树轮揭示丝绸之路东段过去400余年干湿变化特征
丝绸之路是一条自古迄今横亘于欧亚大陆间的商贸大道，也是一条东西方文化交流的大道。随着新丝绸之路的开通和丝绸之路经济带的提出，丝绸之路沿线地区的干湿变化研究变得越来越重要。干湿变化通过调控沿线经济社会文明状况来间接影响丝绸之路的兴衰。全球气候变化背景下，在全面推进丝绸之路经济带建设的进程中，充分认识沿线地区干湿状况及变化规律极其重要。通过分析干湿状况可以探寻干湿变化规律，为丝绸之路经济带的农林牧等经济规划和发展提供科学数据。
研究运用区域气候重建的综合集成方法，利用华山、贵清山、崆峒山、石门山、泰和山5个树轮年表重建了丝绸之路东段地区1568-2014年干湿变化。将重建的帕尔默干旱指数（PDSI）11年滑动平均之后，得出了过去400余年干湿变化年代际特征。该地区出现了1573–1615年、1623–1628年、1646–1681年、1731–1759年、1779–1804年、1885–1918年、1934–1989年7个湿润期，1616–1622年、1629–1645年、1682–1730年、1760–1778年、1805–1884年、1919–1933年、1990–2009年7个干旱期。其中的4个干旱期很好地记录了明朝崇祯大旱、清朝康雍奇灾、光绪丁戊奇荒以及1920s北方大旱等历史重大干旱事件。PDSI序列在年代际尺度上与中北部降水、西秦岭降水以及研究区旱涝指数具有相近变化形式。
图1. 丝绸之路东段区域PDSI的重建和检验（a中的红线为11年滑动平均）
太平洋与欧亚大陆间的海气相互作用对东亚地区的气候变化起着重要作用，而我们的研究区域处于亚洲季风区，太平洋上的PDO和ENSO对该区域的干湿变化影响重大。ENSO对干旱的影响主要为年际变化，PDO为年代际作用，当PDO处于不同相位时，ENSO多干旱的影响作用变化较大。通过周期分析，发现重建的PDSI存在的2.1-3.8a周期与ENSO变化周期比较一致，17.0-42.7a周期与PDO周期一致，说明PDSI的变化在长时间尺度上与ENSO和PDO有一定的关系。在年代际尺度上，ENSO和PDO对干旱的影响作用基本一致。当ENSO较强时期、PDO处于暖相位，研究区干旱加强，反之湿润。但是，当ENSO/PDO处于反相位时，干湿变化特征不明显。这说明，ENSO对研究区域干旱的影响不仅在年际而且在年代际上与PDO的相位有关。
图2. 重建PDSI与PDO、ENSO的对比（平滑曲线均为20年低通滤波）
该成果于2019年1月发表于《Ecological Indicators》期刊上。本研究得到了得到中国科学院“西部之光”人才培养引进计划、中国科学院（QYZDJ-SSW-DQC021、XDPB05和GJHZ1777）、国家自然科学基金（41630531）、中国科学院地球环境研究所、黄土与第四纪地质国家重点实验室项目资助。
Sun, C. F, & Liu, Y. (2019). Tree-ring-based drought variability in the eastern region of the silk road and its linkages to the Pacific Ocean. Ecological Indicators, 96, 421-429.
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