末次冰期以来印尼穿越流对东亚季风变迁和ENSO活动的响应

印尼穿越流连接西太平洋和印度洋,调节这两个大洋之间的热量和水汽的交换,继而在全球气候变化中扮演着重要的角色．印尼穿越流的通量、水体性质和垂向分层受东亚季风和厄尔尼诺．南方涛动（El Nino-Southern Oscillation,ENSO）等气候现象强烈影响．本文研究了钻取于帝汶海区印尼穿越流出口处S018462孔的沉积物,分析浮游有孔虫表层水种和温跃层水种壳体的氧同位素和Mg／Ca比值,恢复了末次冰期以来印尼穿越流表层水和温跃层水的温度和盐度以及垂向温度梯度的变化,并与钻取于西太平洋暖池中心的3cBX孔记录进行了对比．结果显示,末次冰期时帝汶海与西太平洋暖池的表层海水性质几乎一致,自大约16ka以来帝汶海相对暖池的表层海水淡化显著,但二者之间的温度差异变化不大．冰消期时,帝汶海和暖池温跃层海水温度均呈现升高趋势,在大约11．5ka达到峰值;之后,暖池中心的温跃层海水温度总体维持不变,而帝汶海的温跃层海水温度逐渐降低;6ka以来,帝汶海和暖池温跃层海水性质总体趋于一致．上述结果表明,早全新世（11．5—6ka）,类拉尼娜状态以及东亚夏季风降水的增加,使得区域内表层海水盐度降低,抑制了印尼穿越流表层流,导致温跃层流加强．6ka以来,除了东亚冬季风影响下最终造成帝汶海温跃层变浅外,ENSO的频繁活动也可能是重要的影响因素．     

冲绳海槽南部20ka来深水底栖有孔虫的古海洋学记录

对冲绳海槽南部255柱状样的66个样品进行底栖有孔虫定量研究。结合浮游与底栖有孔虫稳定同位素分析和AMS~(14)C测年,追溯20ka来深海环境和表层古生产力的变化历史。底栖有孔虫胶结质壳比例和浮游有孔虫碎壳率的变化揭示冰后期的碳酸盐溶解作用比冰期的强。属种分布和Q型因子分析结果显示冲绳海槽区近20ka来存在冰期、冰消期和冰后期3个明显不同的底栖有孔虫组合,其中冰期的Bulimina aculeata组合(特别是优势种Uvigerina peregrina)与高的表层初级生产力和沉积物中富有机质含量有关,冰后期的Uvigerina asperula组合对应于较低的表层初级生产力,而冰消期的Chilostomella oolina组合则可能反映底层水体低氧含量。     

南海北部上部水体4 Ma以来的古海洋学演化

通过对大洋钻探1146站浮游有孔虫组合, 及其表层海水古温度转换函数, 底栖有孔虫堆积速率的研究, 恢复了南海北部表层海水4 Ma以来的古温度和古生产力变化. 结果表明: 表层海水温度4 Ma以来阶段性降低, 而冬、夏季节温差、表层海水生产力逐渐增加, 时间主要发生在3.1, 2.7, 2.1, 1.6, 0.9和0.5 Ma. 浮游有孔虫混合层、温跃层属种含量除受温跃层的变化外, 还受表层海水温度和生产力变化的影响. 结合构造运动和地球轨道参数的变化, 认为南海北部上部水体晚上新世以来不同时间的变化可能是青藏高原新生代以来的阶段性隆升、 太平洋海道关闭和地球轨道参数变化作用的结果.     

末次冰期最盛期与全新世海洋浮游有孔虫硼同位素与微量元素的对比分析

海洋浮游有孔虫硼同位素能够反映海水酸碱度值的变化,重建大气二氧化碳浓度变化历史．对比分析了末次冰期最盛期（LGM）和全新世（Holocene）赤道太平洋、赤道大西洋和加勒比海地区3个钻孔的Globigerinoides sacculifer和Globigerinoides ruber有孔虫样品中的硼同位素和各种微量元素的变化,发现G．ruber更加适合进行钻孔下部硼同位素的分析,而G．sacculifer可能容易受到溶解作用的影响导致其冰期硼同位素可能偏低．微量元素分析表明浮游有孔虫中的Mg／Ca,B／Ca,U／Ca和Li／Ca比值能在一定程度上反映海水温度和[CO3^2的变化,但都受到不同种属以及其他次要因素的影响,在将其应用到钻孔下部样品时,需要进行必要的校正工作．     

冲绳海槽中南部18 ka以来的底栖有孔虫与底层水演化

根据冲绳海槽中部E017孔底栖有孔虫的定量分析, 结合浮游有孔虫氧碳同位素、AMS14C测年和前人在冲绳海槽南部的研究资料, 对18 cal. ka BP以来冲绳海槽中南部的底层水团演化进行了初步研究. 结果表明冲绳海槽中南部底栖有孔虫在9.2 cal. ka BP以前的冰期-冰消期以Bulimina aculeata (d’Orbigny), Uvigerina peregrina (Cushman), Hispid Uvigerina和Uvigerina dirupta (Todd)等为主. 在9.2 cal. ka BP以来的冰后期以Epistominella exigua (Brady), Pullenia bulloides (d’Orbigny), Cibicidoides hyalina (Hofker), Sphaeroidina bulloides (d’Orbigny)和Globocassidulina subglobosa (Brady)等为主. 底栖有孔虫堆积速率(BFAR)与生产力定量估算值及底栖有孔虫群落组成等一致反映冲绳海槽中南部冰期-冰消期表层古生产力和有机质通量高于冰后期, 并且在冰期-冰消期表层古生产力由海槽南部向中部逐渐增加, 可能与陆源营养物质的接收量差异有关. 脉冲式有机质输入的指示种E. exigua在9.2 cal. kaBP以后的大量出现可能反映冰后期河流季节性脉冲式注入较冰期-冰消期明显增强, 而且海槽中部接受河流季节性注入的强度可能大于南部. 底层水含氧量与流通状况的典型标志种分布特征显示冲绳海槽中南部冰期-冰消期的底层水流通状况较冰后期弱, 反映冰期西北太平洋中深层水演化没有对冲绳海槽中南部底层水团性质产生影响. 此外, 胶结壳底栖有孔虫的丰度变化和碳酸盐溶解作用表明18 cal. ka BP以来冲绳海槽的碳酸盐溶解作用逐渐增强, 其中9.2 cal. ka BP至今碳酸盐溶解作用急剧增加, 并于最近3 cal. ka BP左右形成现代的浅溶跃面.     

运用超微化石探索晚第四纪冲绳海槽上层海水垂向结构的变化

下透光带钙质超微化石Florisphaeraprofunda的相对丰度 ,为揭示混合层厚度等海水上层结构的变化提供了新的可能 .冲绳海槽南北 3个站位近两万年来的沉积分析一致表明 ,F .profunda的百分比从冰期到全新世显著增高 ,海槽南部在距今约 4ka前再次一度减低 ,其变化与热带深层水种浮游有孔虫Pulleniatinaobliquiloculata的趋势一致 ,反映冰期时黑潮东移 ,海水混合层减薄 ,温跃层变浅 ,同时海水上层的浊度可能增大 .距今 4ka前黑潮可能再度东移 .     

从稳定同位素与微体化石看南海南部末次冰消期古海洋变化之阶段性

对南海西南陆坡SCS 1 2柱状样中微体化石进行定量统计以及稳定同位素分析和AMS14 C测年 ,求取末次冰消期高分辨率的古海洋学记录 .约 1 3kaBP以来南海南部的古海洋呈阶段变化 ,其中氧同位素 1 /2期界线约 1 2 .0 5kaBP和末次冰消期末约 7.70kaBP前后为两个快速变化期 (终止期IA 和终止期IB) ,其间则为缓慢变化期 .据推测 ,南海海平面在终止期IA 之前相对于现代的大致位于 - 1 1 0m处 ,终止期IB 之后与现代的相近 ,而其间则大致位于 - 5 0m附近 .与此相应 ,1 2 .0 5kaBP以来 ,冬季平均表层海水温度和盐度明显增高 ,表层古生产力下降 ;而约 7.70kaBP出现早全新世CaCO3 保存峰事件 ,翼足类丰度和CaCO3 含量显著增多 .     

南海冰期深部水性质的稳定同位素证据

根据南海 9个深海柱状样中底栖有孔虫的稳定同位素记录 ,初步建立末次盛冰期以来的δ18O和δ13 C深度剖面 .结果表明末次盛冰期南海深部水的δ18O和δ13 C垂直梯度较全新世明显增大 ,并存在深约 2 0 0 0m的深温跃层和营养物跃层 ;特别是末次盛冰期相对全新世δ18O和δ13 C的变化分别减去冰川效应和全球平均变化值后 ,在水深 1 0 0 0～ 2 5 0 0m间出现正值 ,说明末次盛冰期南海这一深度范围内存在温度较冷或盐度偏咸、垂直流通好、富13 C的深层水团 ,与今明显不同 .进一步证实冰期存在“北大平洋深层水” ,但可能仅限于水深约 1 0 0 0～ 2 5 0 0m的范围内 .     

近万年来冲绳海槽温跃层的高分辨率记录

通过对冲绳海槽北部Ｂ－３ＧＣ柱状样的分析,在高分辨率地层学的基础上,结合冲绳海槽南部柱状样的结果,利用浮游有孔虫组合和氧碳稳定同位素对近万年来温跃层深度的变化进行探讨结果表明,６４００ ａ之前,温跃层较浅,此后加深,在大约４０００～２０００ａＢＰ期间深度减小;此外,温跃层的变化与表层海水古温度的变化具有良好的正相关性．这些变化在冲绳海槽南北海区大体一致,可能与黑潮暖流的变迁密切相关,也说明黑潮主流轴６４００ ａＢＰ以后和４０００～２０００ａＢＰ期间可能发生过强度或主流轴位置的变化．８２００～６４００ ａＢＰ期间冲绳海槽中的黑潮分支可能在逐渐增强。     

南海北部近6 Ma以来的氧同位素地层与事件

通过对南海北部大洋钻探ODP1148站位1000余个浮游和底栖有孔虫样品进行稳定同位素分析,首次在南海将氧同位素地层学应用到距今约3Ma前,并揭示了南海北部近6Ma以来的古海洋学变化.底栖有孔虫δ18O表明南海深层水在约3.1Ma之前受温暖的太平洋中层水影响较强,在约3.1～2.5Ma之间显著降温,指示了北半球冰盖的形成.而浮游有孔虫δ18O反映的早、中上新世表层水的几次降温可能与南极冰盖波动有关,只有在约2.2～0.9Ma之间不可逆转的阶梯状降温才可能是对北半球冰盖形成与增长的响应.     

西太平洋晚全新世变冷事件

对取自冲绳海槽和南海的3个重力柱状样(255,170,17940-2柱状样)进行浮游有孔虫分析后发现:所有属种中,Pulleniatina obliquiloculata显示出对西太平洋晚第四纪冬季表层海水温度反应灵敏,其相对丰度的变化显著,且在各柱状样间可以对比。全新世最显著的变化是约4～2kaBP前的P. obliquiloculata最小值带,可能与新冰期变冷有关。这一变冷事件在西大平洋的广泛存在表示P obliquiloculata可以作为古海洋和气候变化的示踪器,对于海-陆气候对比亦较重要。     

新安江水库(千岛湖)热力学状况及热力分层研究

利用2012年1-12月在新安江水库(千岛湖)6个点位的每月一次的水温及其他环境因子的周年观测资料,分析了水库水温逐月变化、季节变化、垂直分布及温跃层的形成与变化,探讨了温跃层特征量(温跃层深度、厚度、强度)与表层水温、水体透明度的关系.新安江水库表层和中层水温与气温存在显著的线性相关,又以表层水温线性关系最好,而下层水温与气温没有显著相关性,说明下层水温受气温的影响很小,全年处于相对恒温状态.水库表层和中层水温逐月变化明显,呈现夏季最高、春秋季次之、冬季最低的变化趋势,其中中层水温最高值出现的季节较表层水温明显后延,下层水温没有明显的逐月变化和季节变化.水温垂直分布显示,4个季节均存在不同程度的温跃层和温度分层现象,其中水深最深的大坝前水温分层最明显.小金山、三潭岛和大坝前3个典型点位从春季的4月份到冬季的2月份温跃层深度由1.61±0.47 m逐渐增加至39.37±5.35 m,而温跃层厚度和强度则在夏季最高、冬季最低,温跃层随着季节的变化呈现增强稳定减弱消失的周期变化.温跃层深度与水体透明度存在显著正相关,与表层水温存在显著负相关,并基于透明度和表层水温建立温跃层深度的多元线性回归模型.     

末次间冰期以来我国东部沙区的古季风变迁

根据130ka BP以来东部沙区的地质记录,将本区古季风划分为末次间冰期(130～70kaBP)夏季风为主时期、末次冰期(70～10kaBP)冬季风为主时期和冰后期(10kaBP至今)夏季风为主的不稳定时期3个演化时期,以及末次间冰期(120ka BP和100～95kaBP)冬季风增强期、末次冰期(59～21kaBP)夏季风增强期、冰后期早全新世(10～7.5kaBP)夏季风增强期、中全新世(7.5～4kaBP)夏季风鼎盛期和晚全新世(4kaBP至今)夏季风衰弱期等若干阶段。冬、夏季风的转换以突变为主。夏季风北界位置从末次间冰期的马鬃山-乌兰巴托退至末次冰期的黄土高原砂黄土带北界附近,复又进到全新世最佳期的山丹-雅布赖山一带,最后退到现代阴山北麓-呼伦贝尔一线,反映东亚季风环流的夏季风呈现波动减弱的趋势。影响季风变迁的因素复杂,特别是全新世期间的短周期波动应加强研究。     

南沙深海区近10 Ma来浮游有孔虫群及海水温跃层演变

ODP184航次1143站位的浮游有孔虫组合变化反映了南沙海区近10Ma来上部水体结构的变化.以Neogloboquadrina等为代表的深水型浮游有孔虫在中中新世晚期(约10.6～7.7Ma)总含量较低,反映该时期海区的温跃层较深,是印度尼西亚海道关闭、赤道暖流加强的结果.经历了晚中新世(7.4～6.4Ma)深水型浮游有孔虫含量增高、海水温跃层变浅之后,深水型浮游有孔虫含量自中新世末(6.4Ma)至上新世逐渐降低,反映了南沙海区海水温跃层又逐步变深.1143井记录的海水温跃层深浅变化,应是西太平洋“暖池”盛衰的标志.     

南海北部末次间冰期早期的突然降温事件

南海北部陆坡ODP1144站96.49-137.6 mcd 1)井段的高分辨率浮游有孔虫定量分析与δ18O测定表明末次间冰期(MIS 5.5即5 e)内发生过一次表层海水突然降温的事 件, 冬季水温下降幅度可达7.5℃, 表层水δ18O值也下降1.2‰. 此次降温事件在西欧和北大西洋均已发现, 相互可以对比, 但南海记录的降温事件更加强烈. 此次事件推测由中低纬地区而非极地冰盖引起; 由于黑潮标志种Pulleniatina obliquiloculata对此次降温事件反映最为强烈, 有可能与西太平洋低纬度地区的古海洋学变化有关. 此次事件可认为属“新仙女木期”式的降温, 表明末次间冰期气候的变异性.     

第四纪冰期旋回转型在南沙深海的记录

对南沙海区水深2772 m的ODP1143井上部105.08 m岩芯进行高分辨率氧同位素分析, 取得MIS 1～86期即2.25 Ma以来的历史, 时间分辨率约2 ka, 为迄今所知的最好记录之一. 氧同位素曲线详细展示了更新世的冰期旋回, 由早期的40 ka周期为主, 向晚期100 ka周期为主的"转型", 证明两者之间有一个长达近300 ka的过渡期, "中更新世革命"并非一次简单的突变. 而且在100 ka的冰期旋回中, 低纬区热带表层水的变化在先, 高纬区冰盖的反应在后. 对比表明, 北半球冰盖增大、冰期延长的原因不在冰盖本身, 而在北半球高纬区之外.     

冲绳海槽南部20ka来的放射虫古海洋学意义

对冲绳海槽南部 2 5 5柱状样的 6 5个样品进行放射虫定量研究 .根据属种分布和Q型因子分析结果 ,冲绳海槽南部近 2 0ka来出现过 3个不同的放射虫组合 ,冰期的Tetrapylequadriloba组合与表层高生产力和沉积物中富有机碳含量有关 ,冰后期的Carposphaeraglobosa组合和Polysoleniaspinosa组合对应于较低的表层生产力 .而放射虫碎壳率的变化显示冰后期SiO2 的溶解作用较冰期强 .     

黔南洞穴石笋古气候变化记录及终止点Ⅱ的确定

通过对黔南地区三个大型石笋进行TIMS-U系测年和碳、氧稳定同位素分析, 获得了163~113.8 ka高分辨率的古气候记录. 石笋氧同位素的记录曲线揭示, 在万、千年尺度上, 研究区冰期的降温和间冰期回暖的波动特征, 可与冰芯、湖泊、黄土、深海岩芯记录相比较, 其记录的气候波动与全球具有一致性, 显示与北极地区存在着古气候的遥相关. 研究表明, 石笋记录所反映出的古季风环流变化的直接动力可能来自全球冰量变化, 即主要受北半球日照辐射强度、北大西洋冰漂碎屑带的扩张以及低纬度太平洋海表面温度变化等因素的影响. 根据d18O值进行了温度计算, 获得了研究区冰期(相当于深海同位素6阶段的中后期, 平均为8.1℃, 最低为－1.43~0.65℃)与间冰期(相当于深海同位素5E段, 平均为18.24℃)之间的年均温差达10℃左右(与冰芯记录的温度变化幅度大约为10℃, 大体相一致), 显示东亚夏季风与冬季风环流强度具有显著的差异. 通过对3个石笋的精确测年, 确定倒数第2次冰期的终止点Ⅱ的年龄为129.28±1.1 ka, 这一界线的年龄代表了末次间冰期开始的年代, 即是中更新世与晚更新世的分界年龄, 与冰芯和深海SPECMAP氧同位素曲线上末次间冰期的起始年龄相一致.     

云贵高原一座典型高原水库浮游植物群落演替特征及其与环境因子的关系

浮游植物是水体的初级生产者,可以指示环境变化。高原水库由于其蒸发量大、雨季短、旱季长、抗污染能力差的特点,生态系统脆弱,其浮游植物群落的变化对环境条件更为敏感。为了解云贵高原地区乌江渡水库浮游植物的群落结构和演替特征,于2021年6月—2022年5月对乌江渡水库浮游植物群落进行调查,并应用功能群的方法对浮游植物进行分类。结果发现:1) 2021年6月—2022年5月,乌江渡水库表层水体中共鉴定出浮游植物106种,共8门67属,其中,生物量最高的为硅藻门,种类数最多的为绿藻门;2)乌江渡水库表层水体理化性质和浮游植物群落存在显著的季节性差异,而相同季节内不同位置差异不显著;3)乌江渡水库表层水体春夏秋季为中—轻度富营养状态,而冬季为中营养状态;4)乌江渡水库中共有浮游植物群落功能群24类,基于优势度,其季节性演替模式为B/C/L0/P(春季)→B/J/L0/P/S1/T(夏季)→B/L0/P/S1/T(秋季)→B/P(冬季),春季和秋季优势功能群关联显著,而夏季和冬季优势功能群关联不显著,相对独立,即浮游植物群落演替伴随着群落稳定性的变化;5)氮磷营养盐、温度和溶解氧是影响乌江渡水库表层...     

新安江水库(千岛湖)湖泊区夏季热分层期间垂向理化及浮游植物特征

2010年7月对亚热带特大型水库——新安江水库湖泊区水体的垂向物理、化学参数以及浮游植物群落进行了观测研究,并应用Water-PAM对水体浮游植物垂向光合作用参数进行了测定.研究结果表明:夏季该水库湖泊区在水下10～20 m处形成明显的温跃层,垂向pH值、溶解氧及浊度的变化同叶绿素a浓度呈现高度一致;夏季浮游植物群落以硅藻占绝对优势,水体表层以梅尼小环藻(Cyclotella meneghiniana)为主,表层以下其它各层均以巴豆叶脆杆藻(Fragilaria cro-tonensis)为绝对优势种,垂向分布表现为5～10 m区间为浮游植物高密度区域,温跃层以下浮游植物密度显著下降,水温分层可能是决定浮游植物垂向分布的重要因素之一.浮游植物最大光合效率从表层向下层逐步降低,实际光合效率最大值出现在垂向10 m区域.