黃海全新世浮游植物生產(chǎn)力和群落結(jié)構(gòu)變化規(guī)律及控制機制.pdf

1、黃海是西北太平洋非常重要的陸架邊緣海，地處亞洲季風影響的區(qū)域，又受到黃海暖流及黑潮的作用，其生態(tài)環(huán)境具有明顯的區(qū)域性特征。為揭示黃海全新世期間生態(tài)環(huán)境演變規(guī)律的控制機制，需要有長期的黃海生態(tài)環(huán)境演變資料，因此高分辨率的黃海全新世古環(huán)境記錄非常重要。本論文利用南黃海中部泥質(zhì)區(qū)同一緯度斷面的三個沉積物巖心（YS01，ZY1，ZY2）的生物標志物指標，基于海源生物標志物含量可以反映浮游植物生產(chǎn)力，生物標志物比值可以反映浮游植物群落結(jié)構(gòu)的前提，

2、重建了南黃海全新世的浮游植物生產(chǎn)力和群落結(jié)構(gòu)以及海水表層溫度（SST），對黃海全新世生態(tài)環(huán)境的演變規(guī)律及控制機制進行探討。
　　早全新世階段（10.5-7 ka），南黃海的生態(tài)環(huán)境主要受海平面變化的控制。在7ka之前的全新世低海平面階段，生物標志物指標重建的浮游植物生產(chǎn)力以及顆石藻對浮游植物群落結(jié)構(gòu)的貢獻都很低。多個生物標志物指標都記錄了9.6ka MWP-1C融水脈沖事件：在MWP-1C之前，海洋初級生產(chǎn)力較低，陸源有機質(zhì)的相對

3、貢獻很高；在 MWP-1C之后，海洋初級生產(chǎn)力升高，陸源有機質(zhì)的相對貢獻快速降低，但沉積有機質(zhì)中陸源有機質(zhì)仍占主導(dǎo)。早全新世低海平面階段，研究站位更容易受到陸地徑流量的影響。在夏季季風影響下，降雨引起的陸地徑流使黃海處于低鹽河口環(huán)境，不利于顆石藻生長。相比中晚全新世，早全新世時期顆石藻對浮游植物群落的貢獻相對較低。
　　中晚全新世階段（7-0 ka），海平面趨于穩(wěn)定，黃海暖流入侵黃海，黃海環(huán)流體系形成。黃海暖流的入侵對南黃海的生態(tài)

4、環(huán)境產(chǎn)生很大影響，浮游植物生產(chǎn)力和群落結(jié)構(gòu)對黃海暖流的強度以及路徑的變化有直接響應(yīng)，受控于黃海暖流的變化?？傮w上講，浮游植物生產(chǎn)力水平在中晚全新世黃海環(huán)流體系形成后整體升高，陸源有機質(zhì)對沉積有機質(zhì)的貢獻較早全新世降低。巖心ZY1及ZY2生物標志物含量結(jié)果顯示，兩巖心的總浮游植物生產(chǎn)力水平的變化趨勢相似。從6ka至0ka，兩巖心的總生產(chǎn)力都呈上升趨勢，并且在3ka都有明顯的轉(zhuǎn)變，東亞冬季風是該階段南黃海浮游植物生產(chǎn)力的控制因素。黃海環(huán)流體

5、系形成后，自6ka以來增強的東亞冬季季風驅(qū)動會使黃海環(huán)流體系增強，且可以通過風塵輸入為南黃海帶來更多的營養(yǎng)鹽，都有利于浮游植物初級生產(chǎn)力的提高。而位于最西側(cè)更靠近黃海沿岸流的YS01巖心記錄的生產(chǎn)力從6ka以來沒有明顯上升趨勢，且此巖心附近海域浮游植物生產(chǎn)力平均水平高于另外兩個巖心，表明該處浮游植物生產(chǎn)力除了受東亞冬季季風的控制，可能還受黃海陸架鋒鋒面上升流的影響。由于對高鹽度環(huán)境的需求，顆石藻生產(chǎn)力變化同時受到黃海暖流強度及夏季季風降

6、水引起的徑流量強弱的影響。在黃海暖流影響的區(qū)域，黃海暖流影響增強，利于顆石藻生長，使得顆石藻對浮游植物群落結(jié)構(gòu)的相對貢獻增大。南黃海浮游植物生產(chǎn)力和群落結(jié)構(gòu)在晚全新世（3ka）有明顯改變，這可能與ENSO活動強度增大、頻次增多的影響相關(guān)，但其作用機制尚未清楚，可能與大氣及海洋環(huán)流的變化有關(guān)。
　　巖心ZY1及ZY2的長鏈烯酮含量及生物標志物比值（A/B）在中晚全新世的變化有一定的差異，兩巖心指標的差值與黑潮強度指標的變化趨勢比較一

7、致，反映了黃海暖流主流軸中晚全新世的空間擺動。在黑潮增強階段（6-4.2ka和1.7-0ka），黃海暖流主流軸向東擺動，對巖心ZY1影響較大，表現(xiàn)為顆石藻生產(chǎn)力及對其浮游植物群落結(jié)構(gòu)的相對貢獻更高。相反，在黑潮減弱階段（4.2-1.7ka），黃海暖流主流軸向西擺動，對巖心ZY2影響更大，引起較高的顆石藻生產(chǎn)力及其對浮游植物群落結(jié)構(gòu)相對較高的貢獻。
　　巖心YS01的SST結(jié)果記錄了南黃海全新世的氣候演化的經(jīng)歷：早全新世階段（9.6

8、-7 ka），主要受北半球太陽輻射的變化控制，呈大幅波動增溫過程；中全新世階段（7-2.8 ka），從6.8 ka黃海暖流入侵黃海維持高溫到6ka后，SST整體降低，呈現(xiàn)低溫震蕩；晚全新世階段（2.8-0 ka），SST整體升高且呈小振幅波動。在黃海暖流入侵黃海后的中晚全新世，黃海暖流影響區(qū)域SST的變化受黃海暖流控制，并且對黑潮的變化有很好響應(yīng)。
　　巖心 YS01的SST記錄反映出南黃海全新世存在幾次明顯的降溫事件：0.3-0

9、.5ka，1.2-1.6ka，2.7-3.1ka，4.2-4.5ka，5.5-5.9ka，6.9-7.2ka，8.1-8.5ka和9.2-9.5ka，并且SST記錄中存在~532年變化周期，生物標志物比值A(chǔ)/B記錄存在~1560年的變化周期，這與北大西洋、黑潮和陸地等全球環(huán)境指標記錄的氣候突變事件及周期循環(huán)有較好的一致性。說明南黃海在黃海暖流控制下，通過大氣及海洋環(huán)流的變化對全球氣候變化事件也有較好的響應(yīng)。該巖心的SST記錄表明南黃海的