
在全球變暖背景下,全球水文變化趨勢備受關注,已成為科學家與政府部門共同關心的科學與現實問題。目前的全球水文變化評估工作仍嚴重缺少來自干旱區的有效數據,在一定程度上降低了預測結果的可靠性。
我國塔里木盆地屬于極端干旱區,缺水在很大程度上限制了區域經濟發展。古水文研究顯示,過去千年塔里木盆地曾存在一個“比現在濕潤”的時期,但是在濕潤期持續時長問題上仍存在分歧。
針對以上問題,中國科學院地質與地球物理研究所新生代地質與環境實驗室羅布泊研究團隊的李康康博士、秦小光研究員、許冰研究員、顧兆炎研究員和劉嘉麒院士等,聯合國內外多位研究人員,在全面調查羅布泊無人區古河網、古植被的基礎上(圖1A-圖1F),系統測定了羅布泊原位古林地的碳十四年代(圖1G-圖1H),進一步整合塔里木河流域已發表的古植被年代與現代林地的樹輪年代學結果,建立了獨立、年代可靠、高時空分辨率的過去千年塔里木盆地水文變化記錄。

圖1 羅布泊原位古林地與碳十四年代。A.古河道;B.站立的河岸林;C.古河床漂木;D.雅丹區倒臥的樹干;E.紅柳沙包;F.雅丹頂蘆葦甸層;G、H.古植被碳十四年代
研究發現,過去千年流域水文變化具有百年尺度波動特點,即豐水期(~1170-1500 CE)-枯水期(~1500-1650 CE)-豐水期(~1650-1900)模式(圖2),表明以往認為塔里木盆地最近千年連續濕潤的觀點是不準確的。

圖2 塔里木盆地林地年代。左上:盆地范圍內古植被碳十四年代;右上:羅布泊地區古林地碳十四年代;下:重建的過去千年水文變化記錄。綠色條帶代表豐水期,黃色條帶代表枯水期,實線為古林地的碳十四年齡分布,虛線為現代林地的樹輪年代分布
在枯水期結束后,塔里木河下游水系發生重組(圖3),奠定了現今塔里木河下游水系分布的雛形。提出流域尺度的河網連通性與流量變化控制了尾閭湖泊空間位置變化,為現今塔里木河綜合治理工作(河流分散等問題)提供重要參考。

圖3 過去千年塔里木盆地水系變化示意圖。箭頭指示塔里木河流域河流體系,綠色代表連通性較好,黃色代表連通性較差,問號表示缺少該區域植被年代數據