中国中部高山湖泊记录的小冰期水热配置不同模态_牛丽丽.pdf

收稿日期：2022-01-18；录用日期：2022-03-04；网络出版：2022-03-18Received Date:2022-01-18;Accepted Date:2022-03-04;Online first:2022-03-18基金项目：国家自然科学基金项目（42171153，41771208）；第二次青藏高原综合科学考察研究（2019QZKK0601）Foundation Item:National Natural Science Foundation of China(42171153,41771208);The Second Tibetan Plateau Scientific Expedition and Research(2019QZKK0601)通信作者：周爱锋，E-mail：Corresponding Author:ZHOU Aifeng,E-mail:研究论文ARTICLEVol.14 No.3 Jun.2023 DOI:10.7515/JEE222057地 球 环 境 学 报地 球 环 境 学 报Journal of Earth EnvironmentJournal of Earth EnvironmentJEE引用格式：Citation:牛丽丽,张 青,陈 林,等.2023.中国中部高山湖泊记录的小冰期水热配置不同模态 J.地球环境学报,14(3):315 327.Niu L L,Zhang Q,Chen L,et al.2023.Different modes of hydrothermal configuration recorded in alpine lakes of central China during the Little Ice Age J.Journal of Earth Environment,14(3):315 327.中国中部高山湖泊记录的小冰期水热配置不同模态牛丽丽，张 青，陈 林，张 姚，吴 铎，周爱锋*兰州大学 资源环境学院 西部环境教育部重点实验室，兰州 730000Different modes of hydrothermal configuration recorded in alpine lakes of central China during the Little Ice AgeNIU Lili,ZHANG Qing,CHEN Lin,ZHANG Yao,WU Duo,ZHOU Aifeng*MOE Key Laboratory of Western Chinas Environmental Systems,College of Earth and Environmental Sciences,Lanzhou University,Lanzhou 730000,China Abstract:Background,aim,and scope The Little Ice Age is a typical climatic event in the last 2 ka,and its hydrothermal configuration patterns differ markedly between southern and northern China.There is still a lack of research in the modes of hydrothermal change in alpine lakes that sensitive to climate change during the Little Ice Age and different geographical lakes about the hydrothermal configuration modes remain poorly understood.Based on the study of the climate change process of two alpine lakes in different geographical locations over the past 2 ka,this paper discusses the similarities and differences of the hydrothermal configuration modes and the possible driving mechanism during the Little Ice Age.Materials and methods In this study,sediment cores from two alpine lakes in central China,Yuhuangchi in the Taibai Mountain and Donghaizi in the Liupan Mountain were selected.By comparing index of the total organic carbon(TOC),total organic nitrogen(TN),carbon and nitrogen ratio(C/N)with published temperature and hydrological records in the area,we discussed the reliability of TOC 摘 要：小冰期水热配置模态在中国南北方存在明显差异，敏感响应于气候变化的高山湖泊在小冰期阶段水热变化模式仍缺乏研究。选取中国中部两个高山湖泊太白山玉皇池与六盘山东海子的沉积物岩心为研究对象，基于总有机碳（TOC）、总有机氮（TN），碳氮比（C/N）等地球化学指标，并结合已发表的水文数据，重建了东海子和玉皇池近 2 ka 来的水热变化模态。结果显示：近 2 ka 气候变化主要受太阳辐射影响，在 900 AD 之前，两个湖泊区域气候同为冷湿，中世纪暖期（900 1300 AD）转为暖干；在小冰期（1300 1800 AD）时期水热组合不同，东海子降水与温度呈同步下降趋势，主要受控于东亚夏季风，而处于东海子东南方向的玉皇池表现为降水的持续增加，可能受加强的印度季风和厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）的共同影响。关键词：高山湖泊；小冰期；水热配置；太阳辐射316地球环境学报第 14 卷DOI:10.7515/JEE222057DOI:10.7515/JEE222057and TN for indicating temperature variation,and reconstructed the hydrothermal patterns of Donghaizi and Yuhuangchi over the last 2 ka.Results The climate change during the last 2 ka were mainly influenced by total solar radiation,with the climate of both lakes being cold and wet until 900 AD,and turning warm and dry during the Medieval Warm Period(900 1300 AD);the hydrothermal combination was different during the Little Ice Age(1300 1800 AD),with Donghaizi showing a synchronous decline in precipitation and temperature,while Yuhuangchi,which is located in the southeast of Donghaizi,showing an increase in precipitation.These two alpine lakes in different geographical locations showed different modes of hydrothermal configuration during the Little Ice Age.Discussion The decreased trend of Donghaizi precipitation during the Little Ice Age is consistent with the precipitation changes reconstructed by pollen in the north China,indicating it is mainly controlled by the East Asian Summer Monsoon and the hydrothermal configuration changes synchronically.However,precipitation at Yuhuangchi,located at south of Donghaizi,showing an upward trend during this period,suggesting that it was controlled by a more complex driving mechanism.The East Pacific sea surface temperature(SST)record shows an El Nio state during this period,coupled with the extension of the West Pacific Subtropical High to the southwest,which met with the Indian monsoon in its strong phase.Therefore,they gathered in front of the Qinling Mountain and produced topographic rain as the elevation increased.In addition,they brought a large amount of clouds with increasing precipitation and producing a umbrella effect that made the Yuhuangchi area cooler.Conclusions Thevariation of TOC and TN in sediments from Donghaizi and Yuhuangchi correspond to the variation of area temperature.Before the Medieval Warm Period,the climate of the two lakes changed synchronously.However,during the Little Ice Age,the precipitation and temperature in Donghaizi decreased synchronously,which was mainly controlled by the East Asian Summer Monsoon,while the precipitation in Yuhuangchi showed an increase in precipitation.This is probably influenced by the strengthening Indian monsoon and the El Nio-Southern Oscillation.Recommendations and perspectives The results are valuable for understanding the spatial characteristics and driving mechanism of precipitation in east Asia during the Little Ice Age.Key words:alpine lakes;the Little Ice Age;hydrothermal configuration;the solar radiation全球气候变化一直是学术界和大众关注的热点，其不仅会对环境产生深刻影响，也关系着人类社会的可持续发展及环境安全。全球变暖背景下，全球平均温度比工业化前高了 1.5（IPCC，2021），由此导致全球气候发生一系列改变，并严重影响全球水热配置，引起全球性的气象灾害频发。小冰期（Little Ice Age，LIA）是具有全球特征的百年尺度气候事件（Mann et al.，2009），时间跨度约为 1400 1850 AD（Bond et al.，2001；Yan et al.，2015），处于中世纪暖期（1000 1300 AD）和现代暖期（1850 AD 至今）之间，不同区域内 LIA 开始时间存在一定差异，但结束时间大多集中在 19 世纪末（刘嘉麒等，2001）。作为工业化前距离最近的冷期，LIA气候波动受到了广泛关注（葛全胜等，2014；Chen et al.，2015a；Zhou et al.，2019）。研究表明，北半球小冰期阶段气温相较于器测资料记录的年均温下降了 0.5左右（Wilson et al.，2016），王绍武（1995）总结了近年来国内外对于 LIA 气候的研究，认为太阳活动与火山活动是 LIA 形成的原因。大量区域气候重建和模拟记录显示，中国小冰期的水热配置模态较为复杂（葛全胜等，2015；Zheng et al.，2017），且存在较大的时空差异性。研究认为在东亚夏季风区，小冰期时期存在冷湿或冷干两种水热配置模态（Ge et al.，2011；张娴等，2013；崔树昆等，2021），也有研究将中国区域小冰期的水热变化划分为“东 西”和“南 北”两种模态（Chen et al.，2015a），具体而言，以现代东亚夏季风线为界（Feng et al.，2013），中国西部表现为冷湿，而东部则表现为冷干，此外，研究发现在中国东南部的内陆更有可能在小冰期出现冷干气候，而近海区域则更易出现冷湿气候（童国榜等，1996；Hu et al.，2008）。LIA 的降水在中国不同区域呈现为不同的变化模式，这也暗示其受到了较为复杂的驱动机制影响，而先前的研究认为 LIA 的降水变率主要受控于热带辐合带（ITCZ）位置的南北移动、厄尔尼诺-南方涛动第 3 期牛丽丽，等：中国中部高山湖泊记录的小冰期水热配置不同模态317DOI:10.7515/JEE222057DOI:10.7515/JEE222057（ENSO）和东亚季风强度的变化等（Tan et al.，2009）。气候变化对高山气候系统的影响尤为明显（王慧等，2020），高山环境系统作为一个整体响应气候变化，不同环境要素（温度、降水及植被等）之间的相互作用可能使高山气候演变更为复杂，为此需要开展全方面的高山气候变化响应的研究（戴君虎等，2005）。湖泊沉积可提供连续且高分辨率的区域环境变化记录（沈吉，2009）。太白山及六盘山处于东亚季风边缘区，其独有的高山湖泊成为研究中国高山古环境和古气候演变的重要载体，在过去的几十年里，已经有很多研究者依据不同的环境指标对六盘山和太白山地区不同时间尺度的环境变化做了研究（宋雅琼等，2016；郁科科等，2020；张欢等，2021）。前人研究多集中在对单一湖泊气候变化的相关研究，对于不同地理位置的高山湖泊在小冰期时期的水热配置模态还缺乏深入研究。因此，本文以中国中部六盘山东海子和太白山玉皇池为研究区域，基于湖泊沉积物总有机碳（TOC）、总有机氮（TN）、碳氮比值（C/N）以及已发表的区域水文数据，重建东海子和玉皇池两个高山湖泊近 2 ka 来的水热变化，旨在通过对这两个不同地理位置高山湖泊近 2 ka 来气候变化过程的研究，探究两者在小冰期时期水热配置模态的异同及可能的驱动机制，为全面、深入地认识近千年气候变化及预测未来气候变化趋势的气候模拟提供更多信息。1 研究区概况1.1 六盘山东海子六盘山（35503710N，105 10630E）地处黄土高原中部，呈东南 西北走向，其海拔多在 2000 m 以上，区域植被类型以温带植物为主，包括落叶阔叶林、针叶林、常绿阔叶灌丛、草原、草甸等，该区的乔木种主要有华北落叶松（Larix gmelinii var.principis-rupprechtii）、华山松（Pinus armandii）、油松（Pinus tabuliformis）、人 工 种植的云杉（Picea asperata）等；灌丛主要分布着虎榛子（Ostryopsis davidiana）、沙棘（Hippophae rhamnoides L.）等；草本植物主要有艾（Artemisiaargyi）和长芒草（Stipa bungeana）等（韩新生，2020）。东 海 子（35413617N，1063210658E，海拔 1939 m，图 1a）位于宁夏固原市六盘山东麓，湖泊面积约 0.6 km2，最大水深约为5 m，湖泊以降水补给为主。区内主要受温带半干旱大陆性季风气候影响，根据固原市气象站 30 a（1981 2010 年）的观测数据显示（图 1b），六盘山年均气温约 6，最低温出现在 1 月，年均降水量 490 mm，降水主要集中在 5 9 月，占全年降水的 72%。湖泊周围以温带草原和人工林为主，生长有少量的灌木，草本植物主要以蒿属和藜科植物为优势种，主要包括艾、白羊草（Bothriochloa ischaemum）等，含有少量蓼属植物，人工林以华北落叶松和白桦（Betula platy-phylla）为主（Guo et al.，2022）。1.2 太白山玉皇池秦岭位于黄土高原南缘，是中国重要的气候 南 北 分 界 线，太 白 山（33413410N，10719 10758E）位于秦岭中段，是中国中东部地区少有的林线之上分布有高山湖泊的山峰。植被类型随海拔的升高而改变，具体的植被类型有栎林、桦木林、以冷杉（Abies fabri）和落叶松（Larix gmelinii）为主的针叶林、高山灌丛和草甸（海拔高度分别为 780 2200 m，2200 2730 m，2730 3400 m，3400 m）（张彩娜等，2015）。玉皇池（335639 335645N，1074559 1074606E，海拔 3360 m，图 1a）是太白山上最大的冰蚀湖（傅志军，2008），湖泊面积约 0.026 km2，最大水深约 25 m，根据佛坪气象站 30 a（1981 2010）的观测数据显示（图1c），佛坪县（海拔 1000 m）年均温为 12，年均降水量为 920 mm，降水集中在 5 9 月，占全年降水的 76.6%。湖泊周围植被以高山灌丛和草甸为主，其中，灌木主要是高山柳（Salix takasagoalpina）、杜鹃花科和蔷薇科的类群，当地草本植物主要以毛茛科、十字花科和禾本科为主，乔木以巴山冷杉（Abies fargesii）和秦岭红杉（Larix potaninii var.chinensis）为优势种（Zhang et al.，2021a）。2 材料与方法课题组于 2013 年使用平台钻（UWITEC）在东海子湖心获取长为470 cm的岩心（DHZ13A），2015 年利用活塞钻在玉皇池湖心位置获取长为135 cm 岩心（YHC15A），所有样品带回实验室储存于 4的冷藏室里，之后按照 1 cm 间隔分样，分别获得东海子样品 470 个和玉皇池样品 135 个。318地球环境学报第 14 卷DOI:10.7515/JEE222057DOI:10.7515/JEE222057本研究选取 YHC15A 前 86 个样品及 DHZ13A前 143 个样品用于研究。TOC 及 TN 前处理使用10%盐酸去除样品中的碳酸盐，使用去离子水冲洗至中性后干燥，称取适量干燥样品放入锡杯中，使用元素分析仪（EA Flash 1112）测定，仪器在1020氧化条件下测定 TOC 和 TN 含量，每 20 个样品插入 1 个质控标样，样品 C/N 由测得的 TOC和 TN 含量使用公式(1)计算摩尔比得出。以上实验与测定在中国科学院南京地理与湖泊研究所完成。C/N=TOC TN14 12 (1)式中：TOC代表 TOC 含量，TN代表 TN 含量。3 结果3.1 年代序列东海子和玉皇池年代序列基于全有机质测得（表 1），分别在北京大学和美国 Beta 年代学实验室完成。考虑到可能存在碳库效应，本文运用截距法对深度 年代数据进行二次拟合，确定玉皇池沉积碳库年龄为 1340 a，东海子截距较小，认为没有碳库效应，扣除碳库后的14C 年代采用Bacon 软件和 IntCal 20 校正曲线进行年代校正，并用贝叶斯模型来建立湖泊的年代 深度框架，获得本研究所采用东海子与玉皇池的底部年龄分别为 1650 cal a BP 和 1910 cal a BP（图 2）。表 1 六盘山东海子（DHZ13A）和太白山玉皇池（YHC15A）AMS14C 测年结果Tab.1 AMS14C dates for Donghaizi(DHZ13A)of Liupan Mountain and Yuhuangchi(YHC15A)of Taibai Mountain 实验室编号Lab no.样品编号Sample ID深度Depth/cm年代14C age/a BP误差Error/a校正后年代Calibrated 14C age/cal a BPLZU15138DHZ13A1-10010046020494 526LZU15139DHZ13A2-0582001295251177 1229LZU15140DHZ13A2-1583001745301565 1707Beta-425231YHC15A-1010153030137 225Beta-425232YHC15A-3030192030584 645Beta-425233YHC15A-5050237030903 977Beta-425237YHC15A-70702870301347 1423Beta-425234YHC15A-1101104140302843 2967a：研究点（东海子和玉皇池）地理位置示意图；b：六盘山固原气象站月平均温度、降水图；c：太白山佛坪气象站月平均温度、降水图（数据来自中国气象数据网 http:/ geographical location of the study point(Donghaizi and Yuhuangchi);b:monthly average temperature and precipitation recorded by Guyuan meteorological station;c:monthly average temperature and precipitation recorded by Foping meteorological station(data from https:/ 1 研究点地理位置及现代气候状况示意图Fig.1 Geographical location and modern climate of the study area第 3 期牛丽丽，等：中国中部高山湖泊记录的小冰期水热配置不同模态319DOI:10.7515/JEE222057DOI:10.7515/JEE222057图 2 六盘山东海子（DHZ13A）年龄 深度模型（a）与太白山玉皇池（YHC15A）年龄 深度模型（b）Fig.2 Age-depth model for Donghaizi(DHZ13A)of Liupan Mountain based on AMS 14C dates(a)and age depth model for Yuhuangchi(YHC15A)of Taibai Mountain based on AMS 14C dates(b)3.2 化学指标结果3.2.1 DHZ13A TOC、TN、C/N 随年代变化 DHZ13A 钻 孔 沉 积 物 指 标 结 果 显 示（图3）：TOC 变化范围为 1.02%3.52%，平均值为2.19%，TN 变化范围为 0.09%0.31%，平均值为0.20%，TOC 和 TN 总体变化趋势相似。C/N 值在10.92 18.17，平均值为 12.57，根据沉积物总体变化趋势可将其分为四个阶段：300 900 AD，TOC 和 TN 含量整体处于剖面低值段，但指标波动较为剧烈，在 650 AD 处有迅速升高现象，之后又迅速下降并保持稳定，C/N 平均值为 12.92，在 750 AD 出现低值 10.92；900 1300 AD，TOC和 TN 含量先升高后降低并出现极大值 3.52%和 0.31%，C/N 值降低，平均值为 12.58；1300 1800 AD，此阶段 TOC 和 TN 含量较上一阶段明显降低，并在 1770 AD 左右分别出现极小值 1.70%和 0.12%，C/N 值整体呈下降，在 1770 AD 处出现迅速升高现象，达到岩心最高值 18.17；1800 2013 AD，TOC、TN 含量和 C/N 值均呈波动下降趋势。图 3 DHZ13A 岩心示意图和地球化学指标随深度 年代变化趋势Fig.3 Core schematic and geochemical indices vary with depth age for DHZ13A320地球环境学报第 14 卷DOI:10.7515/JEE222057DOI:10.7515/JEE2220573.2.2 YHC15A TOC、TN、C/N 随年代深度变化 YHC15A 钻孔沉积物指标结果显示（图 4）：TOC 在 2.63%3.79%波动，平均值为 3.25%，TN 变化范围为 0.27%0.39%，平均值为 0.33%，两者呈现出相似的变化趋势，C/N 变化范围在10.10 12.21，平均值为 11.55。根据沉积物总体变化趋势可将其分为四个阶段：40 900 AD，TOC、TN 呈现上升趋势，C/N 值较为稳定，平均 值 为 11.56；900 1300 AD，TOC、TN 含 量和 C/N 值呈升高趋势在 1075 AD 处分别达到高值 3.79%、0.37%和 12.09，之后呈缓慢下降趋势至 3.27%、0.33%和 10.90；1300 1800 AD，TOC 和 TN 含量波动下降，在 1630 AD 处分别达到最小值 2.63%、0.27%后逐渐上升，C/N 值在 11.53 附近波动，整体变化趋势较为稳定，但在 1340 AD 降至岩心最低值 10.10；1800 2015 AD，TOC 和 TN 含量整体呈先升后降趋势，在1890 AD 分别达到高值 3.57%和 0.36%下降至1950 AD 后有所回升，此阶段的 C/N 值整体呈下降趋势，平均值为 11.50。图 4 YHC15A 岩心示意图和地球化学指标随深度 年代变化趋势Fig.4 Core schematic and geochemical indices vary with depth age for YHC15A4 讨论4.1 地球化学指标的环境指代意义4.1.1 TOC、TN 及 C/N 值的古环境意义 东海子和玉皇池的 TOC 和 TN 都呈现了较高的相关性（图 5），说明两者受相同的环境因子控制。湖泊沉积物中的 TOC 和 TN 含量常被作为沉积物中有机质丰度的基本参数（李倩，2011），其高低一般取决于有机质的输入量及沉积环境对有机质的保存能力，有机质来源主要有外源陆生植物及湖泊自生水生植物，因而在一定程度上可以反映湖区气候状况（Zhou et al.，2005；贾红娟等，2017；阳小兰等，2017），在温暖条件下，湖泊水生植物及流域陆生植被繁茂，湖泊沉积物中有机质含量较高，反之，在寒冷条件下，湖泊及其周围流域的植物生长受到抑制，沉积物中的有机质含量较低（Meyers，2003）。考虑到东海子和玉皇池区域的流域侵蚀及植被变化也可能对 TOC 和 TN 信号产生影响，本文对两个湖泊小冰期阶段的沉积速率进行了讨论：由图 3、图 4 可以看出，东海子和玉皇池沉积速率在小冰期变化相对稳定，说明两者的输入来源稳定，没有受到流域侵蚀的影响，此外，Zhang et al.（2021a）基于大爷海孢粉重建的太白山植被变化情况显示，在近 1 ka 来区域植被没有出现明显变化。因此，两个湖泊的 TOC 和 TN 更多反映的是区域温度的变化，受到的外界干扰因素较第 3 期牛丽丽，等：中国中部高山湖泊记录的小冰期水热配置不同模态321DOI:10.7515/JEE222057DOI:10.7515/JEE222057少。为了进一步确定东海子与玉皇池的 TOC 和TN 具有指示温度信号的潜力，本文收集了六盘山（Zhang et al.，2021b）和秦岭地区（Chen et al.，2021a）已有的温度定量重建结果并进行了对比分析（图 6），结果显示东海子 TOC（图 6b）与Zhang et al.（2021b）基于 brGDGTs 重建的六盘山北联池温度变化趋势（图 6a）较为一致，位于秦岭太白山的玉皇池 TOC 数据（图 6d；蓝色线）与 Chen et al.（2021a）基于树轮宽度重建的秦岭地区 1740 年以来的温度变化（图 6d；红色线）同样具有较高的相似性，这从侧面证实了本文 TOC与 TN 数据指示区域温度变化的可靠性。因此，东海子和玉皇池的 TOC 和 TN 含量高低一定程度上反映了温度的变化，即TOC和 TN 高值对应暖期，低值对应冷期，并在许多湖泊研究中得到了印证（张风菊等，2018；张姚等，2019）。图 5 DHZ13A 的 TOC 和 TN 相关性分析结果图（a）与 YHC15A 的 TOC 和 TN 相关性分析结果图（b）Fig.5 Correlation analysis results of TOC and TN for DHZ13A(a)and correlation analysis results of TOC and TN for YHC15A(b)沉积物 TOC/TN 比值是判断湖泊有机质来源的常用指标（Krishnamurthy et al.，1986；Lamb et al.，2004）。湖泊水生植物由于含有较高的蛋白质和脂类，C/N 值一般小于 10，而陆生维管植物和挺水植物富含纤维素和木质素，其 C/N 值一般在 20 30（Meyers，1994），大多数湖泊沉积物的 C/N 值在 13 14，指示内源和外源共同控制湖泊有机质来源（Meyers and Lallier-vergs，1999）。根据上述结果来看，东海子 C/N 值除在43 cm 和 243 cm 分别出现高值 18.17、17.23 外大部分在 10.92 14，平均值为 12.57，玉皇池 C/N值在 10.10 12.21，平均值为 11.55，表明六盘山东海子和太白山玉皇池的有机质来源可能受到内源和外源共同影响。4.2 东海子和玉皇池水热配置演化历史基于对六盘山东海子 DHZ13A 和太白山玉皇池 YHC15A 岩心 TOC、TN 含量和 C/N 数据分析，本文确定了六盘山和太白山湖泊流域的温度变化及有机质来源，结合六盘山和太白山已发表的水文数据（Zhao et al.，2010；Chen et al.，2021b），重建了东海子和玉皇池两个高山湖泊近2 ka 来的气候演化历史。在 900 AD 前，东海子 TOC 和 TN 含量处于低值，C/N 平均值为 12.92，指示湖泊流域温度较低，湖泊有机质来源主要为内源和外源，在650 AD 区域出现了较短时间的温暖期，陆生植物输入比例增加，降水量处于高值（Zhao et al.，2010）（图 7b），气候冷湿，同时玉皇池湖泊较低的 TOC 和 TN 含量也指示温度较低，C/N 值在11 附近波动且较为稳定，指示湖泊沉积物有机质来源较为稳定，为内源和外源的共同输入，大爷海水文重建数据（Chen et al.，2021b）（图 7d）显示此时降水量较高，区域气候同为冷湿；在900 1300 AD（中世纪暖期），两个高山湖泊的TOC 和 TN 显著增加达到整个剖面的峰值，C/N值增加，此阶段流域处于温暖期，陆源有机质输入增加，导致湖泊有机质含量的增加，值得注意的是玉皇池 C/N 值在 1340 AD 出现低值，湖泊自身有机质输入增加，此时 TOC 含量的减少也指示温度有一定程度的下降，此时期六盘山和太白山区域降水量较少，区域气候暖干，玉皇池在 1340 AD左右有短时间的冷干现象；在 1400 1800 AD（小冰期）阶段，两个湖泊沉积物的 TOC、TN 含量及 C/N 值显著降低，说明流域温度下降，陆源有机质输入减少，六盘山降水数据指示降水量下322地球环境学报第 14 卷DOI:10.7515/JEE222057DOI:10.7515/JEE222057降，与温度协同变化，而太白山水文数据（Chen et al.，2021b）（图 7d）则显示此阶段的降水量呈上升趋势，与温度呈非同步变化。整体而言，东海子小冰期气候主要为冷干，区别于玉皇池此阶段的冷湿，两者气候变化模态呈现不同步现象。1850 年后全球持续增温进入现代暖期，东海子和玉皇池的 TOC、TN 和 C/N 值含量却呈现下降趋势，究其原因，东海子与玉皇池所在区域人口自1850 年开始迅速增加，人类大量砍伐森林导致湖泊陆源有机质输入减少，海拔较低的东海子易受到直接影响导致湖泊有机质含量降低，秦岭地区也因人类不合理的开发使得林线下限在近百年的时间里上升了近 200 m（秦进等，2017），玉皇池所在的太白山有“玄德洞天”之称，吸引大量修道人士前来并在此处原地取材修建道观，此外，玉皇池周边区域因受冰川漂砾风化作用，土壤发育较差，对湖泊有机质贡献较小，最终导致湖泊总有机质含量下降。4.3 小冰期水热配置不同模态及可能的驱动机制东海子和玉皇池对于典型气候事件（中世纪暖期和小冰期）的响应具有时间同步性，主要受控于总太阳辐射的变化（Steinhilber et al.，2009）（图 7i），水热配置在小冰期之前呈同步变化，但在小冰期呈现不同的水热组合模式，具体而言，位于中国中部的六盘山东海子在小冰期温度和降水呈同步下降趋势，而处于其南方的太白山玉皇池在此阶段表现为温度的下降与降水的持续上升。a：六盘山北联池基于 brGDGTs 重建的温度变化（Zhang et al.，2021b）；b：六盘山东海子 TOC 变化趋势；c：六盘山东海子 TN 变化趋势；d：太白山玉皇池 TOC（蓝色线）变化趋势和秦岭地区基于树轮宽度重建的温度变化（5 点平滑的红色线）（Chen et al.，2021a）；e：太白山玉皇池 TN 变化趋势。a:temperature changes in the Beilianchi of Liupan Mountain based on brGDGTs reconstruction(Zhang et al.,2021b);b:TOC changes in Donghaizi of Liupan Mountain;c:TN changes in Donghaizi of L