。该项研究工作得到国家自然科学基金(42301120)、国家重点研发计划(2023YFF0807201)、吉林省科技发展计划(YDZJ202601ZYTS318)等项目资助。
论文信息如下:D. Han, J. Cong, G. Wang, L. Li, C. Gao. Mid-Late Holocene hydrological regime on the Sanjiang Plain (Northeast China) in response to East Asian summer monsoon based on a multi-proxy record. Journal of Hydrology: Regional Studies 2026, 63, 103111.
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2026.103111
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