南海北部末次盛冰期以来的硅藻记录及其古环境意义
王欣怡;李冬玲;郑旭峰;蓝江湖;刘陈曦;南海作为东亚季风系统的关键区域,其高沉积速率特征使得该区沉积物完整记录了全球气候变化信号和区域环境演化历史。本研究基于南海西北陆坡DZ6孔的高分辨率硅藻记录,重建末次盛冰期以来南海西北部的古海洋环境演变及其对全球气候变化的响应。本研究利用暖水种和沿岸种硅藻组合变化,分别反映南海西北部表层海水温度(SST)和表层海水盐度(SSS)的变化趋势,并揭示上述环境因素对东亚季风变化的响应。研究结果表明,8~7 cal.kaBP期间,浅海种Paralia sulcata相对含量的骤降记录了琼州海峡的开启;末次盛冰期和冰消期期间,南海西北部SSS变化主要受东亚夏季风调控,SST变化主要受控于东亚冬季风;全新世以来南海西北部SSS变化受多种因素共同控制,而SST变化则主要受厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)调控。本研究揭示了东亚季风、ENSO以及海平面变化对南海西北部古海洋环境的复合调控机制,为理解全球变暖背景下南海海洋环流-气候系统演变趋势提供了科学依据。
大亚湾表层沉积硅藻分布的季节性差异及原因探讨
徐若闻;杨志;陈倩娜;季仲强;李杨杰;陈建芳;冉莉华;对2021年8月和2022年1月在大亚湾海域相同站位采集的表层沉积物进行了详细的硅藻分析,发现两次采集的表层沉积物中硅藻群落特征存在明显的差异,并尝试探讨了这种季节性差异与当地海洋环境季节性变化的关系。研究结果显示,大亚湾夏季沉积硅藻平均丰度(2.36×106个/g)略高于冬季(2.12×106个/g),但夏季硅藻丰度由湾顶向湾口逐渐增加,而冬季硅藻丰度由湾顶向湾口递减。进一步分析表明东亚季风转换引起的水团和环流结构的季节性变化是造成大亚湾硅藻丰度及分布模式出现季节性差异的主要因素。在硅藻属种组成的分布上,本研究结果显示浮游硅藻在表层沉积物中的空间分布与水温的变化有较好的相关性,而底栖硅藻的分布则与水深和水动力条件联系更为密切,因此大亚湾水温分布的季节性差异导致了表层沉积物中浮游硅藻分布的季节性差异,而底栖硅藻空间分布的季节性差异则相对较小。本研究表明在高生产力水平和高沉积速率的近岸海域,表层沉积硅藻群落特征可能反映的仅仅是短期甚至一个季节的水体环境信息,而非长期累积的结果;在近岸高生产力且水体相对稳定的海域,高分辨率的沉积硅藻记录具有揭示高时间分辨率乃至季节性的海洋环境变化信息的潜力。
2.7万年以来卡尔斯伯格洋脊西南侧黏土矿物来源及演变
汪珂宇;陈坚;冯秀丽;冯启营;范德江;印度洋卡尔斯伯格洋脊西南侧具有特殊的风尘沉积模式,为进一步了解该区域的沉积特征以及对印度洋季风的响应,对采自该洋脊西南侧的CJ09-19号柱状沉积物开展了黏土矿物、粒度和AMS14C年代分析,探讨了27 kaBP以来卡尔斯伯格洋脊西南侧黏土矿物的物质来源、演变过程和主控因素。研究表明该岩芯沉积物主要为钙质粉砂,以有孔虫为主要成分,黏土组分平均含量为23%,其中黏土矿物以伊利石为主,其次为蒙皂石,高岭石和绿泥石含量较少,还出现了少量坡缕石;该岩芯黏土矿物主要来自阿拉伯半岛和非洲东北部地区。末次冰期以来经历了3个阶段:阶段I(26.9~19 kaBP)以混合物源为主,阶段II(19~11 kaBP)主要来源于阿拉伯半岛,阶段III(11~0 kaBP)主要来源于阿拉伯半岛和非洲东北部地区。物源的演变主要受控于印度洋西南季风的强度。研究发现坡缕石/伊利石峰高比值能够指示印度洋西南季风强度的变化,可作为印度季风替代性指标的补充。
中—晚更新世南大洋深部氧化还原条件指示的垂向流通状况:以IODP 374航次U1524A孔为例
刘恒;郭景腾;肖文申;赵翔宇;熊志方;李铁刚;大洋深部氧化还原条件是诊断大洋深部碳储存、释放的重要参数,在排除/扣除有机质耗氧的基础上,其主要指示大洋深部流通状况。然而,多数研究没有考虑侧向流通和垂向流通的解耦,而笼统地用该指标指示总体或侧向流通,这在垂向流通发育的海区(如南大洋)可能并不正确。针对该科学问题,本文在利用岩芯物理参数划分南极罗斯海IODP 374航次U1524A孔冰期-间冰期旋回基础上,通过蛋白石/Ti、氧化还原敏感元素比值(Mn/Ti和Mo/Ti)和ln(Zr/Rb)分别重建了生产力、深部氧化还原条件和底流流速强度(即侧向流通状况)记录。研究发现,中—晚更新世南极罗斯海生产力、深部氧化还原条件和侧向流通状况表现出明显的冰期旋回特征:冰期低氧化强度(即亚氧化条件)对应低生产力和强侧向流通状况;间冰期高氧化强度(即氧化条件)对应高生产力和弱侧向流通状况。将上述记录与表征环极深层水垂向上涌的南极绕极流强度记录对比,结果表明垂向流通是深部氧化还原条件的主控因素。具体机制为冰期时西风带北移,同时南极绕极流减弱和海冰扩张,导致环极深层水上涌减弱,从而减弱深部相对氧化强度和深部对大气的碳释放,最终贡献大气p CO2降低。该研究表明,中—晚更新世南大洋深部氧化还原条件指示垂向流通状况,这暗示需谨慎利用大洋深部氧化还原条件笼统地反演深部流通状况。
黄河三角洲湿地芦苇在盐度梯度下光合参数变化及其对生态系统碳汇功能的贡献
李岩;谢柳娟;叶思源;高宗军;陈洋洋;何磊;丁喜桂;滨海湿地是高效的碳汇系统,但海平面上升或人类活动引起的生态系统盐分的重新分配对植物光合作用的影响未得到充分研究。本研究选取黄河三角洲湿地低、中、高盐度分别为1.1、7.1以及16.1 psu样地的芦苇为研究对象,采用新一代光合测量仪,开展不同季节芦苇生长特征、叶绿素含量、光合特征参数等调查监测及光响应和CO2响应试验研究。结果表明,盐度限制了芦苇株高、基径的生长,且高盐使芦苇株高生长期滞后。此外,在平均环境温度高于芦苇光合作用的适宜温度25℃的7月,中、高盐度环境显著降低了芦苇光合速率Pn,但在平均温度较低的9月,高盐环境芦苇的Pn显著高于较低盐度环境。特别地,中等盐度样地芦苇最大净光合速率(Pnmax和Anmax)比低、高盐度样地高出40.3%。该研究发现不仅暗示了未来海平面上升情景下分布于上三角洲平原淡水环境的芦苇湿地碳汇功能有增强趋势,而且对于相邻学科改良耐盐作物品种、恢复盐碱地生态系统具有重要意义。
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