近日，西安交通大学全球环境变化研究院李强教授、孙长峰副教授等联合中国科学院地球环境研究所等单位在国际知名地学期刊《Quaternary Science Reviews》发表题为“Tree-ring oxygen isotopes across the Asian monsoon margin and their implications for summer monsoon evolution” 的成果。该研究基于亚洲夏季风边缘带7条树轮氧同位素（δ¹⁸O）序列（图1），通过区域集成与多尺度统计解析，构建季风边缘带中部、南部两条代表性区域同位素序列，揭示了近200年亚洲夏季风南北子系统的分异演化、位相转换及耦合机制，为季风边缘带古气候重建提供了数据支撑。
图 1. 本研究所用树轮氧同位素（δ¹⁸O）年表。(a) 7 个树轮 δ¹⁸O 采样点地理位置；(b)季风边缘带中部树轮 δ¹⁸O 序列及其第一主成分（PC1）。
亚洲夏季风的时空演变深刻调控东亚大陆水资源格局、生态环境与农业生产，季风边缘带作为季风环流干湿交替的关键过渡区域，对季风强度波动极为敏感，是研究季风进退与动力学机制的核心区域。长期以来，该区域树轮氧同位素古气候研究多依赖单点记录，难以有效区分局地噪声与大尺度季风信号，亚洲夏季风边缘带南北时空分异规律、多尺度演化特征及不同季风子系统耦合机制一直存在争议，制约了对百年尺度季风演变机理的精准认知。
研究发现，季风边缘带中部、南部树轮δ¹⁸O序列为相互独立的气候演化单元，均可靠记录夏季降水、标准化降水蒸散指数（SPEI）变化，并与夏季最高气温呈显著正相关（图2），具备明确的区域气候指示性。近200年来两条同位素序列整体耦合关系微弱，且在1912年发生突变：1912年前南北序列呈显著负相关，1912年后转为弱正相关，表明季风边缘带夏季风南北耦合格局发生位相转换（图3）。
图 2. 1961–2009年区域树轮δ¹⁸O序列与CRU TS 4.08数据集夏季气候因子的空间相关。
图 3. 季风边缘带中部与南部树轮δ¹⁸O序列的关系。(a)树轮δ¹⁸O序列变化及其长期趋势（粗线）；(b)两条 δ¹⁸O 序列的31年、51年滑动相关系数。
在长期演化趋势上，南部δ¹⁸O序列持续升高，指示南亚夏季风近200年整体呈长期减弱趋势；中部序列呈现先降后升的阶段性变化，对应亚洲夏季风1912年前增强、之后持续减弱的演变特征。多尺度周期分析显示，南北季风变化共享一致的年际周期，但在年代际、多年代际尺度存在显著分异，刻画了季风边缘带固有的区域气候差异（图4和图5）。区域气候对比发现，季风边缘带南北夏季温度变化同步，但夏季降水与干湿状况呈反向耦合（图6），是调控树轮δ¹⁸O时空分异的核心气候背景。
图 4. 季风边缘带中部、南部树轮 δ¹⁸O 序列（1808–2009年）的多窗谱分析结果。
图5. 季风边缘带中部与南部两条树轮 δ¹⁸O 年表的交叉小波分析。
图6. 季风边缘带中部与南部夏季气候状况对比。
机制初步解析表明，南北区域δ¹⁸O序列记录了截然不同的季风信号：南部树轮δ¹⁸O主要响应南亚夏季风变化，是南亚夏季风强度的灵敏代用指标；中部序列记录东亚夏季风与南亚夏季风的混合信号，能够表征亚洲夏季风整体演变特征。其中，东亚夏季风的强弱波动主导了1912年前后两大季风子系统的位相转换与趋势分异，1912年前偏强的东亚夏季风掩盖了南亚夏季风减弱信号，1912年后两大季风子系统同步减弱，最终形成南北季风协同变化的新格局。
研究成果为理解百年尺度亚洲夏季风低频演变机理、解读树轮δ¹⁸O古气候信号提供了重要的区域集成证据，对未来季风模拟、气候预测与古环境重建具有重要参考价值。西安交通大学为论文的第一作者单位，孙长峰副教授为论文第一/通讯作者，李强教授为共同通讯作者。研究得到陕西省自然科学基础研究计划项目（2024JC-YBMS-214）、国家自然科学基金项目（42673089, 42361144712）、陕西省高层次人才特殊支持计划（三秦英才）科技创新领军人才（2024STZZK04）、以及西安交通大学青年拔尖人才支持计划的共同资助。
西安交通大学为论文的第一作者单位，孙长峰副教授为论文第一/通讯作者，李强教授为共同通讯作者。研究得到陕西省自然科学基础研究计划项目（2024JC-YBMS-214）、国家自然科学基金项目（42673089, 42361144712）、陕西省高层次人才特殊支持计划（三秦英才）科技创新领军人才（2024STZZK04）、以及西安交通大学青年拔尖人才支持计划的共同资助。
原文信息：Sun CF*, Jing MD, Wu X, Wang YX, Liu Y, Cai QF, Song HM, Ren M, Li Q*. Tree-ring oxygen isotopes across the Asian monsoon margin and their implications for summer monsoon evolution. Quaternary Science Reviews, 392: 110275 (2026).
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2026.110275
