热带生物海岸对全球变化的响应

以热带生物海岸现代过程研究成果为基础,结合国内外相关资料,分析我国红树林海岸和珊瑚礁海岸对全球变暖、海平面上升、大气CO2浓度升高和海洋酸化的响应.其中,全球变暖和大气CO2浓度升高总体上有利于红树林生长发育,海平面上升对红树林和珊瑚礁的影响取决于红树林潮滩淤积速率和珊瑚礁礁坪堆积速率与海平面上升速率之间的对比关系.海平面加速上升将威胁部分红树林、珊瑚礁及其后的海岸堤防.全球变暖海表异常高温导致珊瑚白化、海洋酸化导致珊瑚和珊瑚藻钙化率降低将成为21世纪珊瑚礁的重大威胁.全球变化的不确定性和生态系统响应机制仍然有待进一步研究.主要是人类不合理开发活动导致目前红树林和珊瑚礁的广泛严重破坏,加强海岸带综合管理和生态环境保护,加强生态系统恢复重建,是有效适应本世纪全球变化影响的重要措施.     

中国沿岸海平面上升与海岸灾害

政府间气候变化专门委员会1995年气候变化评价报告指出,全球海平面在过去的100年里上升了18cm,预测全球海平面将加速上升,在2050年时上升20cm,2100年时上升49cm.根据近40多年的验潮资料分析,中国沿岸海平面上升速率为1.4～2.0mm/a,与全球上升速率一致。由于沿海许多地区的严重地面沉降,地壳垂直升降的不同,以及其它因素的影响,我国沿岸海平面的相对上升各不相同,严重地区的上升速率要大得多。海平面的加速上升必将使我国沿海大部地区的风暴潮等自然灾害更加严重。     

台湾地区生物礁及其生境

台湾岛位于亚洲大陆板块与菲律宾海板块的交界处,是在中新世晚期经由板块碰撞而形成的大陆 边缘岛屿。台湾岛形成初期,由于地形陡峭,地表的侵蚀速率高,在高沉积速率的环境中,并不利于碳酸盐沉 积物的形成,因此甚少珊瑚礁沉积,及至更新世和全新世才有比较具规模的珊瑚礁形成。台湾地区的更新世珊 瑚礁主要分布在台湾岛西南部高雄地区和南部恒春地区;其中,高雄地区大岗山、小岗山、半屏山和寿山等地 的珊瑚礁,可能是在逆断层前移的背斜脊高区上沉积形成,或与冷泉碳酸盐提供珊瑚礁发育的硬底质有关。台 湾岛南端恒春地区的珊瑚礁则是在更新世晚期的温暖浅海环境中沉积形成。台湾地区大部分的生物礁于全新世 沉积形成,此时期海平面上升,沉积速率降低,浅海环境适宜,因而有利于生物礁形成;但是由于各地环境条 件的差异,礁的型态也不同;台湾岛南部恒春半岛、绿岛、兰屿、澎湖列岛南部和小琉球等地有较具规模的珊 瑚礁发育,约有造礁珊瑚200～300种;台湾岛东部及澎湖列岛北部仅有块状礁或斑礁形成,造礁珊瑚约有150种;台湾岛北部和东北部浅海则有造礁珊瑚约100种,但因侵蚀作用强烈,并不成礁,属于“非礁型珊瑚群 聚”。另外,在台湾岛西北部海岸则有以无栉珊瑚藻为主体所形成的藻礁。台湾地区各地的全新世生物礁,由于 沉积时间很短,同时受到台湾地区高上升速率与高侵蚀速率的影响,礁体的厚度不足,并广泛被抬升成为海岸 地带的上升礁,且与潮下带的现生珊瑚礁互相连续。台湾岛海域造礁珊瑚的属种特别丰富,高达近300种,约 占全球珊瑚物种的三分之一,主要系因邻近全球珊瑚物种多样性最高的珊瑚大三角,而且黑潮流经台湾地区大 部分海域,把热带物种幼苗携带过来,因而造就了台湾岛海域的生物多样性。     

全球气候变化的几个关键问题辨析

基于对全球气候变化事实与国家气候变化行动的分析,就当前全球气候变化科学认识和行动中的几个关键问题的不同观点与争论进行了辨析。指出：①应以比较确定的科学事实和“共同但有区别的责任”作为应对气候变化的出发点;②全球增温的幅度被高估了;③近百年全球变暖主要归因于人类活动的论断科学证据不足;④全球变暖的影响有利有弊,具体问题需具体分析;⑤气候预估不等于气候预测,气候预测尚待时日,气候预估的不确定性也非常大;⑥当前应对全球变暖的行动应采取“适应为主、减缓为辅”的战略。     

二叠纪-三叠纪之交全球海平面变化研究

二叠纪-三叠纪界线附近的全球海平面变化是当前沉积学研究的热点和难点问题,其与当时的显生宙最大规模生物灭绝事件存在一定关联,具有重要的研究意义。然而二叠纪-三叠纪界线附近的全球海平面变化存在较多争议,受单剖面或区域范围内相对海平面变化研究程度的制约,在缺乏从沉积学角度的综合对比研究的情况下,可能会影响对全球海平面变化过程与持续时间的判识。综述了二叠纪-三叠纪界线附近的海平面变化研究进展,整合了多位学者的研究剖面、主要观点及认识,梳理了全球海平面变化的主要观点（“上升论”和“下降-上升论”）,包括其各自的发展历程、代表剖面及海平面变化识别特征、海平面上升/下降的原因以及海平面变化与生物灭绝的关系等,并在此基础上,探讨了二叠纪-三叠纪全球海平面变化研究过程中产生争议的原因。本文旨在为二叠纪-三叠纪界线（PTB）附近海平面变化研究提供线索,同时为研究全球PTB地质事件发生的背景及差异性原因提供基础证据。     

南海诸岛全新世珊瑚礁演化的特征

本文概括了南海诸岛珊瑚礁的分布,礁体地形、地貌和地质的一般特征,论述了老灰沙岛、新灰沙岛和礁坪等几类典型的全新世珊瑚礁礁体演化的基本过程,讨论了全新世珊瑚礁演化与季风、气候和海平面的关系。礁坪是随着冰后期海平面上升在晚更新世侵蚀面上堆积的,全新世中期高海面出现前后分别形成老灰沙岛和新灰沙岛。     

中国陆地生态系统对全球变化的反应模式研究进展

综述了国家自然科学基金“八五”重大项目“中国陆地生态系统对全球变化的反应模式研究”的最新进展，主要有对全球变化反应的植物生态生理学基础模型研究，对全球变化反应的植物群落学模型与气候（植被关系，全球变化中的我国生物群区遥感监测技术与相关模型研究，以及生态系统对全球气候变化响应的预测。最后指出未来中国进行全球变化与陆地生态系统关系研究拟注重各计划间的交叉及应加强研究的领域。     

中国全新世海平面变化周期与世界未来海平面变化规律

从发现海滩岩断代序列模式后,通过多学科综合研究又发现气候变化周期、闽粤海岸升降周期和海平面变化周期等皆为500a 左右。在13000aB.P.前中国气候变暖,海平面为以上升为主的升降期;近6000多年海平面以周期性上下波动为特征;而近3100年寒冷气候以每1000年7个纬度的速度南移,海平面向上波动幅度变小。按气候变化周期,现阶段为变寒期,将抵消一部分“温室效应”,世界未来50—100年的海面可能与今持平或有所下降。按照冰期和间冰期的时间规律,未来6000—7000年的海平面将下降几十米。     

压实作用下广西典型红树林区沉积速率及海平面上升对红树林迁移效应的制衡

气候变化造成的海平面上升是迫使红树林向陆迁移的主要驱动力, 而其自身通过捕沙促淤不同程度的减缓了海平面上升速率的影响。基于广西典型红树林区8根短柱的210Pb测年和含水率分析, 以考虑/未考虑沉积物压实作用为研究情景, 通过对比研究红树林区潮滩地表高程抬升速率和相对海平面上升速率的大小关系, 揭示当前海平面上升对广西红树林向陆/向海迁移的驱动机制。研究发现:未考虑压实作用下的沉积速率约是考虑压实作用下沉积速率的1.00~1.34倍(平均1.12倍), 压实作用明显;压实沉积速率介于0.16~0.78 cm/a, 其底层压实沉积速率与潮滩地表高程抬升速率相等。压实作用下, 英罗湾和丹兜海红树林区的地表高程抬升速率小于相对海平面上升速率;与未考虑压实作用得到的结论相悖。由于广西红树林海岸大都建有防波堤, 限制了红树林向陆的迁移;表明英罗湾和丹兜海的红树林正面临海平面上升的威胁。压实作用校正与否对地表高程抬升速率与相对海平面上升速率相当的区域尤为重要。     

海平面上升对我国沿海地区经济发展的影响与对策

全球海平面上升将会带来的严重影响,已引起世界各国政府和科学家的广泛关注。1991年,联合国环境规划署发布的“当前全球环境状况”中指出:“全球变暖将会加速海平面升高,……会引起严重的社会经济后果,会威胁低洼岛屿及沿海地区”。1992年,联合国环境与发展大会通过的“21世纪行动议程”中提出:要监测气候变化对环境的影响,而海平面变化也是主要监测内容之一。“大会呼吁各国政府重视对上述问题的研究并将其纳入“政府决策进程”。 中国科学家也已经注意到,海平面上升虽然是缓慢而持续的现象,但其长期累积值将会相当大,加之,我国海岸线长,沿海地区地质结构复杂,随着经济建设的发展所产生的地下水过量开采、土层压实、水位抬升等引起的相对海平面上升更加严重,加剧了海平面上升的危害,并将对我国沿海地区的经济发展带来许多非常不利的影响。     

南海西北部珊瑚礁记录所反映的新构造运动*

珊瑚礁是发育于热带海洋环境中由生物作用和地质作用共同形成的地质体,具有独特的新构造运动意义。南海西北部珊瑚礁记录所反映的新构造运动主要有火山活动、地壳升降运动和地震活动等。珊瑚礁区第四纪火山活跃,到现代已停止活动,部分火山构成珊瑚礁的基座,个别出露海面为火山岛;地壳升降运动差异较大,雷州半岛西南部珊瑚礁呈上升趋势,上升率为0.02~0.05mm/a;西沙群岛等岛礁地壳运动则呈下降趋势,下降率为-0.07~-0.10mm/a,岛礁中的造礁石珊瑚生长率、礁顶和灰沙岛的堆积率均相当于或大于地壳下降率与现代海平面上升率的总和;南海西北部珊瑚礁区内地震活动较强,尤其是1994年12月31日和1995年1月10日在雷州半岛西南部海域发生了6.1级和6.2 级地震,这两次地震对该区珊瑚礁的发育有较大的影响。     

中国南海珊瑚岛礁泻湖砂层钻探取心技术

中国南海珊瑚岛礁拥有巨大的资源潜力和科研价值。科学钻探是珊瑚岛礁研究工作中获取地层资料的重要技术手段。南海珊瑚岛礁地下普遍存在多层厚层泻湖砂层，主要结构为无胶结或轻微胶结的细粒珊瑚砂，这种层位钻探取心极端困难，是影响钻探成果的主要难题之一。南海两个岛礁所实施的3口千米以上深井施工过程中，为解决泻湖砂层钻探取心难题，在分析泻湖砂层性状的基础上，综合研究钻具合理选用、钻进参数控制、钻井液性能控制等钻探工程核心内容，形成了较完整的适用于泻湖砂层钻探取心的“多要素组合钻探取心技术”。使用该技术能确保珊瑚岛礁泻湖砂层岩心采取率达到95%以上，并基本保持岩心原状性。该研究成果对于珊瑚岛礁钻探具有重要的借鉴作用。     

中国海洋的珊瑚-珊瑚礁: 南海中央区珊瑚-珊瑚礁生物多样性特征

珊瑚是地球上最古老的原住民,具有近6×108年的发育史,弱势群居、喜温和原地长成是珊瑚的基本特征。作者介绍了珊瑚-珊瑚礁的基本特征,综述了跨十年调查的研究区珍贵照片资料和相关认识,指出中国是全球主要的珊瑚-珊瑚礁国家,地位举足轻重;珊瑚-珊瑚礁作为地球生物多样性的代表,造岛、固礁、护鱼、防护岛岸流失,形成南海四大群岛280余座岛、礁、滩、沙,所构建庞大海洋生态系统是无与伦比的海洋生态资源和寸土寸金的南海海洋国土。提出划分南海珊瑚-珊瑚礁为中央区和周缘区2个分布区,阐述了南海中央区珊瑚-珊瑚礁的基本特征,系统汇集报道了间隔10年2个科考航次调查在浅水礁盘浮潜、至20 m水深浅潜-深潜和礁盘及开展岛、礁、滩、沙地质调查的发现,包括科学定名46种六放石珊瑚和6种八放软珊瑚等成果,同时,收集了西沙、中沙、东沙和南沙群岛海域的相关调查航次珊瑚照片;进一步阐述了单体环礁和复合环礁的特征及分布,并进行了初步对比,指出永乐环礁是南海唯一一个真正的切合达尔文模式的环礁,也是环礁发展到最高阶段的产物,构成现代海洋珊瑚-珊瑚礁形成演化研究最好的天然实验室。     

华南热带海岸生物地貌过程*

海岸生物地貌过程研究海岸带生物过程和动力-沉积-地貌过程之间的双向相互作用,是海岸生态系统响应和反馈全球变化的重要机制,被列为全球变化核心项目海岸带陆海相互作用研究的重点内容。20世纪90年代以来的调查研究揭示了华南红树林和珊瑚礁热带生物海岸生物地貌过程的主要特点。造礁石珊瑚的高生长率和珊瑚礁高堆积速率是珊瑚礁生物地貌过程的物质基础;红树林生态系统的高生产力、高归还率和捕沙促淤功能是红树林生物地貌过程的物质基础。热带生物海岸地貌结构显示分带性和生物地貌类型和动力地貌类型的叠加和共存,潮汐水位严格控制群落分布格局并形成重要的生物地貌界限。热带生物海岸生物地貌过程有利于消除或减缓海平面上升的浸淹效应。热带生物海岸不断加剧的人类活动干扰和生态破坏导致生物地貌功能削弱和海岸资源环境恶化。     

鄂尔多斯盆地西缘奥陶纪生物礁基本特征、分布规律及成礁模式

鄂尔多斯盆地西缘奥陶纪发育有生物礁。本文通过对鄂尔多斯盆地西缘野外及钻井岩心生物礁调查及室内鉴定分析,认为在乌海桌子山地区、棋探1井地区、彭阳石节子沟等地发育了较为典型的生物礁,主要造礁生物为珊瑚、层孔虫和海绵。三处生物礁发育特征有差异,北段礁体生长发育2～3期,中段发育2期生长,南段生长发育可达4期;北端及南端生物礁造礁生物个体较大,生长的水体环境相对较浅,而中段生物礁造礁生物个体较小,生长的水体相对较深。这些典型生物礁的生长、发展和消亡呈现了不同的发育特征和时空分布规律,北段生物礁体发育层位早,中、南段发育层位晚,这种分布变化规律与华北板块在早古生代处于赤道附近发生了北漂右旋的旋转漂移规律有关。通过对不同地段生物礁基本特征分析,结合δ13C和δ18O同位素分析结果,认为盆地西缘生物礁成礁模式为中央古隆起西部陆缘海背景下的开阔台地边缘带点礁-滩体组合模式,分布较为局限,认为该地区生物礁死亡原因系海平面快速上升事件导致礁体被淹死所致,也进一步推测生物礁之上存在一次海平面快速上升事件。     

海平面相对上升与生物礁相沉积——以中国西南地区晚二叠世海绵礁为例

晚二叠世是我国西南地区地史上的第二次造礁高峰期,礁体发育良好,分布广泛,类型齐全,且有较好的找矿前景,已先后在建南、石宝寨等潜伏礁体中打出了工业性气流。前人已对本区晚二叠世生物礁作了大量的研究,但主要侧重于古生物生态和礁体沉积相方面,而对海平面相对变化与礁体的关系以及礁控构造等方面的研究还很少。本文为《中国南方晚二叠世生物礁研究》课题成果中的一部份,主要探讨晚二叠世海平面相对上升与生物礁相沉积之间的关系。西南地区晚二叠世生物礁主要分布在南盘江地区(滇黔桂交界区)和川东鄂西地区,礁     

Relative sea-level rise and climate change over the last 1500 years

We constructed a detailed relative sea-level rise curve for the last 1500 years using a novel approach, i.e. charting the rate of relative sea-level rise using microfaunal and geochemical data from a coastal salt marsh sequence (Clinton, CT, USA). The composition of benthic foraminiferal assemblages and the iron abundance in peats were used to describe shifts in marsh environment through time quantitatively. The resulting sea-level rise curve, with age control from ¹⁴C dating and the onset of anthropogenic metal pollution, shows strong increases in the rate of relative sea-level rise during modern global warming (since the late nineteenth century), but not during the Little Climate Optimum (ad 1000–1300). There was virtually no rise in sea-level during the Little Ice Age (ad 1400–1700). Most of the relative sea-level rise over the last 1200 years in Clinton appears to have occurred during two warm episodes that jointly lasted less than 600 years. Changes from slow to fast rates of relative sea-level rise apparently occurred over periods of only a few decades. We suggest that changes in ocean circulation could contribute to the sudden increases in the rate of relative sea-level rise along the northeastern USA seaboard. Relative sea-level rise in that area is currently faster than the worldwide average, which may result partially from an ocean surface effect caused by hydrodynamics. Our data show no unequivocal correlation between warm periods (on a decaal to centennial time-scale) and accelerated sea-level rise. One period of acclerated sea-level rise may have occurred between about ad 1200 and 1450, which was the transition for the Little Climate Optimum to the Little Ice Age, i.e. a period of cooling (at least in northwestern Europe). Local changes in tidal range might also have contributed to this apparent increase in the rate of relative sea-level, however. The second period of accelerated sea-level rise occurred during the period of modern global warming that started at the end of the last century.     

Climate change impacts on U.S. Coastal and Marine Ecosystems

Increases in concentrations of greenhouse gases projected for the 21st century are expected to lead to increased mean global air and ocean temperatures. The National Assessment of Potential Consequences of Climate Variability and Change (NAST 2001) was based on a series of regional and sector assessments. This paper is a summary of the coastal and marine resources sector review of potential impacts on shorelines, estuaries, coastal wetlands, coral reefs, and ocean margin ecosystems. The assessment considered the impacts of several key drivers of climate change: sea level change; alterations in precipitation patterns and subsequent delivery of freshwater, nutrients, and sediment; increased ocean temperature; alterations in circulation patterns; changes in frequency and intensity of coastal storms; and increased levels of atmospheric CO₂. Increasing rates of sea-level rise and intensity and frequency of coastal storms and hurricanes over the next decades will increase threats to shorelines, wetlands, and coastal development. Estuarine productivity will change in response to alteration in the timing and amount of freshwater, nutrients, and sediment delivery. Higher water temperatures and changes in freshwater delivery will alter estuarine stratification, residence time, and eutrophication. Increased ocean temperatures are expected to increase coral bleaching and higher CO₂ levels may reduce coral calcification, making it more difficult for corals to recover from other disturbances, and inhibiting poleward shifts. Ocean warming is expected to cause poleward shifts in the ranges of many other organisms, including commercial species, and these shifts may have secondary effects on their predators and prey. Although these potential impacts of climate change and variability will vary from system to system, it is important to recognize that they will be superimposed upon, and in many cases intensify, other ecosystem stresses (pollution, harvesting, habitat destruction, invasive species, land and resource use, extreme natural events), which may lead to more significant consequences.