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研究揭示百年尺度周期性气候变化对吐蕃王朝的影响

2021-09-16 地质与地球物理研究所
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  吐蕃王朝(Tubo Dynasty)兴起于公元7世纪初,覆灭于公元877年,是建立于青藏高原的地方政权。吐蕃王朝疆域辽阔、经济发达、文化繁荣,甚至对同时期的唐王朝产生了重要影响。目前,关于吐蕃王朝的灭亡原因,学界存在争议,有以下假说:内部动乱说、政教纷争说、经济凋敝说、自然气候灾害说。吐蕃王朝的灭亡是否与高原地区较恶劣的气候环境相关,已是学界亟待剖析的热点问题之一。因此,获取具有高分辨率、可靠年龄控制、能够直接反映气候环境的记录,成为解决上述科学问题的关键。

  中国科学院地质与地球物理研究所新生代地质与环境院重点实验室研究员吕厚远科研团队与云南师范大学、福建师范大学、山东大学合作,利用青藏高原南部高山封闭湖泊昂仁错(Angrenjin Co)钻孔具有可靠年代学控制(采用碳十四、铅-铯和古地磁长期变三套方法进行交叉验证)的岩心(图1),开展高分辨率(~25年分辨率)孢粉分析研究,建立了过去~3600年以来藏南地区(吐蕃王朝核心区域)的植被和气候演化历史,并探讨了百年尺度周期性气候变化规律及其对吐蕃王朝社会发展的影响。

  昂仁错孢粉记录表明,在过去~3600年以来,反映干旱环境的蒿属、反映湿润环境莎草科和主成分分析第一主成分(PCA1,反映干湿气候环境信息)呈现长期干旱化的趋势;在这一过程中,三个指标存在有规律的准周期变化,干旱期峰值年龄,分别出现在~3000、2600、2100、1600、1100、500 cal yr B.P.(公元1950年前)(图2)。

  为了明确这种百年尺度干湿变化规律,研究利用希尔伯特黄变换-集合经验模态分解方法(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)(Huang and Wu,2008)去除噪声组分(c1-c2)及总体趋势组分(c6-c9),百年准周期波动组分(c3-c5)小波和谱分析发现,过去~3600年的气候干湿变化,存在显著的~500年和~210年周期(图3)。研究表明,~500年周期对应低纬海-气系统厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)和印度洋偶极子(IOD)长期模态导致的印度季风强度变化;~210年周期对应高纬北大西洋涛动(NAO)长期模态导致中纬度西风强度变化。青藏高原百年尺度的周期性气候变化,受到高低纬地区的共同影响。

  科研人员进一步将本研究的气候记录与吐蕃王朝历史文献记录对比,发现~500年和~210年气候周期叠加造成的干湿变化与吐蕃王朝社会发展关系紧密(图4)。总体上,吐蕃王朝兴盛与发达的时期对应气候相对湿润的阶段,而爆发战争和饥荒的时期对应气候干旱的阶段,特别在王朝晚期阶段(830-877CE),由~500年和~210年气候周期叠加造成的严重干旱和饥荒、政治斗争、佛教衰落、战争等状况的同时发生(图4),很可能是造成吐蕃王朝覆灭的重要原因。研究表明,百年尺度的周期性气候变化可对青藏高原历史时期人类社会的发展和变迁起到推动作用(Driving force)(Catto and Catto,2004)。

  研究成果发表在Palaeogeography, Palaeoclimatology, PalaeoecologyQuaternary Geochronology上。研究工作得到中科院战略性先导科技专项(A类、B类)、国家自然科学基金、国家重点研发计划、云南省高端人才项目的资助。

  论文链接:12 

图1.研究区概况和昂仁错位置图

图2.昂仁错孢粉分析结果

图3.孢粉组合PCA1时间序列分析结果。A、PCA1的EEMD分析结果,B、分解后的PCA1谱分析结果,C、分解后的PCA1小波分析结果

图4.~500年和~210年周期叠加的气候背景与吐蕃王朝历史文献记录对比结果

打印 责任编辑:侯茜

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