东亚季风气候变化如何变化及环境生态如何响应，是地学领域的重大科学问题之一。长期以来关于东亚季风演变的研究还存在很大的争议。位于东亚季风边缘区的内蒙古浑善达克沙地，生态环境脆弱，是近年来困扰北京的沙尘的主要源头。沙地目前面临着草场沙化、河流湖泊萎缩的威胁。在这种背景下，开展季风边缘区的气候变化及环境响应的研究，既有重要的理论意义，也有很高的社会价值。
公司的韩志勇和李徐生副教授课题组近年来在浑善达克沙地的地貌过程、季风记录和气候响应等领域开展系列研究，并取得重要研究进展。研究成果分别在国际重要学术刊物Geomorphology、Paleoceanography and Paleoclimatology和Journal of Quaternary Science发表。
课题组选取了浑善达克沙地的河流（西拉木伦河）、黄土和湖泊（达里湖）为研究对象，开展了地貌学、沉积学、年代学与古气候学的研究工作。结果发现：（1）西拉木伦河发育多级气候阶地，阶地的拔河高度可以指示区域降水变化，降水增加时，形成的阶地位置较低。这与通常位置越高则阶地越老的情况截然不同，是一种非构造背景下降水驱动的阶地发育新模式。约3万年以来，降水变化导致河床升降的变幅高达139米；约8千年以前季风降水整体较少。（2）达里湖发育多达13级湖岸堤，指示过去湖面发生过巨大的波动。约6千年前湖面最高，比目前的湖面高56米，当时的面积是目前的5.6倍。（3）位于沙地玄武岩台地上的（砂）黄土指示在2.5-1.5万年前季风降水很少，1.5-0.6万年前降水逐渐增加，此后逐步减少。上述新认识丰富了季风边缘区地貌过程-气候变化交叉研究的内容。
研究结果表明，东亚夏季风边界的迁移控制了降水变化：边界向北迁移时，沙地降水增加，反之则减少。1.2万年以前沙地基本上位于非季风区（年降水量<300毫米），气候干旱。1.2万年以后，季风边界逐渐北移，沙地成为季风边缘区，降水逐渐增加（年降水量300-450毫米），约6千年前达到峰值（年降水量450-600毫米）。此后，季风边界南移，降水逐渐减少。1.2万年以来沙地季风降水的变化主要响应北半球的冰量，其次是夏季中纬和低纬地区的太阳辐射差的变化。目前沙地河流湖泊的萎缩发生在6千年前开始的季风降水逐渐减少的自然背景下，叠加了过度利用水资源的人为因素。上述研究结果对以前的观点提出了挑战，并受到了相关研究者的高度重视。
论文第一作者分别为公司研究生吕存娟、周玉文和蒋梦瑶，韩志勇、李徐生副教授为通讯作者，中国地质科学研究院王永研究员、公司徐志伟副教授、弋双文高级工程师和鹿化煜教授共同参与了以上研究。以上研究获得了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目和中国地质调查局地质调查项目的资助。
论文链接：
https://doi: 10.1002/jqs.3195
https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2018.05.016
https://doi.org/10.1029/2018PA003339
图1 浑善达克沙地研究点附近的景观
高湖面时期达里湖的湖水侵蚀玄武岩台地形成了湖蚀崖，湖水退缩后干涸的湖床已变成草场（左图）。湖水补给减少，不断蒸发，达里湖已成为半咸水湖，威胁到湖中瓦氏雅罗鱼的生存（中图）。哺育了红山文化的西拉木伦河切入沙地，河谷深达一百余米（右图）。
图2 西拉沐伦河部分阶地年代结果（A）与阶地发育新模式（B）
图3 浑善达克沙地砂黄土记录与其它记录的对比
（a）Dome Fuji二氧化碳浓度（Kawamura et al., 2007）；（b）海平面（Lambeck et al., 2014）；（c）全球冰量（LR04）。（d-f）浑善达克沙地砂黄土剖面的磁化率、频率磁化率和碳酸盐含量；（g）达里湖树木花粉百分比（Wen et al., 2017）；（h）达里湖的水位（Goldsmith et al., 2017）；（i）石笋18O记录（Wang et al., 2001, 2008）；（j）7月65N太阳辐射量（Berger & Loutre, 1991）。浅蓝色条带表示夏季风降水最大时段。
图4达里湖水位记录与其它记录的对比
(a) 达里湖花粉记录（Wen et al., 2017）；（b）湖泊水位记录（Goldsmith et al., 2017）；（c）湖泊水位记录（本研究）。（d）本研究（圆形）和Goldsmith研究（正方形）的数据的对比。虚线是Goldsmith数据的多项式趋势线。浅红色条带代表中全新世高湖面时期，蓝灰色条带代表早全新世相对低湖面时期。