黃土高原在全新世經(jīng)歷了顯著的氣候波動和強(qiáng)烈的人類活動，然而，目前對區(qū)域生態(tài)環(huán)境對氣候變化和人類活動的響應(yīng)的認(rèn)識仍不清晰。

近期，中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所“極端氣候事件及影響”團(tuán)隊(duì)（EXCEIS）譚亮成課題組利用甘肅煙霧洞石筍高分辨率多指標(biāo)記錄，重建了黃土高原西部過去1400年水文氣候變化歷史；結(jié)合區(qū)域水文氣候指標(biāo)記錄、人類活動和植被演變記錄、以及歷史文獻(xiàn)記錄的干旱事件等，揭示區(qū)域水文氣候波動與生態(tài)環(huán)境演變及社會變化之間的緊密聯(lián)系。研究發(fā)現(xiàn)：（1）煙霧洞石筍穩(wěn)定同位素（δ18O和δ13C）受動力分餾效應(yīng)影響，反映了較為復(fù)雜的氣候信號；而微量元素（Sr/Ca、Mg/Ca和Ba/Ca）的第一主成分（PC1）與區(qū)域水文氣候記錄表現(xiàn)出較高的一致性，可作為區(qū)域干濕變化的可靠指標(biāo)（圖1和圖2）。（2）區(qū)域干濕變化與人類活動共同主導(dǎo)了黃土高原西部地區(qū)的植被演化。中世紀(jì)暖期相對暖濕的氣候環(huán)境與增強(qiáng)的人類活動導(dǎo)致植被覆蓋減少，而小冰期早期寒冷干旱的氣候及伴隨的農(nóng)業(yè)活動減弱，可能反而有利于地區(qū)植被的自然恢復(fù)（圖2）。極端干旱氣候可能通過生計危機(jī)引發(fā)地緣沖突，而黃土高原西部地區(qū)脆弱的生態(tài)環(huán)境則放大了社會變化對極端氣候事件的響應(yīng)。（3）隨著中世紀(jì)暖期至小冰期亞洲夏季風(fēng)強(qiáng)度的逐漸減弱，煙霧洞石筍記錄的年代至多年代際尺度干濕震蕩顯著增強(qiáng)，與歷史文獻(xiàn)中記載的洪澇和干旱事件頻發(fā)相吻合（圖3），而這一氣候變化特征可能與厄爾尼諾—南方濤動（ENSO）事件的作用密切相關(guān)。

研究成果近期發(fā)表在Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology期刊上，中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所博士后張金和博士生唐慧茹為共同第一作者，譚亮成研究員為通訊作者。研究工作得到國家杰出青年科學(xué)基金（42325705）、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)B類項(xiàng)目、中國科學(xué)院西部交叉團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（xbzg-zdsys-202217）、中國博士后科學(xué)基金（2024M753202）等的聯(lián)合資助。

Jin Zhang#, Huiru Tang#, Haiwei Zhang, Ashish Sinha, Le Ma, Jingjie Zang,Yanzhen Li, Liangcheng Tan*. Decadal to centennial scale hydroclimate oscillations on the western Loess Plateau during the past 1400 years. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 2025, 678, 113235. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2025.113235

圖1. 甘肅煙霧洞石筍YW-2多指標(biāo)記錄

圖2. 煙霧洞石筍記錄（微量元素PC1）與中國北方湖泊和人類活動記錄對比

圖3. 煙霧洞年代至多年代際尺度水文氣候變化（PC1 IMF1+2+3）與歷史文獻(xiàn)記載的區(qū)域干旱和洪水事件記錄對比