東亞夏季風作為東亞地區主要的水汽輸送系統，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降水的響應極為重要。黃土高原現代蝸牛碳同位素（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，中國科學院地球環境研究所氣候變化集成-模擬-同化-預測團隊（CLIMAP）對黃土高原東南緣靈寶地區兩個黃土剖面開展了土壤有機質碳同位素（δ13Corg）和高分辨率蝸牛化石殼體δ13Cs分析。研究發現，自19 ka以來，C?植被在該地區占據主導地位（圖1）。末次盛冰期（LGM），蝸牛殼δ13Cs值最高且標準差（SD）最小，表明降水顯著減少，且C3植被可能經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）。根據黃土高原C3植被碳同位素與年均降水量間的關系估算，從LGM到早中全新世，靈寶地區年均降水量增加了約300 mm，這與多種代用指標的重建結果相一致（圖3）。此外，研究還發現蝸牛數量增加（~16 ka）超前于δ13Cs值顯著負偏（~14 ka）約2ka，這一現象可能反映了冰消期變暖比夏季風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術期刊Quaternary Science Reviews上發表。西安交通大學博士研究生賈雅娜為第一作者，地球環境研究所聯合培養導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新項目（LSKJ202203300）、國家自然科學基金（42377445）、中國科學院青年交叉團隊（2024000021）和中國科學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、渭南和藍田剖面）（Ning et al., 2008），（b）靈寶地區GBB和GB21剖面高分辨率蝸牛化石δ13Cs

圖2 靈寶地區GBB和GB21剖面蝸牛化石δ13Cs概率密度圖

圖3 靈寶地區GBB和GB21剖面蝸牛化石δ13Cs與多指標對比圖