南海北部滨珊瑚生长的影响因素

南海北部滨珊瑚生长序列的X光数字图像分析和环境参数的相关分析表明,表层海温是滨珊瑚生长的首要气候因子,表层海温的季节性变化决定着滨珊瑚骨骼密度的季节性变化和年生长层的形成,高密度带形成于夏季而低密度带形成于冬季.年生长带的结构特征分析表明,季风环流控制的表层海流的性质和成分决定着年生长层的结构特征,微生长层的形成可能与潮汐和月光的周期性变化有关.     

海南岛澄黄滨珊瑚共生藻对环境变化的适应性

在全球气候变暖和人类活动加剧导致珊瑚礁严重衰退的背景下,以抗逆性强的澄黄滨珊瑚（Porites lutea）为研究对象,于 2013 年 10 月―2014 年 8 月在海南岛文昌和三亚对其共生藻密度及光合效率开展了季节性调查研究。结果显示：1）澄黄滨珊瑚共生藻的密度及光合效率均存在显著的季节变化,共生藻密度在冬季最低、夏季较高,其光合效率在冬季较高,春夏季较低。2）澄黄滨珊瑚共生藻密度的空间差异远小于其季节变化的差异,但水深 1~2 m 澄黄滨珊瑚共生藻的密度普遍高于水深 4~6 m 的澄黄滨珊瑚,三亚澄黄滨珊瑚共生藻的光合效率明显高于文昌。3）进一步分析发现,在诸多环境因子中,海表温度 SST 和水体营养是驱动海南岛澄黄滨珊瑚共生藻密度及光合效率变化的主要环境因素,而光合效率的空间差异则可能是珊瑚对生存环境长期驯化的结果。由于文昌和三亚沿岸海水养殖和潜水旅游等人类活动频繁,礁区海水面临富营养化的风险,推测海南岛澄黄滨珊瑚面临 SST 上升和营养胁迫联合效应的严重威胁。     

利用珊瑚的影像密度恢复南海海表温度

将南海西沙永兴岛(16°50'N, 112°20'E)西北的造礁珊瑚的岩芯,制成X射线负片.用显微光密度计在X射线负片上获得沿生长轴方向的影像密度值,时间序列为1937～1993年.根据影像密度数据,计算出珊瑚的各年生长率和钙化率的代用指标.珊瑚生长率和钙化率的代用指标都与SST呈显著正相关.根据1960～1993年的资料统计,相关系数分别是0.91和0.85,从而建立了珊瑚生长率温度计和钙化率代用指标温度计.并用这两个温度计测算到1937年,揭示出南海的SST变化既受到全球气候环境变化为主的影响,也受到半封闭海域格局的影响.     

近50年涠洲岛5次珊瑚冷白化的海洋站SST指标变化趋势分析

根据涠洲岛海洋站实测海表温度(SST)历史资料和涠洲岛珊瑚礁普查历史资料,采用对比分析与相关分析方法,分析1960―2009年冬季珊瑚冷白化4种SST指标的变化特征。结果显示:(1)涠洲岛珊瑚冷白化的该站SST值为极端低海温(SSTMIN)≤13.2℃或最冷周海温(SSTMCW)≤14.0℃;(2)4种珊瑚冷白化SST指标呈准同步变化,无上升趋势,且其变化趋势与全球变暖无明显对应关系。     

近45年涠洲岛5次珊瑚热白化的海洋站SST指标变化趋势分析

根据涠洲岛珊瑚礁普查(Reef Check)历史资料和涠洲岛海洋站实测海表温度(SST)历史资料,采用对比分析与相关分析方法,分析1966―2010年该岛珊瑚热白化的SST指标变化特征,结果显示:1)涠洲岛珊瑚热白化的最热周平均SST值为31.6℃或最热日平均SST值为32℃;2)1966―2010年涠洲岛的逐年最热月月均SST、最热日日均SST、年极端最高SST及最热周平均SST呈准同步变化,彼此间的相关系数为0.71~0.89,4种珊瑚热白化SST指标没有显著上升趋势;3)最热月月均SST和最热周平均SST的变化趋势与全球变暖在统计上存在显著相关关系。     

南海滨珊瑚骨骼密度带的季节特征及其主要环境影响因素

滨珊瑚（Porites）是南海造礁石珊瑚群落的主要优势种之一,广泛应用于珊瑚礁生态以及高分辨率气候环境响应和重建研究。滨珊瑚不同季节生长形成的骨骼密度条带是开展相关研究的重要基础,而前人对于滨珊瑚骨骼密度带季节性的认识多是基于单一地点的样品,存在地域的差别或矛盾。选取南海不同地点典型珊瑚礁区包括北部海南文昌、中部西沙群岛永兴岛和盘石屿、南部南沙群岛美济礁的 4 个现代活体滨珊瑚骨骼样品,利用数字影像分析方法以及电感耦合等离子体原子发射光谱和气体稳定同位素比质谱仪分别分析了滨珊瑚骨骼密度条带影像灰度和地化指标（Sr/Ca 和 δ 18 O）。结果显示,滨珊瑚样品骨骼密度和地化指标都呈现显著的季节变化。结合海温数据,揭示出样品骨骼密度带季节特征的地域差异,其中,北部文昌滨珊瑚样品骨骼高密度带形成于夏季,低密度带形成于冬季;中部永兴岛样品高密度带形成于秋季,低密度带形成于春季;盘石屿样品高密度带形成于春季,低密度带形成于秋季;南部美济礁样品高密度带形成于冬季,低密度带形成于夏季。采用广义加性混合模型进一步分析了滨珊瑚样品骨骼密度与 3 个主要环境影响因子（海温、光照和盐度）的响应关系。结果表明：不同地点滨珊瑚样品的骨骼密度与主要环境因子的关系也各有不同,考虑样品个体和地点的随机效应,4 个地点滨珊瑚样品的骨骼密度整体上与海温和光照存在非线性响应关系,反映了在南海大空间尺度上,海温和光照可能是影响滨珊瑚样品骨骼密度季节变化的主要环境因素。     

腾格里沙漠西南缘土门剖面微量元素记录的MIS3高分辨率季风环境变化

对位于腾格里沙漠西南边缘的土门剖面中时代为MIS3的TMS3层段进行序列分析与14C和释光测年,并在此基础上对沉积层进行系统的微量元素地球化学分析。结果表明：TMS3是由沙丘砂与其他5类沉积相（黄土状亚砂土、砂黄土、湖沼相、水成黄土和古土壤）构成的相互叠覆的沉积,形成14.5个“沉积旋回”。TMS3微量元素Mn、P、Sr、Rb、V、Zn、Cr、Ni、Cu和Nb在沙丘砂中含量低,在其他5类沉积相中含量高;Rb/Sr比值则呈现相反的变化趋势。在剖面上,随着沙丘砂与这5类沉积相的交替,元素含量、Rb/Sr比值表现出明显的峰（高值）谷（低值）波动,并形成基本上与沉积旋回数量一致的“元素旋回”——ECY1—ECY14.5。该层段14.5个元素旋回揭示了相同数量的腾格里沙漠东亚冬夏季风演变的“旋回”——MCY1—14.5,包括14次冬季风事件和15次夏季风事件,每个季风旋回的持续时间平均约2.48 ka;TMS3元素记录的15次夏季风事件与GRIP冰芯和葫芦洞石笋MIS3-δ18O曲线的间冰阶具有相同的发生次数,也与邻近的古浪黄土MIS3中的间冰阶可以进行很好的对比。土门剖面TMS3的地球化学迁聚...     

南沙群岛潟湖沉积δ18O记录1670a来的温度变化

概述了全球和中国近2ka以来的气候变化研究的概况,赞成努力建立2ka以来区域的高分辨率的气候变化系列的主张.通过测试了采自南沙群岛永暑礁潟湖中的南永3井岩芯的高精度TIMS铀系年龄,分析了样品中底栖有孔虫茸刺距轮虫(Calcarina hispida)δ18O,计算了历史时期表层海水温度和气温,结果自330 AD以来可划分为4个凉和4个热的气候期,还细分出37个气候凉热波动亚期.气候波动的周期性很明显.首次提出了1条南沙群岛地区1 670 a以来的量化的高分辨历史气候温度变化曲线.     

菲尔德斯半岛新生代火山岩中Sr,Ba,Ca元素的相关变化及其对岩浆演化的启示

菲尔德斯半岛新生代火山岩岩石组合为高铝玄武岩-玄武安山岩-安山岩-英安岩,是一套低钾高铝的钙碱性岩系。以岩石中Sr/Ca,Ba/Ca比值作为讨论岩浆演化的一个指标,确认高铝玄武岩为本区岩浆作用的初始岩浆,经过岩浆房中斜长石和单斜辉石为主的分离结晶作用,依次演化出玄武安山岩、安山岩和英安岩岩浆。     

菲尔德斯半岛新生代火山岩中Sr,Ba,Ca元素的相关变化及其对岩浆演化的启示

菲尔德斯半岛新生代火山岩岩石组合为高铝玄武岩-玄武安山岩-安山岩-英安岩,是一套低钾高铝的钙碱性岩系。以岩石中Sr/Ca,Ba/Ca比值作为讨论岩浆演化的一个指标,确认高铝玄武岩为本区岩浆作用的初始岩浆,经过岩浆房中斜长石和单斜辉石为主的分离结晶作用,依次演化出玄武安山岩、安山岩和英安岩岩浆。     

基于Reef Check调查的涠洲岛珊瑚礁生态状况评价

采用Reef Check（珊瑚礁健康调查法）和珊瑚礁生态系统健康指标因素分析法,对广西北海涠洲岛珊瑚礁健康状况进行评价。Reef Check调查从2001―2012年共进行了11 a,调查区为涠洲岛的竹蔗簝、公山、牛背坑3个地点,调查项目包括鱼类、无脊椎动物、珊瑚礁底质。调查结果表明：涠洲岛周边不同区域的珊瑚礁生态状况有较大差异,在竹蔗簝和牛背坑调查区的珊瑚礁覆盖率较为稳定;而在公山调查区,则发现珊瑚在2002年间出现了大面积死亡的情况,至今尚未恢复。利用珊瑚礁生态系统健康指标因素分析法对涠洲岛珊瑚礁健康状况进行评价,结果表明：竹蔗簝和牛背坑的珊瑚礁健康状态相似,都属于一般,其中牛背坑略好,而公山的珊瑚礁健康状态较差。     

珊瑚的影像密度恢复南海海表温度

将南海西沙永兴岛 ( 1 6°50′N,1 1 2°2 0′E)西北的造礁珊瑚的岩芯 ,制成 X射线负片。用显微光密度计在 X射线负片上获得沿生长轴方向的影像密度值 ,时间序列为 1 937～ 1 993年。根据影像密度数据 ,计算出珊瑚的各年生长率和钙化率的代用指标。珊瑚生长率和钙化率的代用指标都与 SST呈显著正相关。根据 1 960～ 1 993年的资料统计 ,相关系数分别是 0 .91和 0 .85,从而建立了珊瑚生长率温度计和钙化率代用指标温度计。并用这两个温度计测算到 1 937年 ,揭示出南海的 SST变化既受到全球气候环境变化为主的影响 ,也受到半封闭海域格局的影响     

利用珊瑚生长率重建西沙海域罗马暖期中期海温变化

珊瑚生长率是记录海水表层温度（SST）的一个重要代用指标。本文以南海中北部西沙永兴岛罗马暖期期间发育的3个澄黄滨珊瑚（Porites lutea）为材料,测量它们的骨骼生长率,并利用珊瑚骨骼生长率与SST的关系式定量重建海温年际变化序列。结果显示：3个滨珊瑚（生长于120-59 BC、46 BC-14 AD和30 BC-28 AD期间）的平均生长率分别为0.88 cm/a（变化于0.53~1.24 cm/a之间）、0.90 cm/a（变化于0.58~1.53 cm/a之间）和1.12 cm/a（变化于0.71~1.46 cm/a之间）。据此重建同时段年平均SST,相应结果分别为26.7℃、26.8℃和27.3℃。2 kaBP前后（120-59 BC,46 BC-28 AD）西沙海域平均SST为26.9±0.4℃,低于现代（1981-2010 AD）约0.7℃。     

未来海平面上升对涠洲岛珊瑚礁的可能影响

根据涠洲岛珊瑚样品资料和涠洲岛海洋站实测雨量、盐度、pH、潮位、最大波高及珊瑚普查历史资料,分析气候变化、海平面上升对涠洲岛珊瑚礁的可能影响。结果显示:1)涠洲岛的多年平均雨量为1388mm,多年平均盐度为32.1,目前海水pH值为8.0~8.23,均在珊瑚生长合适范围内;2)用P-Ⅲ型算式得出涠洲岛的水文要素百年一遇极值为:年雨量2313mm,最高潮位514cm,最大波高6.1m;3)涠洲岛珊瑚生长率(6~8mm/a)大于海平面上升率(2.2mm/a),涠洲岛最大潮差为450~500cm,夏季白天遇低潮时,会增加珊瑚白化概率;4)若未来海平面上升30cm,遇上512cm高潮位与580cm最大波高,不会对涠洲岛珊瑚礁造成毁灭性破坏。     

哈萨克斯坦东北部310年来初夏温度变化的树轮记录

在哈萨克斯坦东北部的阿尔泰山南坡,位于森林上限的西伯利亚落叶松的树轮宽度对生长季初期温度敏感,且在近年来气候变暖的背景下对温度的响应较为稳定,可以作为该区域温度变化的良好替代材料.利用森林上限区的树轮资料,从树轮宽度中提取初夏温度信息,建立了树轮宽度年表与卡通卡拉盖气象站6月平均温度的转换方程,重建了这一区域310年来的初夏温度变化历史,重建方程的方差解释量达到42.7％.由于校准期较长,利用独立检验方法对重建方程进行检验,各项检验的参数表明重建方程是稳定可靠的.重建序列与相邻的中国阿勒泰地区西部和阿尔泰山北坡树轮反映的温度变化序列的冷暖阶段是一致的,其中19世纪的温度波动较为明显,持续时间最长的冷期(1842-1871年)和暖期(1872-1906年)都出现在这个阶段.重建温度序列存在11a左右的周期,与太阳活动的周期一致.     

基于侧扫声呐影像的南海珊瑚礁沉船及周边地形重建

利用南海某珊瑚礁区所获得的一艘沉船的单幅侧扫声呐影像,定量重建了沉船及其周边地形。沉船区侧扫声呐数据经过格式转换、影像生成、水体去除、影像增益校正和坐标转换等预处理后,采用明暗恢复形状（Shape From Shading, SFS）方法反演声呐影像的水深,获得沉船区的水下地形数据,重建了该区域的三维地形地貌。结果显示,沉船位于珊瑚礁西侧礁坡区,该区为典型的礁坡地貌形态,由东向西水深递增,变化于-1.8~-165.4 m之间,按水深和坡度的不同可划分为地势较平缓的两级阶地和地势陡峭的两级坡地。沉船坐底于礁坡第二级阶地（宽约87 m,平均水深约-26.7 m,平均坡度约5.7°）,船体呈EES—WWN走向,长约45 m,宽约9 m,高约4 m,排水量估计为500~600 t,船体残破。利用侧扫声呐影像开展地形地貌的定量反演和重建是对侧扫声呐影像地形地貌定性分析的有效补充,能更全面、更详细地揭示珊瑚礁地形地貌的特征。     

艾比湖二千余年来环境演变的地球化学记录

通过对新疆艾比湖Ash孔二千余年以来沉积的总有机碳含量及其碳同位素、碳酸盐含量及Mg／Ca比值等环境指标综合分析,数据显示：约在公元前500-400年,艾比湖水体面积较小,对应的气候偏干。约公元前400～公元1400年,水体面积较大,处于高水位时期,气候较为湿润,但此时期内的气候也有小幅的冷暖和干湿变化。其中在公元800-1300年期间艾比湖沉积记录显示水生生物对沉积有机质的贡献达到最大,而陆源有机质输入不明显,表明此时湖水水位可能达到二千余年来的最高,这一时段基本对应于中世纪暖期。从碳酸盐含量及Mg/Ca比值指标来看,该地区中世纪暖期可能有一个干湿的波动。公元1400年以来,艾比湖水位下降,其中在15世纪中和19世纪初是两次较为干燥的时期,与其他地区的小冰期气候相对应。