东、黄海典型海域近200年的古生产力重建及其影响因素

论文摘要

本论文通过分析东、黄海典型海域古生产力指标（BSi、TOC）的平面和垂直分布特征,并将其含量与相应的表层沉积物中各站位和柱状沉积物中各年代的浮游植物现存量做线性回归,从而得到沉积物中BSi、TOC含量与浮游植物现存量之间的定量关系。然后以BSi、TOC为指标来重建东、黄海近200年的古生产力。通过以上研究,得到的结论如下:一、由210Pb测得南黄海10594、10694和12694站位的沉积速率分别为0.350cm/a、0.143cm/a、0.153cm/a,三站位的沉积历史大约分别为150a、200a、230a。长江口H1-18站位沉积速率为0.225cm/a,该站位柱状样约有130年的沉积历史。二、从平面分布看,BSi和TOC呈现由北向南、由近岸向远海逐渐减小的趋势,这种分布趋势与浮游植物现存量的分布趋势相似。从垂直分布看,南黄海BSi垂直含量波动较小,含量稳定;长江口及邻近海域除在1966年出现最大值外,整体来说垂直含量稳定。这与南黄海水动力条件稳定和长江口复杂的沉积环境有关。TOC的百分含量随深度增加均呈现减小的趋势,南黄海表现尤为明显,这与有机质的矿化分解作用有关。此次调查南黄海测得4.60﹤TOC/TN﹤12.61,说明沉积物中的有机质属于混源有机质;长江口测得TOC/TN﹥20,说明沉积物中有机质主要来自陆源。三、南黄海表层样中BSi、TOC与硅藻、Chla的相关性均较好,与浮游植物生物量均无好的相关性。长江口和闽浙沿岸BSi与浮游植物现存量的相关性均较好,而TOC与其相关性均不好。南黄海柱样中BSi与浮游植物现存量均具有较好的相关性,TOC与其相关性均不好。BSi峰值与历史上浮游植物现存量峰值相符,TOC含量高值一般出现在表层,而历史上浮游植物生物量、硅藻生物量较大值一般出现在20世纪60年代左右和80年代中期,Chla高值一般出现在80年代中期,所以TOC含量与浮游植物生物量、硅藻、Chla相关性不好。除BSi与Chla的相关性不好外,长江口BSi、TOC与浮游植物现存量的相关性均较好。四、以BSi为指标来推算东、黄海典型海域浮游植物现存量,得出:南黄海浮游植物现存量一般在20世纪10～20年代、30年代、60年代左右、80年代初期和19世纪80年代中期出现较大值,20世纪50年代、70年代左右出现最小值。长江口一般在60、80年代左右、40年代末和19世纪80年代末出现较大值,较小值出现在20世纪左右,其它年代含量较稳定。这与以TOC为指标来推算东、黄海典型海域浮游植物现存量得出的结论大致相符。因此,BSi和TOC均可作为古生产力指标来反演长江口及邻近海区的古生产力。以BSi和TOC为指标分别推算的南黄海浮游植物现存量存在明显的差异,这可能与TOC在沉积物中的保存效率较低有关。所以以BSi为指标来重建古海洋生产力要优于TOC。五、各形态氮磷与TOC、BSi和浮游植物现存量的相关性比各形态氮好,因此东、黄海各形态磷对初级生产力的影响较大。黄海中部TOC、BSi和浮游植物现存量与各形态氮、磷的相关性比长江口好,这可能与黄海中部水动力条件相对平静、沉积物粒度小,而长江口水动力条件复杂,沉积物粒度较大,各形态氮、磷不易在此沉积有关。温度、陆源输入、鳀鱼资源量与浮游植物现存量和古生产力指标之间存在一定的相关性,陆源输入和鳀鱼资源量与其相关性更为明显。因此陆源输入和鳀鱼资源量对古生产力的影响较大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 1 文献综述
• 1.1 古生产力的研究现状
• 1.2 古生产力的替代指标
• 1.2.1 有机碳
• 1.2.2 生物硅
• 1.2.3 底栖有孔虫
• 1.2.4 生物成因钡
• 1.2.5 生物碳酸盐
• 1.2.6 其它指标
• 1.3 沉积物年代序列的确定
• 210pb 测年'>1.3.1²¹⁰pb 测年
• 137Cs 测年'>1.3.2¹³⁷Cs 测年
• 14C 测年'>1.3.3¹⁴C 测年
• 1.3.4 其它方法
• 1.4 古生产力的定量估算方法
• 1.4.1 应用替代指标和相关环境因子估算古生产力
• 1.4.2 应用替代指标与浮游植物现存量的关系反演古生产力
• 1.5 古生产力的影响因素
• 1.5.1 营养盐类
• 1.5.2 温度
• 1.5.3 陆源输入
• 1.5.4 其它因素
• 1.6 本文研究目的
• 2 调查区域与方法
• 2.1 调查区域简介
• 2.2 调查方法与站位设置
• 2.3 实验仪器
• 2.4 分析方法
• 3 年代测定结果
• 4 东、黄海典型海域沉积物中古生产力指标的分布
• 4.1 古生产力指标的平面分布特征
• 4.1.1 BSi 的平面分布特征
• 4.1.2 TOC 的平面分布特征
• 4.2 古生产力指标的垂直分布特征
• 4.2.1 BSi 的垂直分布特征
• 4.2.2 TOC 的垂直分布特征
• 4.3 小结
• 5 东、黄海典型海域沉积物中古生产力指标与浮游植物现存量的相关性分析
• 5.1 不同海区古生产力指标与浮游植物现存量的相关性
• 5.1.1 南黄海
• 5.1.2 长江口邻近海区
• 5.1.3 闽浙沿岸
• 5.1.4 小结
• 5.2 不同年代古生产力指标与浮游植物现存量的相关性
• 5.2.1 南黄海
• 5.2.2 长江口邻近海区
• 5.2.3 小结
• 6 以BSi、TOC 为指标反演古生产力
• 6.1 以BSi 为指标反演古生产力
• 6.2 以TOC 为指标反演古生产力
• 6.3 小结
• 7 古生产力的影响因素
• 7.1 氮、磷营养盐对古生产力指标和浮游植物现存量的影响
• 7.1.1 氮、磷营养盐对古生产力指标的影响
• 7.1.2 氮、磷营养盐对浮游植物现存量的影响
• 7.2 环境因子对古生产力的影响
• 7.2.1 温度对古生产力的影响
• 7.2.2 陆源输入对古生产力的影响
• 7.3 鳀鱼资源量对古生产力的影响
• 7.4 小结
• 8 总结与展望
• 8.1 本文的主要研究成果
• 8.2 本研究中存在的问题及未来的发展方向
• 参考文献
• 致谢