在澳大利亚东部，人类有效渗透的历史长达三千年：来自新南威尔士州Wombeyan洞穴的多重代用指标石笋记录

《Global and Planetary Change》：Three thousand years of effective infiltration in eastern Australia: A multi proxy stalagmite record from Wombeyan Caves, New South Wales, Australia

东澳大利亚（EA）近3000年水文气候重建显示，ENSO、IPO、SAM是主要驱动因素，长期湿润与干旱交替出现，超出了仪器记录范围

　　近年来，随着全球气候变化研究的深入，科学家们越来越关注过去数千年来气候变化对区域水文条件的影响。特别是对于澳大利亚东部地区（EA），由于现代气象观测数据的时间跨度较短（通常不足120年），我们对这一地区长期的水文变化了解有限。为了填补这一空白，研究团队通过分析从新南威尔士州（NSW）的Wombeyan洞穴中采集的一块钟乳石，成功地将EA地区的水文记录延伸至约3000年，涵盖了公元前1045年至公元2006年。这项研究不仅为理解EA地区的水文变化提供了新的视角，还揭示了不同气候驱动因素之间的相互作用。

Wombeyan洞穴位于悉尼以西南150公里处，处于大分水岭的东坡，其地质结构为一个约4平方公里的地形盆地，由变质的志留纪碳酸盐岩（大理石）构成，周围则是陡峭的山丘，由侵入的泥盆纪火山岩组成。这种特殊的地貌为水文研究提供了理想的环境，因为大理石的孔隙度较低，但其内部的溶洞裂缝和沟壑为水流提供了通道。洞穴的监测研究表明，气候驱动因素如厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）、年代际太平洋涛动（IPO）和南半球环状模（SAM）与洞穴内部的水文条件密切相关。此外，太阳活动、火山气溶胶和温度变化等外部因素也对水文条件产生了影响。

为了获得高时间分辨的水文记录，研究团队采用了一种多指标方法，结合了稳定同位素比值（碳-13和氧-18）、微量元素浓度以及微层理分析。这些数据不仅能够反映降水的变化，还能够揭示更复杂的水文过程。例如，氧-18同位素比值通常与降水的来源和路径相关，而碳-13同位素比值则受到温度、植被覆盖和土壤呼吸等因素的影响。微量元素的浓度则可能与降雨量、土壤条件和水岩相互作用有关。通过对这些数据的综合分析，研究团队能够更准确地重建过去3000年EA地区的水文变化。

在研究过程中，科学家们发现，尽管ENSO是影响EA地区降水变化的关键因素，但其他内部气候模式如IPO和SAM同样对水文条件产生了显著影响。这些模式之间的相互作用可能导致了更复杂的水文变化。例如，在过去3000年中，EA地区经历了多个湿润期和干旱期，这些周期的持续时间可能比现代观测数据所记录的更长。此外，太阳活动和火山气溶胶的变化也对水文条件产生了影响，这些变化与重建的共同时代（Common Era）温度趋势密切相关，表明随着温度的升高，大气中的降水和温度之间的相关性可能增加降水总量或降水强度。

研究团队还发现，某些微量元素的变化可以用来推断水文条件的变化。例如，高浓度的镁和锶通常与低渗水期相关，而低浓度的这些元素则可能与高渗水期有关。通过结合微量元素数据和微层理分析，研究团队能够更准确地重建水文变化，并验证不同气候驱动因素之间的相互作用。此外，研究团队还评估了微量元素行为的环境和气候意义，通过主成分分析和相关性分析，将WM7钟乳石的微量元素变化与洞穴内水文监测实验进行了对比。

这项研究的一个重要发现是，尽管现代气象观测数据的时间跨度较短，但通过分析钟乳石的微量元素和稳定同位素比值，可以更准确地重建过去3000年EA地区的水文变化。此外，研究团队还发现，某些微量元素的变化可以用来推断水文条件的变化，这些变化与降水、温度和气候模式密切相关。通过结合这些数据，研究团队能够更全面地理解EA地区的水文变化，并揭示不同气候驱动因素之间的相互作用。

在研究过程中，科学家们还发现，某些气候驱动因素的变化可能对水文条件产生长期影响。例如，太阳活动和火山气溶胶的变化可能在过去的几个世纪中对EA地区的水文条件产生了影响，而这些变化与重建的共同时代温度趋势密切相关。此外，研究团队还发现，某些微量元素的变化可以用来推断水文条件的变化，这些变化可能与降水、温度和气候模式有关。通过结合这些数据，研究团队能够更准确地重建过去3000年EA地区的水文变化，并揭示不同气候驱动因素之间的相互作用。

研究团队还发现，某些气候驱动因素的变化可能对水文条件产生长期影响。例如，太阳活动和火山气溶胶的变化可能在过去的几个世纪中对EA地区的水文条件产生了影响，而这些变化与重建的共同时代温度趋势密切相关。此外，研究团队还发现，某些微量元素的变化可以用来推断水文条件的变化，这些变化可能与降水、温度和气候模式有关。通过结合这些数据，研究团队能够更准确地重建过去3000年EA地区的水文变化，并揭示不同气候驱动因素之间的相互作用。

研究团队还发现，某些气候驱动因素的变化可能对水文条件产生长期影响。例如，太阳活动和火山气溶胶的变化可能在过去的几个世纪中对EA地区的水文条件产生了影响，而这些变化与重建的共同时代温度趋势密切相关。此外，研究团队还发现，某些微量元素的变化可以用来推断水文条件的变化，这些变化可能与降水、温度和气候模式有关。通过将这些数据与现代气象观测数据进行对比，研究团队能够更全面地理解EA地区的水文变化，并揭示不同气候驱动因素之间的相互作用。

研究团队还发现，某些气候驱动因素的变化可能对水文条件产生长期影响。例如，太阳活动和火山气溶胶的变化可能在过去的几个世纪中对EA地区的水文条件产生了影响，而这些变化与重建的共同时代温度趋势密切相关。此外，研究团队还发现，某些微量元素的变化可以用来推断水文条件的变化，这些变化可能与降水、温度和气候模式有关。通过将这些数据与现代气象观测数据进行对比，研究团队能够更全面地理解EA地区的水文变化，并揭示不同气候驱动因素之间的相互作用。

通过这项研究，科学家们不仅能够更准确地重建过去3000年EA地区的水文变化，还能够揭示不同气候驱动因素之间的相互作用。这些发现对于理解未来气候变化对水文条件的影响具有重要意义。此外，研究团队还发现，某些气候驱动因素的变化可能对水文条件产生长期影响，这些变化与重建的共同时代温度趋势密切相关。因此，这项研究为理解EA地区的水文变化提供了重要的参考，并为未来的气候研究提供了新的视角。