我国东部陆架海全新世生态环境演变规律及控制机制
面对21世纪人口增多、社会发展的压力，海洋产业已经成为推动全球经济发展的重要引擎。维护近海生态环境安全是社会和谐和经济可持续发展的保障。近年来随着全球变暖和人类活动影响加剧，海洋生态灾害开始频繁爆发。了解海洋生态环境演变的过程和机制、预测未来变化趋势显得迫在眉睫。而长时间尺度自然演变规律的揭示是研究生态环境演变机制的前提，也是国际海洋科学中热点研究方向之一。我国东部陆架海地处东亚季风区，东临西边界流黑潮，西靠沿岸经济发达区并受大河的输入影响，其生态环境变化受到气候变化和人类活动的共同驱动。为了开展我国东部陆架海生态环境演变规律与机制的研究，正确的预测未来生态环境变化趋势，本论文选择我国东部陆架海典型泥质区（济州岛西南泥质区和黄海中部泥质区）为研究区域，利用多参数生物标志物方法对多个岩心全新世以来生态环境的时空格局进行了重建。主要涉及的温度指标有UK'37和TEX86指标，分别用来重建表层和次表层海水温度;海源生物标志物有菜子甾醇、甲藻甾醇和C37长链烯酮，用来重建浮游植物生产力和群落结构;陆源指标有BIT和TMBR'，分别用来重建土壤和植被有机质比例。 全新世以来济州岛西南表现出表层海水温度逐步下降，次表层海水温度逐步上升，从而层化现象逐渐减弱的趋势。海源生物标志物含量指示全新世浮游植物生产力逐渐上升。这里的生态环境演变可划分3段:早全新世(6-10 ka)济州岛西南是一个相对封闭的海域，有着强的层化现象和低的浮游植物生产力，主要由于环流系统尚未建立和受到全球气候变化的影响。中全新世(2.5-6 ka)环流系统的初步形成导致层化现象的减弱和浮游植物生产力的增加。晚全新世(0-2.5ka)环流系统和冷涡系统的加强使层化现象大幅度减弱，浮游植物生产力大幅度提升并伴随硅藻主导的群落结构。 黄海中部表层海水温度在早全新世波动大，进入中晚全新世开始稳定;次表层海水温度全新世以来逐渐下降;海源生物标志物则一致表现出逐渐上升的浮游植物生产力。在早全新世(6-10 ka)，黄海动荡的海洋环境导致表层海水温度发生巨大波动。另外环流系统尚未形成，这时浮游植物生产力很低。中全新世(2.7-6 ka)环流系统初步形成使浮游植物生产力和颗石藻贡献比例开始增加。晚全新世(0-2.7 ka)随着东亚冬季风的加强黄海暖流开始加强，环流系统的完善使浮游植物生产力和颗石藻贡献比例继续增加。另一方面通过与黄海已发表表层海水温度记录的比较，发现中晚全新世(0-6 ka)表层海水温度在黄海西部有明显的升高趋势，而在东部的升高并不明显。我们认为这种现象主要由于黄海暖流主轴东西摆动所致。中全新世较弱的黄海暖流沿黄海深槽直接北上（主轴偏东），晚全新世加强的黄海暖流沿海槽西侧北上（主轴偏西）。 通过比较黄海、济州岛西南以及已发表冲绳海槽北部的表层和次表层海水温度记录，发现冰消期以来冷水团在我国东部陆架海的演变过程存在3个阶段:在冰消期（10 ka之前）冲绳海槽北部存在冷水团影响，表现为次表层低温和强层化现象。进入早全新世(6-10 ka)，这种现象主要发生在济州岛西南海域，说明冷水团形成于济州岛西南海域。到了中晚全新世(0-6 ka)，黄海中部表现为突出的次表层低温和强层化现象，说明冷水团的影响已迁移到黄海中部。 通过重建我国东部陆架海全新世以来生态环境演变的时空格局，可以显示环流系统的形成和演变在生态环境演变中扮演了关键的角色，提出“季风影响下的环流格局驱动我国陆架海生态环境演变”机制的新认识。随着未来海水温度的上升以及东亚冬季风的减弱，我们定性推测我国东部陆架海未来环流系统将减弱，生态环境将与中全新世阶段相似。
陆架海;生物标志物;生态环境;演变规律
中国海洋大学
博士
海洋化学
赵美训
2015
中文
Q178.53
122
2016-01-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）