青藏高原阿里地区不同物种粪便中甾醇分布特征及指示意义

本文以青藏高原阿里地区夏达错流域为研究区,采集湖泊周边人类以及驴、狐狸、兔子、马、狼、鸟、羊、牛9个物种的粪便样品,利用气相色谱-质谱联用仪对粪便样品中的9种甾醇化合物进行检测,并分析其分布特征及指示意义。结果表明:粪甾烷醇和异构粪甾烷醇是人类粪便中的主要甾醇,约占人类粪便总甾醇质量浓度(粪便中9种甾醇质量浓度之和)的60%,但这2种化合物在其他物种粪便总甾醇质量浓度中占比仅为0.66%~10.04%,且粪甾烷醇和异构粪甾烷醇在人类粪便中的质量浓度之和是其在其他8个物种粪便中质量浓度总和的两倍有余,因而这两种化合物可用作夏达错地区人类活动的代用指标;胆固醇在狐狸和狼等食肉动物粪便总甾醇中的占比均超过了50%,而在其它物种中的占比均小于7%,可用于示踪食肉动物;β-谷甾醇在鸟类粪便总甾醇中占比超过85%,远高于其在其他物种粪便总甾醇中占比,可用于识别植食性鸟类;β-谷甾醇、豆甾醇、24-乙基粪甾烷醇和谷甾烷醇是植食性哺乳动物粪便中的优势甾醇,可用于识别植食性哺乳动物;甾醇化合物的特定比值能够有效地识别出夏达错周边地区的人类粪便样本。该研究为重建青藏高原西部夏达错地区过去人与环境关系研究奠定了科学基础。

公元600~800年的气候变化促使了吐蕃帝国的兴衰

公元7~9世纪,吐蕃帝国成为一个介于唐王朝和阿拔斯王国之间的超级区域势力,在中世纪早期的亚洲地缘政治中发挥着重要作用.然而,作为青藏高原历史上唯一一个统一的地方政权,强大的吐蕃帝国兴起和衰落的原因存在诸多争议.本研究利用了青藏高原中部湖泊江错的纹层沉积物,基于精确的纹层定年和多种地球化学指标,重建了亚年际尺度的降水和年代际尺度的温度记录,发现吐蕃帝国发展、鼎盛阶段与一个长达两个世纪的异常温暖湿润期时间一致.生态位模型模拟显示气候的暖湿化可使得青稞可耕种面积扩大,增加农业生产力,并且牧草产量增高,可能会引起高原地区人口增加,并且会有充足的后勤补给.9世纪初的干旱则可能导致农业生产力下降,人口减少,加之内部战乱导致吐蕃迅疾衰亡.降水记录和吐蕃历史事件发生时间的紧密关系意味着吐蕃帝国实施了灵活的对外战略来应对气候变化的影响.在当今全球变暖的背景下,这一研究结果对包括青藏高原在内的高寒地区的农业生产具有重要意义.

青藏高原中部湖泊江错纹层记录的过去2000年降水变化

青藏高原由于其环境的脆弱性容易受到气候变化和人类活动的影响,重建这一地区过去2000年高分辨率的气候变化记录有助于增加我们对气候变化和人类活动之间关系的理解。本文通过对江错湖泊一根长达101 cm的岩芯沉积物纹层分析,重建了青藏高原中部过去2000年的纹层年代序列和降水变化。利用岩相显微镜和电子探针显微分析仪分析发现,沉积物中发育了良好的碎屑-有机质年纹层,纹层层偶主要由粗颗粒碎屑层和细颗粒碎屑层组成,其间极薄的有机质层是鉴定年纹层的标志。江错的年纹层年代序列与独立的核素测年(~(210)Pb、~(137)Cs和~(14)C)结果基本一致,证明了年纹层的可靠性。基于对年纹层形成机制的分析,提出粗颗粒厚度百分比(coarse%)作为指示降水的新指标,粗颗粒物质主要由降水产生的径流将外源物质搬运到湖中,降水越多,搬运能力越强,粗粒颗粒物质相对含量也越多。这一指标与当地现代气象观测记录对比发现有较好的一致性。江错过去2000年的降水记录具有78~80 a和112~123 a两个百年尺度的周期波动特征,可能与Gleissberg太阳活动有关。在过去2000年中,该地区呈现出中世纪暖期(公元1000~1400年)降水多,小冰期(公元1400~1900年)降水少,现代暖期(公元1900年至今)降水多的特点,这与该地区其他的降水记录一致。