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近200年南海北部高纬度珊瑚礁发育过程及其气候变化和人为影响的调控
Alternative TitleDevelopment of a high-latitude coral reef in the northern South China Sea over the last 200 years, with the impacts of climate changes and anthropogenic disturbances
胡敏航
Thesis Advisor陈天然
2018
Degree Grantor南海海洋研究所
Degree Name硕士
Degree Discipline海洋地质
Keyword南海北部,Sr/Ca,沉积岩芯,U-Th年代,珊瑚礁发育
Abstract随着气候变暖和人类活动的加剧,珊瑚的生长正面临着前所未有的压力,亚热带高纬度珊瑚分布海域有可能成为未来珊瑚的“避难所”。在此背景下,我们通过对南海北部涠洲岛的现代滨珊瑚进行地球化学研究,建立了南海北部滨珊瑚Sr/Ca-SST温度计,探讨了由于“生命效应”(vital effects)和取样过程带来的干扰及其消除方法,进一步提高了高纬度海域古气候重建的精度。此外,通过对涠洲岛2个珊瑚礁岩芯的沉积相研究,探讨该地的珊瑚礁近1000年以来发育过程及影响因素,特别是针对小冰期以来气候变化对珊瑚礁沉积的影响做详细探讨。本论文主要结论有:(1)不同种属的珊瑚之间,如澄黄滨珊瑚(Porites lutea)和普哥滨珊瑚(Porites pukoensis)的Sr/Ca年际变化和季节变化周期以及建立的Sr/Ca-SST温度计存在较大差异,尤其对夏季高温信号捕捉普哥滨珊瑚不如澄黄滨珊瑚敏感,因此在古气候重建时,建议古珊瑚和现代珊瑚使用同一种珊瑚;同种滨珊瑚不同个体之间的Sr/Ca也存在一定差异性,一方面是由于冬、夏季的极端低、高温对珊瑚生理产生胁迫,从而造成Sr/Ca出现异常值;另一方面则是由于珊瑚生长的非线性以及等间距取样造成的误差导致,尤其是夏季高温和冬季低温时期;同一珊瑚个体的不同生长轴之间的Sr/Ca差异性不显著,因此认为珊瑚个体内部的生长率对滨珊瑚Sr/Ca温度计的建立没有影响。(2)通过揭示种间和种内的Sr/Ca偏差,我们采用多个珊瑚取平均Sr/Ca值的方法,结合卫星测量SST数据,成功建立了相对高纬度的涠洲岛澄黄滨珊瑚的Sr/Ca温度计方程:Sr/Ca(mmol/mol)= -0.04027×SST(℃)+9.623,r=-0.93,使用该温度计对涠洲岛海域的SST后报的平均误差为±0.6℃(1σ),为重建南海北部的古SST奠定了基础。(3)通过分析采自涠洲岛获取的珊瑚礁沉积岩芯样品,结果显示不同位点采集的沉积物组分明显不同:西南部礁坪区沉积物(Core 1)碳酸盐含量极高(~88%),珊瑚优势组合为鹿角珊瑚属、蜂巢珊瑚科和蔷薇珊瑚属,珊瑚U系年龄主要分布在335~1993AD,;而南湾港内(Core 2)属海蚀型海岸地貌,陆源碎屑含量较高(~48%),珊瑚优势组合为陀螺珊瑚属、蜂巢珊瑚科和蔷薇珊瑚属,珊瑚U系年龄主要分布在801~1990AD。珊瑚的年龄倒转与取样过程扰动和强烈的古风暴作用有关,而沉积间断现象发生在小冰期,可能与海水低温抑制珊瑚生长有关。Core2的沉积速率(~0.8mm/a)要比Core1(~0.6mm/a)快,其主要原因是大量的陆源泥砂输入有效促进珊瑚格架的保存从而加速沉积速率。(4)本文认为全球变暖、海平面上升等气候因素在一定程度上对涠洲岛珊瑚礁的发育影响相对较小,而低温事件(本文探讨的小冰期)和其他一些极端事件(如风暴)的发生则可能有着更严重甚至是灾难性的影响,近年来日益加剧的人类活动是造成涠洲岛珊瑚礁加速退化的主要原因,因此涠洲岛珊瑚礁成为珊瑚避难所的前景不容乐观。
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/18036
Collection学位论文(硕士)
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GB/T 7714
胡敏航. 近200年南海北部高纬度珊瑚礁发育过程及其气候变化和人为影响的调控[D]. 南海海洋研究所,2018.
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