何晉娜

(太原師范學(xué)院地理科學(xué)學(xué)院，山西 晉中　030619)

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沖繩海槽南部7000cal.yr BP以來冬季海水表層溫度的重建

何晉娜

(太原師范學(xué)院地理科學(xué)學(xué)院，山西 晉中030619)

摘要:通過對沖繩海槽南部MD05-2908孔中的硅藻進(jìn)行鑒定分析，利用已有的西太平洋現(xiàn)代硅藻-環(huán)境變量數(shù)據(jù)庫構(gòu)造硅藻-溫度轉(zhuǎn)換函數(shù)，由硅藻-溫度轉(zhuǎn)換函數(shù)重建冬季海水表層溫度。結(jié)果表明：7000～4700cal.yr BP期間冬季海水表層溫度較低，4700cal. yr BP之后冬季海水表層溫度波動(dòng)上升。具體變化過程可分為2個(gè)寒冷階段(6800～4700cal.yr BP和3800～1600cal.yr BP)和2個(gè)溫暖階段(4700～3800cal.yr BP和1600～0cal.yr BP)呈現(xiàn)冷、暖交替的特點(diǎn)。最后，與相關(guān)孔的溫度進(jìn)行了對比分析。

關(guān)鍵詞:沖繩海槽南部；硅藻-溫度轉(zhuǎn)換函數(shù)；冬季海水表層溫度(SSTw)

沖繩海槽是西太平洋的一個(gè)邊緣海，特殊的水下沉積環(huán)境使得該地區(qū)的沉積具有沉積速率較快、地層年代分辨率較高、沉積序列完整等特點(diǎn)[1]。另外，全新世以來南部沉積速率較北部高，隨著海洋鉆探技術(shù)的發(fā)展，可以獲取高分辨率的沉積記錄[2]。

硅藻是一種生活在有水或潮濕的環(huán)境中的微體生物。它在古環(huán)境研究方面之所以具有優(yōu)勢，是因?yàn)槠渚哂蟹植挤秶鷱V，種類多樣，數(shù)量龐大，易于保存，對環(huán)境十分敏感等特點(diǎn)[3-6]。硅藻-溫度轉(zhuǎn)換函數(shù)的建立以現(xiàn)代硅藻-環(huán)境變量數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，已有研究表明影響西太平洋邊緣海表層沉積硅藻分布的最為重要的環(huán)境因子是夏季海水表層鹽度(SSSs)和冬季海水表層溫度(SSTw)[2,7]。因此，利用西太平洋現(xiàn)代硅藻-環(huán)境變量數(shù)據(jù)庫可以較好地重建夏季海水表層鹽度和冬季海水表層溫度。

1區(qū)域概況

沖繩海槽位于日本海和東海之間，通過寬廣的陸架與亞洲大陸相連，是西太平洋的一個(gè)邊緣海。海槽南至中國臺灣北部，北達(dá)日本九州島西南岸外，東到達(dá)琉球群島，最西端位于東海大陸架坡折處。海槽形似新月，延伸方向大致為北東-南西向，全長約1200km，東西最寬達(dá)120km，最窄為36km，總面積約為140 000km2[2,11]。

MD05-2908孔位于大陸邊緣的東海陸架東南部，主要受到黑潮(Kuroshio Current)、長江沖淡水(CCC)和陸架沿岸流復(fù)雜的環(huán)流體系的影響。黑潮起源于西赤道太平洋，主流經(jīng)臺灣東岸進(jìn)入沖繩海槽。它是東海海流的主干，具有高鹽度、高溫度、流量大、流幅寬、流速強(qiáng)及流程遠(yuǎn)等特點(diǎn)[2，12]，其強(qiáng)弱變化會(huì)引起海洋環(huán)境的變化，從而影響海洋生物的分布及海洋生產(chǎn)力的變化[10]。長江沖淡水是由長江徑流入海形成的，徑流量主要靠大氣降水來補(bǔ)給，具有明顯的季節(jié)變化特征。浙閩沿岸流的流向、流幅及流速也具有明顯的季節(jié)性變化。

圖1　MD05-2908孔的站位圖及環(huán)流體系[13]

2樣品處理與轉(zhuǎn)換函數(shù)的建立

2.1樣品處理

MD05-2908孔位于沖繩海槽南部，硅藻樣品取自MD05-2908孔2～3394 cm，總共采集了176個(gè)樣品。硅藻樣品的處理方法如下：取樣后，首先用10～15%的HCL去除鈣質(zhì)，然后加蒸餾水洗凈后加入30%的H2O2在恒溫水浴鍋(60～70℃)中煮1～2h后去除有機(jī)質(zhì)，最后洗凈并用Naphrax膠制片，并在1000倍徠卡油鏡下進(jìn)行硅藻鑒定，每個(gè)樣品計(jì)數(shù)至少為300粒(不包括角毛藻休眠孢子)[6，14]。

2.2硅藻-溫度轉(zhuǎn)換函數(shù)的建立

表1　MD05-2908孔五種不同的硅藻-溫度轉(zhuǎn)換函數(shù)中參數(shù)R2和RMSEP(Jack)值的對比[2]

3重建結(jié)果

結(jié)果表明，7000cal. yr BP以來沖繩海槽南部冬季海水表層溫度呈現(xiàn)冷、暖交替的特點(diǎn)，可劃分為2個(gè)寒冷階段和2個(gè)溫暖階段(如圖2)。大致將其變化分為4個(gè)階段，具體如下：

第Ⅰ冷期(6800～4700cal. yr BP)：該區(qū)域7000 cal. yr BP以來的第一個(gè)冷期，整體上冬季海水表層溫度較低，均溫為17.3℃，并且有降低的趨勢。在5700 cal. yr BP出現(xiàn)了一次低溫事件，在此之前冬季海水表層溫度較高，均溫為17.7℃。寒冷事件之后，海水表層溫度保持較低的數(shù)值，平均水溫為17.0℃。

圖2　沖繩海槽南部7000cal. yr BP以來的冬季海水表層溫度(SSTw)

第Ⅰ暖期(4700～3800 cal. yr BP)：該區(qū)域7000 cal. yr BP以來的第一個(gè)暖期，也是該區(qū)域7000 cal. yr BP以來的最溫暖期。此階段冬季海水表層溫度迅速上升，均溫為18.4℃，此階段最高溫度約為20.5℃，出現(xiàn)在4000cal. yr BP左右。將該地區(qū)最溫暖期的冬季海水表層溫度與現(xiàn)代冬季海水表層均溫(20℃)相比，二者相差不大，由此初步推斷本文重建的結(jié)果并未出現(xiàn)全新世大暖期。

第Ⅱ冷期(3800～1600 cal. yr BP)：繼最溫暖期后，冬季海水表層溫度開始下降，研究區(qū)域出現(xiàn)7000 cal. yr BP以來的第二個(gè)寒冷階段，但是該寒冷階段的溫度比第Ⅰ冷期的溫度高。該冷期平均溫度為18℃，最低溫度低至16.5℃左右，出現(xiàn)在2100 cal. yr BP左右。

第Ⅱ暖期(1600～0 cal. yr BP)：在上一冷期過后，溫度波動(dòng)上升，平均溫度為18.4℃，為氣候適宜期，利于人類的生活和生產(chǎn)活動(dòng)。

4對比討論

致謝：感謝本文數(shù)據(jù)采集及提供方法指導(dǎo)的各位老師及相關(guān)人員。

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Reconstruction of the winter sea-surface temperature in the southern Okinawa Trough since 7000cal. yr BP

HE Jin-na

(InstituteofGeography，TaiyuanNormalUniversity，JinzhongShanxi030619，China)

Abstract:Diatoms of core MD05-2908 in the southern Okinawa Trough are identified. The diatom-temperature transfer function, based on the established modern database of diatom-environment in the western Pacific, is used to reconstruct the winter sea-surface temperature. The results show that SSTw is low during 7000～4700cal.yr BP, and rises with fluctuations after 4700cal.yr BP. The SSTw record can specifically be divided into four stages, with alternating spells of warmth and cold, including two cold periods(6800～4700cal.yr BP and 3800～1600cal.yr BP) and two warm periods(6800～4700cal.yr BP and 3800～1600cal.yr BP). Lastly, the results have some comparison with correlation temperature.

Keywords:Southern Okinawa Trough；Diatom-temperature transfer function；Winter sea-surface temperature (SSTw)

中圖分類號：P736.22

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1001-9383(2016)01-0043-05

作者簡介:何晉娜(1987-)，女，碩士研究生，助理實(shí)驗(yàn)師，主要從事全球變化與區(qū)域響應(yīng)的研究.E-mail：15035131451@163.com

收稿日期：2016-01-20