黄海中部泥质区36°N断面全新世期间水文条件和生态结构演化的生物标志物记录

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在全球变化的大背景下,为了人类的可持续发展,需要掌握自然变化的规律、了解变化的机制,为未来的生存与发展提供参考。对过去变化的研究是了解自然变化规律的重要手段,只有对过去的变化规律足够了解,才能有效地评估当今人类活动对环境的影响,进而有准备地面对未来全球变化所带来的挑战。连续沉积的海洋沉积物埋藏了过去变化的丰富信息,是研究古气候变化的良好载体。全新世期间,在海洋动力系统和河流输入的作用下,在黄海形成了大片富含有机质的连续沉积的泥质区,是研究过去变化的良好场所。本论文研究了位于黄海中部泥质区36°N断面上的A02-C和N04-A两个岩芯,利用生物标志物的手段重建两岩芯中全新世以来的古环境记录,探讨在36°N断面上黄海全新世以来水文条件和生态结构的变化,为评估人类活动对黄海的影响提供较长时间尺度的背景资料。主要的研究结果如下:(1) N04-A岩芯的U k’37-SST记录显示出在7.6cal ka B.P.,U k’37-SST温度迅速大幅上升,可能指示了黄海暖流的入侵以及其对该站位的影响。(2)U k’37-SST在36°N断面上全新世以来的演化可以整体分成三个阶段:阶段Ⅰ(8.5-7.2cal ka B.P.),温度波动上升,主要与北半球太阳辐射量的变化和黄海暖流的影响有关;阶段Ⅱ(7.2-2.7cal ka B.P.),U k’37-SST波动较为稳定,体现了此时研究区域的水文条件的相对稳定;阶段Ⅲ(2.7cal ka B.P.-present),U k’37-SST在一定高值范围内波动,主要与该时期黄海暖流的加强有关。(3)在4.6-2.7cal ka B.P.,两岩芯的U k’37-SST记录均显示出对该时期黑潮PME事件的一定程度的响应,体现了黑潮影响下的黄海暖流对研究区域水文条件的重要影响。(4) A02-C和N04-A两岩芯的U k’37-SST均对全新世北大西洋的冷事件有着很好的响应,表明黄海中部36°N断面在全新世以来SST受到局部水文环境变化和全球气候变化的共同影响。(5) A02-C和N04-A两岩芯的U k’37-SST记录的差异主要体现在两个方面:在U k’37-SST的波动幅度上,A02-C岩芯的波动幅度不及N04-A岩芯明显;在温度发生显著变化的时间截点上,A02-C岩芯温度变化的时间要略比N04-A岩芯的时间提前0.2-0.3ka。这种差异可能主要与测年误差、单一样品对应的时间尺度不同以及两岩芯相对于黄海暖流流轴的地理位置差异有关。(6)海洋浮游植物的初级生产力在36°N断面上全新世以来的演化分为两个阶段:3.0cal ka B.P.以后两岩芯记录的初级生产力均上升,3.0cal ka B.P.以前,两岩芯记录的初级生产力均相对较低。这种在3.0cal ka B.P.以后海洋古生产力大幅增加的现象可能与该阶段内东亚冬季风的略微增强以及ENSO在晚全新世的高频次活动有关。(7)黄海中部36°N断面上全新世以来浮游植物相对比例的变化主要体现在颗石藻的变化上,硅藻和甲藻的相对比例变化不是特别大。在8.5-7.2cal ka B.P.,两岩芯站位的颗石藻相对贡献均下降,主要与较强的东亚夏季风的影响有关;在7.2-5.0cal ka B.P.,N04-A岩芯站位的颗石藻相对贡献下降,A02-岩芯站位的颗石藻相对贡献上升,主要与此时较强的东亚冬季风引起的黄海暖流西偏有关;在5.0-2.7cal ka B.P.,N04-A岩芯站位的颗石藻的相对贡献上升,A02-C岩芯站位的颗石藻的相对贡献下降,主要与此时较弱的东亚冬季风和较弱的黑潮影响下的黄海暖流西偏程度降低有关;在2.7cal ka B.P.-present,两岩芯站位的颗石藻的相对贡献都显著上升,主要与黑潮强度增大引起的黄海暖流的影响程度增大有关。(8)在7.2cal ka B.P.-present,两岩芯站位的颗石藻的相对贡献的变化既有一定的相似性也有一定的差异性,体现的是黑潮和东亚冬季风共同影响下的黄海暖流对两岩芯的影响程度的变化,表明黄海暖流对研究区域内生态结构的重要影响,以及该区域浮游植物组成结构对水文条件变化的敏感响应。
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