论文摘要
东亚季风在全球水汽和能量循环中扮演了重要角色，是联系陆地（包括极地）、海洋、大气的纽带，是全球重要的气候系统之一。目前，具有绝对定年的高分辨率石笋记录是研究过去全球变化的主要手段之一。本文选取神农架高海拔地区9支石笋为研究对象，基于82个U／Th年龄、2144个δ18O数据，重建了完整的全新世东亚季风演化序列，探讨了季风降水的驱动机制以及与极地气候之间的联系。统计分析表明：当石笋生长速率在10μm／a＜Vsta＜120μm／a时，氧、碳同位素分馏与生长速率的变化无关。神农架石笋δ18O记录在生长重叠时段具有较好的一致性，与相隔千里的南京葫芦洞、贵州董哥洞石笋记录也具有广泛的区域一致性，说明石笋δ18O可作为季风强度变化的代用指标。从北纬17°N到31°N，随着纬度的增加，石笋δ18O平值均逐渐降低。山宝洞石笋δ18O平均值为—9.7‰，比阿曼Qunf洞、贵州董哥洞分别降低7.7‰和1.7‰。在早—中全新世，山宝洞石笋δ18O记录变幅较小，相对变幅不超过0.5‰；在晚全新世，石笋δ18O记录变幅增大，相对变幅为1‰。在13ka以来，山宝洞石笋δ18O记录的长期演化趋势与北半球夏季太阳辐射能量变化曲线基本一致。当太辐辐射达到顶值时（10000～9000a），亚洲季风强度恰好处于最强盛期。在岁差尺度上，神农架山宝洞、贵州董哥洞和阿曼Qunf洞石笋δ18O记录的一致性表明：8000ka以来，全新世季风降水强度持续减弱的总趋势可能主要受控于65°N夏季太阳辐射控制下赤道热带辐合带平均位置的南移。本文利用高精度石笋记录证据，明确证实了早全新世季风降水强度在百年尺度上与北大西洋地区温度变化同步。分辨率为20年的石笋δ18O曲线显示亚洲季风从新仙女冷期向中全新世过渡时表现为3个阶梯式阶段，与格陵兰NorthGRIP冰芯δ18O记录的温度变化模式是一致的。这种百年尺度一致性说明了早全新世高低纬气候变化主要受同一驱动因素控制（冰量效应）。而且，全新世以来石笋δ13C在长期演化趋势上与北半球冰芯δ18O记录、董哥洞δ13C记录大体一致，说明δ13C在冰期—间冰期旋回上，反映的是植被类型的变化；在千年尺度上，反映的是土壤CO2产率的变化。