東亞夏季風(fēng)作為東亞地區(qū)主要的水汽輸送系統(tǒng)，影響著超10億人的生計，因此理解自然變暖背景下東亞夏季風(fēng)降水的響應(yīng)極為重要。黃土高原現(xiàn)代蝸牛碳同位素（δ13Cs）研究表明，蝸牛偏食C3植被，在重建古降水方面有巨大潛力。為此，中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所氣候變化集成-模擬-同化-預(yù)測團(tuán)隊（CLIMAP）對黃土高原東南緣靈寶地區(qū)兩個黃土剖面開展了土壤有機質(zhì)碳同位素（δ13Corg）和高分辨率蝸牛化石殼體δ13Cs分析。研究發(fā)現(xiàn)，自19 ka以來，C?植被在該地區(qū)占據(jù)主導(dǎo)地位（圖1）。末次盛冰期（LGM），蝸牛殼δ13Cs值最高且標(biāo)準(zhǔn)差（SD）最小，表明降水顯著減少，且C3植被可能經(jīng)歷了強烈的水分脅迫；末次冰消期，δ13Cs值逐漸降低，反映了季風(fēng)降水逐步增加；早中全新世，δ13Cs值最低且SD也較小，指示了降水最為豐富；中晚全新世，δ13Cs值再次升高，說明降水減少，C3植被受水分脅迫的程度增加（圖2）。根據(jù)黃土高原C3植被碳同位素與年均降水量間的關(guān)系估算，從LGM到早中全新世，靈寶地區(qū)年均降水量增加了約300 mm，這與多種代用指標(biāo)的重建結(jié)果相一致（圖3）。此外，研究還發(fā)現(xiàn)蝸牛數(shù)量增加（~16 ka）超前于δ13Cs值顯著負(fù)偏（~14 ka）約2ka，這一現(xiàn)象可能反映了冰消期變暖比夏季風(fēng)降水顯著增加提前了約2 ka（圖3）。該研究為深入理解中國黃土高原南部地區(qū)變暖背景下古降水變化提供了新的視角。

該成果近期在國際學(xué)術(shù)期刊Quaternary Science Reviews上發(fā)表。西安交通大學(xué)博士研究生賈雅娜為第一作者，地球環(huán)境研究所聯(lián)合培養(yǎng)導(dǎo)師晏宏研究員為通訊作者，董吉寶副研究員為共同通訊作者。該研究得到了嶗山實驗室科技創(chuàng)新項目（LSKJ202203300）、國家自然科學(xué)基金（42377445）、中國科學(xué)院青年交叉團(tuán)隊（2024000021）和中國科學(xué)院青促會項目的共同資助。

Jia, Y.N., Yan, H., Dong, J., Zong, X., Wang, G., Liu, C., Zhang, Q., Luo, F., Dodson, J., 2025. Paleoprecipitation variations from LGM to early-middle Holocene on the southeastern Chinese Loess Plateau: evidence from land snail shells δ13C. Quaternary Science Reviews,?356, 109312.

https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2025.109312

圖1 （a）黃土高原南部多個剖面有機碳δ13Corg（GBB、GB21、渭南和藍(lán)田剖面）（Ning et al., 2008），（b）靈寶地區(qū)GBB和GB21剖面高分辨率蝸牛化石δ13Cs

圖2 靈寶地區(qū)GBB和GB21剖面蝸牛化石δ13Cs概率密度圖

圖3 靈寶地區(qū)GBB和GB21剖面蝸牛化石δ13Cs與多指標(biāo)對比圖