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(yīng)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(xiàn)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(xiàn)出復(fù)雜性

2、。但是由于缺少高分辨的、長期連續(xù)的觀測數(shù)據(jù),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(biāo)和多參數(shù)生物標(biāo)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(chǎn)力及其群落結(jié)構(gòu)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(biāo)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(xiàn)出1℃左右變化幅度的多個年代際波動現(xiàn)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(biāo)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(chǎn)力與顆石藻生產(chǎn)力在1950 A.D.以后出現(xiàn)相反的年代際波動,其中硅藻、甲藻高值對應(yīng)低溫而顆石藻高值對應(yīng)高溫。浮游植物生產(chǎn)力和群落結(jié)構(gòu)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(chǎn)力相對貢獻增加而顆石藻生產(chǎn)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(dǎo)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(chǎn)力的主要貢獻者,而硅藻和甲藻與顆石藻生產(chǎn)力的變化相似但波動幅度不明顯。這些結(jié)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(jié)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(dǎo)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(dāng)?shù)氐难匕渡仙鬟^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(xiàn)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(biāo)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(biāo)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(xiàn),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(xiàn)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(xiàn)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(yīng),以及ENSO現(xiàn)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(chǎn)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(guān),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(zhuǎn)變。中.晚全新世時期,浮游植物生產(chǎn)力受到ENSO現(xiàn)象的影響,