低緯度東太平洋地區(qū)(Soledad Basin)不同時間尺度生態(tài)環(huán)境演變記錄及控制機制.pdf

1、作為北太平洋東邊界流的加利福尼亞流(California Current,CC)是北太平洋環(huán)流的主要組成部分,其所控制的北太平洋東部不同緯度地區(qū)的生態(tài)環(huán)境對氣候變化的響應存在著區(qū)域差異性。相對于中緯度的東太平洋加利福尼亞流系統(tǒng)(California CurrentSystem,CCS)而言,低緯度地區(qū)不僅受到高緯度地區(qū)氣候變化與沿岸上升流的影響,更受到赤道太平洋ENSO現象的影響,這些因素使得東太平洋低緯度地區(qū)的生態(tài)環(huán)境變化呈現出復雜性

2、。但是由于缺少高分辨的、長期連續(xù)的觀測數據,限制了對于該地區(qū)生態(tài)環(huán)境演變規(guī)律及控制機制的研究。本論文主要利用長鏈烯酮不飽和度Uk'37指標和多參數生物標志物的方法,重建了位于低緯度東太平洋Baja California沿岸地區(qū)的Soleda Basin在短時間尺度(類年際分辨率,過去150yrs,Core2A/2B巖心)和長時間尺度(百年尺度分辨率,過去14 kyr,MV99-GC41/PC14巖心)的海水表層溫度(SST)、海洋浮游植

3、物生產力及其群落結構的變化,探討了低緯度東太平洋地區(qū)(Soledad Basin)生態(tài)環(huán)境的演變規(guī)律及控制機制。
　　UK'37指標重建的Soledad Basin過去150年類年際分辨率的海水表層溫度在19.3-21.6℃之間變化,平均值為20.8℃。1940s以前,UK'37-SST變化幅度較小并普遍高于平均值,而自1950 A.D.開始,SST表現出1℃左右變化幅度的多個年代際波動現象。長鏈烯酮含量顯示出年際.年代際波動,而

4、菜子甾醇和甲藻甾醇含量在1950 A.D.之前波動幅度很小,之后變化幅度增大。菜子甾醇、甲藻甾醇的含量與長鏈烯酮含量在1950 A.D.以后顯示出相反的變化。通過與器測溫度記錄相比顯示,對Soledad Basin而言,利用UK'37指標重建的SST最能反映的是年平均海水表層溫度,并不存在明顯的季節(jié)性偏差。1950 A.D.以后,由于受到沿岸上升流強度的年代際波動增強影響,Soledad Basin的UK'37-SST記錄顯示出幅度在1

5、℃左右的年代際波動。硅藻、甲藻的生產力與顆石藻生產力在1950 A.D.以后出現相反的年代際波動,其中硅藻、甲藻高值對應低溫而顆石藻高值對應高溫。浮游植物生產力和群落結構的這種年代際波動同樣是由沿岸上升流強度的年代際波動所控制的,上升流增強,溫度下降,營養(yǎng)鹽增加,硅藻、甲藻生產力相對貢獻增加而顆石藻生產力相對貢獻減少。而在1940s以前,沿岸上升流強度整體相對較弱,導致了SST的變化幅度較小且普遍相對較高,同時真光層低的營養(yǎng)鹽含量,顆石

6、藻競爭優(yōu)勢提高,是生產力的主要貢獻者,而硅藻和甲藻與顆石藻生產力的變化相似但波動幅度不明顯。這些結果表明了Soledad Basin的生態(tài)環(huán)境在1950 A.D.之前與之后的兩個不同時期可能發(fā)生了改變,而且影響年代際溫度變化的機制存在有差異。研究結果與文獻中提出的沿岸上升流近期變化一致,就是過去幾十年全球變暖導致Soledad Basin海區(qū)上升流強度增加。因此,在年際.年代際時間尺度上,當地的沿岸上升流過程是影響Soledad Bas

7、in生態(tài)環(huán)境變化的主要機制。
　　Soledad Basin過去14 kyr百年尺度分辨率的UK'37-SST記錄顯示B-A暖期(B(φ)lling-Allerod)和YD(Younger Dryas)冷期的最大溫差為2.3℃,自YD至全新世時期溫度總體呈現上升趨勢(平均上升1.3℃),但在全新世時期沒有明顯的變化趨勢。生物標志物含量(菜子甾醇,甲藻甾醇和長鏈烯酮)在B-A和YD時期并沒有顯著變化,而自YD時期至全新世時期菜子甾醇

8、、甲藻甾醇和長鏈烯酮的含量明顯增加,同時菜子甾醇/長鏈烯酮的比值增大。生物標志物含量在中-晚全新世時期變化頻率增大,長鏈烯酮含量先降低后增加。過去14 kyr,Soledad Basin顯示有明顯的B-A和YD時期的出現,但是B-A至YD時期的溫度變化幅度小于中緯度地區(qū),并且與中緯度的加利福尼亞流系統(tǒng)出現的中全新世變冷不同,Soledad Basin在全新世時期溫度沒有明顯的變化趨勢。上述現象表明了低緯度東太平洋地區(qū)對高緯度地區(qū)氣候變化

9、的響應,以及ENSO現象對低緯度地區(qū)B-A至YD時期的溫度變化有所影響,此外,加利福尼亞流和沿岸上升流對低緯度地區(qū)的影響要小于中緯度地區(qū)。自冰消期至早全新世,SoledadBasin的生產力提高,硅藻和甲藻的相對貢獻增加,顆石藻相對貢獻減小,這主要是與加利福尼亞流與沿岸上升流的強度增強有關,同時也暗示了冰期至間冰期赤道東太平洋類El Nifio狀態(tài)向類La Ni(n)a狀態(tài)的轉變。中.晚全新世時期,浮游植物生產力受到ENSO現象的影響,