印度季风作为亚洲季风系统的主要组成部分,其变化不仅影响着我国西南地区的降水,而且通过印度洋大规模的水汽输送影响着整个东亚地区的降水,从而与区域的生态环境和社会经济发展息息相关。因此,研究地质历史时期印度季风的变化规律具有重要的现实意义,有助于更好地预测在全球变暖背景下区域未来的气候变化。前人已经开展了大量关于印度季风变化的研究且取得了很大进展,然而由于年代及代用指标的可靠性,部分研究结果存在争议。因此,开展具有可靠年代、能够明确指示印度季风变化的代用记录有助于理解和认识印度季风的变化历史。云南高原位于青藏高原东南缘,属于印度季风影响的典型区域。区内构造断陷湖泊分布密集、生物多样性丰富,是利用湖泊沉积开展古植被、古气候及印度季风变化研究的理想区域。本文选择云南高原中部星云湖为研究对象,首先对星云湖及流域现代植被进行调查,共分析25个流域表土孢粉样品和10个湖泊表层沉积物孢粉样品,以了解现代植被状态下的孢粉组合特征。然后在湖泊水深9.0 m处分别获取长974 cm的长岩芯XY08A钻孔和长34 cm的短岩芯XY13B钻孔。在XY08A孔中挑选出15个陆生植物残体,利用AMS ¹⁴C测年技术对其进行年代测定并建立了可靠的地层年代序列。也对钻孔顶部245 cm的岩芯进行高分辨率的AMS ¹⁴C年代测量,共测量了15个全有机样品和2个腐殖酸样品,结合短岩芯XY13B孔²¹⁰Pb和¹³⁷Cs确定的年代模式,建立了该段岩芯的年代模式。最后基于孢粉现代过程研究,对沉积岩芯主要进行孢粉分析（共分析样品204个,每个样品平均统计780粒孢粉）,并结合粒度（共分析样品486个）、磁化率（共分析样品486个）、TOC、TN及C/N比值（共分析样品124个）等指标分析,重建了星云湖末次冰期、全新世和过去2000年的植被和气候变化;并基于现代孢粉-气候因子数据库,建立孢粉-降水转换函数,定量重建了全新世和过去2000年的年均降水量变化,并通过与其他代用指标及区域对比,系统认识了印度夏季风的变化历史并尝试探讨其可能的机制。本文的主要结论如下:1.星云湖现代孢粉分析星云湖流域表土样品及湖泊表层沉积物样品的孢粉分析表明,星云湖流域的主要孢粉类型为松属、常绿及落叶栎类、桤木属、禾本科、蒿属,十字花科和藜科,这与区域现代植被组成一致。受到湖泊扰动及再沉积作用的影响,不同水深处湖泊表层沉积物中花粉分布均匀。湖泊表层沉积物的花粉组合能够很好地代表流域的植被状况,而流域表土样品的孢粉组合只能代表局地的植被组成。2.岩芯的年代框架沉积岩芯XY08A孔的15个陆生植物残体的AMS ¹⁴C年代结果、钻孔指标与已发表资料的对比显示,湖泊沉积物在485-490 cm之间样品丢失,故重建研究分段进行。下半段岩芯（490-974 cm）7个陆生植物残体年代代表的年代范围为36400-13400 cal yr BP;上半段岩芯（485-0 cm）8个陆生植物残体和炭屑年代代表的年代范围为过去8500年。3.末次冰期（36400-13400 cal yr BP）植被与气候变化1)星云湖974-490 cm段岩芯62个样品（974-616 cm段分辨率为275年;616-490 cm段分辨率为460年）的孢粉分析显示,孢粉组合的主要成分为松属、常绿栎类、云冷杉、铁杉、落叶栎、禾本科及莎草科。该时期区域植被变化经历了3个阶段。阶段1（36400-29200 cal yr BP）,区域植被为以松属和常绿栎为主的针阔混交林,湖泊周围山上有铁杉和云冷杉生长。其中36400-33900 cal yr BP时段湖泊周围为松林和常绿栎林,周围山上分布铁杉林或铁杉及常绿阔叶树组成的混交林;33900-31500 cal yr BP期间铁杉及常绿阔叶树面积增加,山顶上开始生长云冷杉;31500-29200 cal yr BP时段松林和常绿栎类林扩张而铁杉及云冷杉林面积减小。阶段2（29200-17600 cal yr BP）云冷杉林的分布面积扩张并达到最大,常绿阔叶林扩张而铁杉林退缩。阶段3（17600-13400 cal yr BP）,铁杉及云冷杉林的分布面积缩小并最终消失,而松林及常绿栎林扩张。对钻孔孢粉组合的主成分分析表明,第一主轴样品的因子载荷可以代表夏季温度的变化,第二主轴样品的因子载荷可以代表有效湿度的变化。2)星云湖孢粉、粒度、磁化率及TOC、TN和C/N比值等指标反映了区域湿度的变化,从而揭示了印度夏季风的变化历史:36400-29200 cal yr BP期间,区域气候最湿润,季风最强盛;29200-17600 cal yr BP期间,区域气候变干,季风减弱;17600-13400 cal yr BP期间,气候最干旱,季风最弱。3)星云湖孢粉组合揭示了区域温度的变化:36400-29200 cal yr BP期间区域气候较温暖,晚期气候逐渐变冷。29200-17600 cal yr BP期间气候整体逐渐变冷,在28000-17600 cal yr BP期间气候最冷,对应末次盛冰期,此时星云湖周围分布最大面积的云冷杉林。根据云冷杉分布海拔估算,该时期区域温度较现代至少下降3℃。17600-13400 cal yr BP期间区域温度逐渐升高。4)星云湖的重建结果与太阳辐射及热带太平洋海温变化对比发现,末次冰期印度夏季风的变化主要受北半球夏季太阳辐射控制,同时还受到热带太平洋海温的调节;而温度的变化受北半球春季太阳辐射驱动。因而,区域气候变化并非“雨热同期”:36400-29200 cal yr BP气候温暖湿润;29200-17600 cal yr BP气候最冷但相对干旱;17600-13400 cal yr BP气候最温暖最干旱。4.全新世（过去8500年）植被与气候变化1)星云湖485-0 cm段岩芯41个样品（490-240 cm段分辨率为293年;顶部240 cm段分辨率为89年）的孢粉结果显示,沉积物的主要孢粉类型为松属、常绿栎类、落叶栎、桤木属、枫香属、榆属、禾本科及蒿属。全新世区域植被变化经历4个阶段。阶段1（8500-5500 cal yr BP）,区域植被为松林和常绿栎林组成的混交林,周围山上分布有枫香属、水青冈等喜暖湿的阔叶树及山地雨林树种陆均松。阶段2（5500-3500 cal yr BP）,松林、落叶栎和桤木的面积增加,而常绿栎类减少同时喜湿热阔叶树几乎消失。阶段3（3500-1000 cal yr BP）,区域植被变得较开阔和单调,以松属和落叶栎为主。阶段4（1000 cal yr BP以来）,受剧烈人类活动的影响,大量森林被砍伐,次生树种桤木属及伴人草本植物增加。2)基于孢粉定量重建的年降水量在早全新世（8500-6000 cal yr BP）较高,最高降水量（1480 mm）出现在7800-7500 cal yr BP期间。之后降水量呈现下降趋势,在2000 cal yr BP时下降约21%。过去2000年降水量波动频繁并在1200-800cal yr BP期间降水量较高,对应中世纪暖期。结合KCM模型模拟的区域（20-30°N,90-105°E）的年降水量变化及沉积物粒度、TOC等指标的变化,表明印度夏季风在早全新世（8500-5500 cal yr BP）最强,之后逐渐减弱,中世纪暖期季风增强。3)星云湖重建的季风降水变化与印度季风区石笋等代用指标较一致地记录了全新世印度夏季风变化:早全新世均呈现出一个较强季风的平台,之后季风快速衰退,只是时间上略有差异。全新世印度夏季风的变化受北半球夏季太阳辐射驱动。然而,云南高海拔高纬度地区的一些记录因其同时反映的是降水和温度的信号甚至主要是温度信号,与星云湖的记录存在明显差异。因此,将温度和降水信号区分有助于更好地理解印度夏季风的变化。4)星云湖重建的降水变化与印度季风区及我国南方石笋氧同位素记录一致,而与东亚季风区孢粉及黄土-古土壤等记录的中全新世季风最强的结果明显不同,这一结果支持了全新世印度夏季风和东亚夏季风变化不同步的观点。5.过去两千年植被与气候变化全新世的记录显示,在1200-800 cal yr BP期间气候变湿,印度夏季风增强,可能对应中世纪暖期。为更好地讨论该时段印度夏季风变化特征,我们开展了高分辨率的研究。对XY08A孔顶部245 cm段岩芯进行高分辨率AMS C-14年代测量（15个全有机年代和2个腐殖酸年代）,并结合短岩芯XY13B孔的²¹⁰Pb和¹³⁷Cs测量结果建立年代模式,结果显示年代范围为过去2300年。1)星云湖顶部245 cm段岩芯高分辨率（122个样品,分辨率约18年）的孢粉分析结果显示,主要孢粉类型为松属、常绿栎类、落叶栎、桤木属、禾本科和蒿属。区域植被变化经历了4个阶段。阶段1（2300-1250 cal yr BP（350 BC-700AD））,区域植被为松、栎等组成的混交林,周围高山上云冷杉零星分布。少量的谷物类花粉指示区域已受到人类活动影响。阶段2（1250-550 cal yr BP（700-1400 AD））,常绿栎为主的阔叶林扩张而松林退缩。农作物及伴人杂草分布范围扩大,人类活动逐渐增强。阶段3（550-50 cal yr BP（1400-1900 AD））,松林略有扩张而阔叶树退缩,山顶分布小片云冷杉林,林下生长的草本和蕨类增多,区域植被开阔。该时期人类进行大规模的毁林开荒,区域受到非常剧烈的人类活动影响。阶段4（50 cal yr BP以来（1900 AD以来））,区域植被为松属和桤木属组成的次生林,同时受到稳定的、较剧烈的人类活动影响。2)星云湖孢粉记录及粒度、磁化率指标揭示了流域过去2000年的人类活动历史。500 AD以前,沉积物中零星出现谷物类花粉和少量盘星藻,流域较少受到人类活动影响,但当时已经有农耕活动出现。500-1050 AD期间,谷物类花粉急剧升高、孢粉浓度和木本花粉迅速下降,沉积物粒度呈现高频波动而磁化率发生突变,人们开展大规模的土地开垦活动,森林遭到严重破坏,导致土壤侵蚀加剧。同时也引起湖泊水质恶化,水体富营养化,表现为盘星藻含量急剧升高。1050AD以后,区域持续受到较高强度人类活动的影响。3)尽管过去2000年区域受到较强人类活动的影响,星云湖孢粉记录重建的植被变化仍能够揭示该时期的气候变化。孢粉定量重建的年降水量波动频繁且整体呈现下降趋势,在1100-1400 AD期间降水量增加,对应中世纪暖期。之后降水量降低,在1500-1700 AD期间降水量最低,对应小冰期。结合沉积物粒度、TOC等指标的变化并与印度季风区石笋记录的对比,结果显示印度夏季风在过去2000年总体上表现为逐渐减弱的趋势,中世纪暖期季风增强而小冰期季风减弱。星云湖重建的季风降水在过去千年表现出大幅度的波动变化,这种变化一方面与当时剧烈的人类活动有关,另一方面也说明当时的季风气候波动性增强,表现出不稳定的特性。