Végétation, climat et changement du niveau marin durant le quaternaire récent dans la province de Fuzhuo, sud-est de la Chine

Late Quaternary vegetation, climate and sea-level changes in coastal Fujian Province, southeastern China

• Auteur / Autrice : Yuanfu Yue
• Direction : Rachid Cheddadi, Zhuo Zheng
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Evolution, écologie, ressources génétiques, paléontologie
• Date : Soutenance le 07/06/2012
• Etablissement(s) : Montpellier 2 en cotutelle avec Sun Yat-sen University
• Ecole(s) doctorale(s) : Systèmes Intégrés en Biologie, Agronomie, Géosciences, Hydrosciences, Environnement (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des sciences de l'évolution (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Jianhua Wang
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Rachid Cheddadi, Zhuo Zheng, Jianhua Wang, Houyun Zhou, Xiaoqian Yang, Anne-Marie Lézine, Brian Chase, Anding Pan
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Houyun Zhou, Xiaoqian Yang

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fujian (Chine)

Paléoclimatologie

Moussons

Climat

Quaternaire (ère géologique)

Mots clés libres

Quaternaire

Végétation

Climat

Pollen

Changement du niveau marin

Chine

Quaternary

Vegetation

Climate

Sea-level changes

Coastal Fujian Province

Southeastern China

Résumé

Une série de sondages continentaux (FZ4, FZ5, et SZY) ont été collectés dans la plaine de Fuzhou et dans la montagne de Ningde. Les trois enregistrements ont permis de reconstituer et ainsi de comprendre l'évolution de la végétation ainsi que d'évaluer l'impact de la mousson est-asiatique et les changements du niveau marin sur les environnements du quaternaire récent. Ma thèse donne un aperçu de la végétation passée et des changements paléoclimatiques au cours des 50000 dernières années. Pour les derniers millénaires je me suis aussi intéressé aux activités humaines préhistoriques et leur relation avec les changements de l'environnement local durant l'Holocène. Dans cette thèse, j'ai utilisé une approche multidisciplinaire incluant principalement la palynologie, la sédimentologie, le paléomagnétisme et la micropaléontologie pour reconstituer les environnements passés.L'enregistrement palynologique SZY issu d'une tourbière subalpine couvre les 50000 dernières années en continu. Les diversité de la flore et des changements forestiers au cours des 50 dernières millénaires permettent de reconstituer l'évolution de la mousson régionale dans le sud-est de la Chine. Les changements climatiques estimés par un indice de mousson saisonnier, la température et les précipitations mensuelles ont été quantitativement reconstruits.Les assemblages polliniques pendant la période entre ca. 50 et 30,4 ka cal BP, correspondant au stade isotopique marin (MIS) 3, sont caractérisés par une forte abondance de pollen arboricole, principalement subtropicaux Quercus, Castanopsis/Lithocarpus avec des taxons tempérés de montagne à feuillage caduque tels que Fagus et Alnus et accompagné de quelques conifères mésiques de montagne telles que les Taxodiaceae et Tsuga. Une telle composition de l'écosystème suggère que le MIS 3 était plutôt humide avec une forte mousson d'été. L'insolation d'été élevée peut avoir entraîné une intensification de la mousson au cours de cette période et a donc contribué au maintien d'un tel écosystème subtropical. Une expansion progressive des taxons arborés feuillus, qui a remplacé les taxons subtropicaux à feuillage persistant pendant la période du dernier maximum glaciaire (LGM) (de ca. 30,4 à 11,8 environ cal ka BP), indique que le climat est devenu beaucoup plus frais que lors du MIS 3. Cet intervalle froid se produit entre ca. 21 et 17 cal ka BP lorsque la savane arbustive a augmenté et la forêt de feuillus a diminué rapidement. Cet événement est également marqué par la concentration de pollen qui montre des valeurs faibles au cours du dernier maximum glaciaire. Ceci est probablement lié à un paysage ouvert ou semi-ouvert sous un climat plus sec et plus froid que durant le MIS 3. En comparaison avec les études des isotopes de l'oxygène (δ18O/δ16O) issues de spéléothèmes et ses carottes de glace du Groenland, plusieurs événements climatiques rapides pourraient être reconnues tels que le Dryas récent et l'interstade Bølling-Allerød qui ont marqué la fin de la dernière période glaciaire. Au cours de l'Holocène, la forêt sempervirente est restaurée rapidement. Le groupe arboré à feuillage persistant est devenu plus élevé que celui à feuilles caduques à environ 8000 cal BP. Ceci reflète un renforcement de la mousson d'été. Deux événements rapides semble être enregistré à ca. 8,2 cal ka BP et 5 cal ka BP, probablement causé par des événements de refroidissement au cours de l'Holocène. Dans le tronçon inférieur de la rivière Min, l'étude interdisciplinaire de deux enregistrements révèlent que l'environnement sédimentaire dans la plaine de Fuzhou a connu des cycles de sédimentation à plusieurs reprises au cours de l'Holocène. La première transgression marine dans a eu lieu aux alentours de ca. 9000 cal yr BP, et a atteint son plus haut niveau entre ca. 7000 et 4000 cal yr BP. La granulométrie et l'analyse des diatomées ainsi que les datations 14C AMS permettent de décrire la transgression marine et

A series of sediment cores (FZ4, FZ5, and SZY) were collected in Fuzhou plain and Ningde mountain area. The three cores, located respectively in the near coast basins and mountains, are well suited for understanding the evolution of vegetation and the impact of the East Asian monsoon and sea level changes on the Quaternary environments. My thesis provides insight into regional palaeovegetation and palaeoclimatic changes over the last 50000 years, as well as an investigation of the prehistoric human activities and their relationship with local environmental change during the Holocene. In this thesis, I have used a multidisciplinary approach including palynology, sedimentology, paleomagnetism and micropaleontology to reconstruct the past environments. The SZY pollen record from a subalpine peat bog covers the past 50,000 years continuously. The diverse flora and forest changes during the last 50 ka indicate regional monsoon evolution in subtropical southeastern China. The climate proxies such as seasonal monsoon index, monthly temperature and precipitation were quantitatively reconstructed.The pollen assemblage during the period ca. 50-30.4 cal ka BP, roughly corresponding to Marine Isotope Stage (MIS) 3, was characterized by high abundance of arboreal pollen, mainly subtropical evergreen Quercus, Castanopsis/Lithocarpus mixed with temperate mountain deciduous broad-leaved trees such as Fagus, Alnus and accompanied with some mountain mesic conifers such as Taxodiaceae and Tsuga. Such ecosystem composition suggests that MIS 3 was rather wet with strong summer monsoon. The high summer insolation may have caused an intensification of the summer monsoon during this period and thus helped maintaining such subtropical ecosystem.A gradual expansion of deciduous broad-leaved taxa which replaced the subtropical evergreen ones during the Last Glacial Maximum (LGM) period (ca. 30.4-11.8 cal ka BP), indicates that climate became much cooler than during MIS 3. The coldest interval occurs during the interval ca. 21-17 cal ka BP, when the shrubby savanna increased and the broadleaved forest rapidly declined. This event is marked also in the pollen concentration which show low values during the LGM. This is probably related to an open or semi-open landscape under a colder and dryer climate than during MIS 3. In comparison with regional oxygen isotope data (δ18O/δ16O) from speleothems and Greenland ice cores, several rapid climate events could be recognized, for instance the Younger Dryas and the Bølling-Allerød interstadial that marked the final stages of the last glacial period. During the Holocene, the evergreen forest restored rapidly. The evergreen pollen group became higher than the deciduous one at around 8000 cal yr BP, reflecting the strengthening of the Summer Monsoon. Two sharp events occurred at ca. 8.2 cal ka BP and ca. 5 cal ka BP, probably caused by cooling events during the Holocene.In the lower reach of Min River, the interdisciplinary study of two cores reveal that the sedimentary environment in Fuzhou Plain experienced several sedimentation cycles during the Holocene. The marine transgression into Fuzhou basin took place in around ca. 9000 cal BP, and reached its highest sea level at 7000-4000 cal BP. Grain-size and diatom analysis and AMS dating allow to depict the marine transgression and reconstruct its timing. Pollen analyses support the warm subtropical climate during the Mid-Holocene with dense forest dominated with evergreen broadleaved taxa. The optimal climate and the formation of marine estuary during the high-stand of the sea level were in favor of the development of the Neolithic culture (mainly Tanshishan Culture between ca. 6800-4500 cal yr BP) where the fishing and hunting were the main economic lifestyles.The sedimentological results show that the retreat of the coastline took place during the late Holocene. This is indicated by a layer of tidal peat dated around ca.1900 cal yr