江南地區(qū)大致位于北緯30度附近，屬于副熱帶高壓的控制范圍?？v觀全世界同緯度地區(qū)，由于常年受副熱帶高壓控制，降水稀少，大部分地區(qū)被沙漠覆蓋。然而，奇妙的是，進入同緯度的我國江南地區(qū)，世界卻仿佛變了一番模樣，不僅擺脫了淪為干旱荒漠的厄運，反而成為了降水豐沛、林木蔥郁的濕潤季風區(qū)，成為了全球副熱帶沙漠中的一片綠洲。
江南的濕潤與富足得益于季風氣候，它為江南地區(qū)帶來了豐沛的降水，深刻影響著當?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活和社會經(jīng)濟發(fā)展。季風的建立標志著江南地區(qū)新生代環(huán)境的重大轉變。那么，江南地區(qū)現(xiàn)代季風氣候的基本格局是何時形成的？東亞季風建立前，江南地區(qū)是否也為荒漠植被景觀？何時從荒漠變?yōu)榧撅L氣候？驅動機制又是什么？這些科學問題一直是學術界爭論的焦點。
(資料圖片)
清江盆地位于江西省中部（28°N），是一個內陸斷陷盆地，盆地內晚白堊至古近紀地層發(fā)育，是我國南方重要的巖鹽產(chǎn)地（圖1）。中國科學院青藏高原研究所新生代環(huán)境團隊謝宇龍博士等發(fā)現(xiàn)，清江盆地早始新世清江組發(fā)育了大量指示干熱氣候的蒸發(fā)巖沉積（巖鹽、石膏和鈣芒硝），晚始新世臨江組則轉變?yōu)榈喑练e（圖2）。上述巖性的重大轉變暗示了清江盆地始新世的氣候經(jīng)歷了由干旱到潮濕的重大轉變，很可能是對季風建立的沉積響應，有望解開江南何時從荒漠變?yōu)樗l(xiāng)的謎題。
科研人員在江西中部清江盆地清江組一段中上部（鉆孔）和臨江組地層剖面中（圖2）獲取了豐富的孢粉化石，通過對比分析多門類化石，進一步確定清江組一段中上部和臨江組的時代分別為早始新世和晚始新世，并對這2套地層的孢粉化石進行詳細研究，利用氣候幅度法和共存分析方法定量重建了早始新世和晚始新世的氣候參數(shù)，恢復了清江盆地始新世的氣候變化歷史。結果表明，清江盆地始新世時期的植被（圖3和4）和氣候發(fā)生了明顯轉變：早始新世（約5000多萬年前）是一片干旱的荒漠，常年受副熱帶高壓控制，年降水量不足200 mm，低洼處形成了大規(guī)模的鹽湖沉積，鹽湖周邊生長著大量耐旱的麻黃（圖4a）；但到了晚始新世（約4000萬年前），季風氣候開始在該地區(qū)起主導作用，氣候明顯變得濕潤，年降水量大幅增加到1400 mm，且降水具有明顯的季節(jié)性，出現(xiàn)大量以喜溫暖濕潤氣候的杉科植物（水杉、落羽杉、水松和紅杉）為主的沼澤森林（圖4b）。上述結果表明，東亞季風至少在晚始新世就已經(jīng)在江南地區(qū)建立，比傳統(tǒng)觀點認為的晚漸新世-早中新世（約2300萬年前）的要早得多。
通過開展晚始新世青藏高原的構造演化與古地理格局的集成研究，作者認為，晚始新世江南地區(qū)東亞季風的建立主要是受古地理變化控制，而受大氣CO2濃度的影響較小。晚始新世印度板塊漂移速率急劇下降指示印度板塊與亞洲板塊全面碰撞，導致此時新特提斯?？焖訇P閉、副特提斯海急劇后退、青藏高原南部岡底斯山快速北移和青藏高原中部、東南部快速隆升，并耦合南極冰蓋增長，共同導致了亞洲陸地面積急速擴大，強化了海陸熱力對比，東亞季風在晚始新世時期顯著增強和向北擴張，江南地區(qū)的古氣候和古生態(tài)環(huán)境發(fā)生了重大轉變，從早始新世的干旱荒漠環(huán)境轉變?yōu)橥硎夹率赖臐駶櫳终訚森h(huán)境，自此奠定了“回歸沙漠帶上的綠洲”的基本格局。此后又經(jīng)過漫長的自然演變和近代人類活動的改造，江南地區(qū)最終成為了“魚米之鄉(xiāng)”。
該研究為理解東亞季風早期起源演化提供新的視野，并質疑了江南濕潤的季風氣候起源于新近紀的傳統(tǒng)觀點。該研究成果近日以“Late Eocene onset of the East Asian Monsoon in the Qingjiang Basin of central Jiangxi Province (southeast China) revealed by a major vegetation transition from desert to forest”為題，正式發(fā)表在國際地學期刊《古地理、古氣候、古生態(tài)》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）。我所謝宇龍博士后為第一作者，吳福莉研究員和方小敏研究員為共同通訊作者。該研究得到了“第二次青藏高原綜合科學考察研究”專項（2019QZKK0707），中國科學院A類戰(zhàn)略性先導科技專項“泛第三極環(huán)境變化與綠色絲綢之路建設”(XDA20070201)，“青藏高原地球系統(tǒng)”基礎科學中心項目（CTPES, No. 41988101-01）和國家自然科學基金項目（41971112, 41972195, 42130205）的聯(lián)合資助。
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0031018222003492
圖1 （a）清江盆地地理位置圖，（b）清江盆地質圖，LJ：臨江組剖面；QJ：清江組鉆孔
圖2 清江盆地臨江組（a-d）和清江組（e-g）巖性柱和巖性照片
圖3 清江盆地早始新世（Zone A）和晚始新世（Zone B）主要孢粉類型百分比圖譜
圖4 清江盆地始新世植被景觀（陸地生態(tài)系統(tǒng)）演變圖，（a）早始新世：以耐旱麻黃為主的灌木荒漠，（b）晚始新世：以喜濕潤的杉科植物和山地針闊混交林為主的沼澤森林
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