亚洲沙尘是全球沙尘的重要组成部分,其环境效应已得到广泛关注,但至今对亚洲沙尘输送/沉降—海洋生态系统响应—辐射活性气体海气交换—间接气候效应这一过程的认识却是非常初步的。亚洲沙尘存在3个主要源区,对其排放强度的认识仍存在较大的不确定性。亚洲沙尘可以通过长距离输送而影响到广大的北太平洋,其传输路径和影响范围决定于沙尘的来源、粒子谱分布与大气环流特征等因素。沙尘沉降是海洋营养物质和污染物质的来源之一,但沉降通量的估算结果仍有待进一步验证,而对海洋生态系统的作用机制及其反馈还缺乏足够的了解。论文在综述国内外相关研究的基础上,提出了"亚洲沙尘与海洋生态系统"(Asian Dust and Ocean EcoSystem,ADOES)研究计划的科学目标和主要研究内容。
准确恢复冰期时全球陆架地区植被状况,关系到能否正确认识全球古生态演化过程和规律。但是,由于陆架地区缺少LGM时期连续的高分辨率的沉积记录,迄今,对东海陆架及周边地区LGM以来古植被演化过程了解甚少。重建LGM时期以来东海陆架及周边区域植被演替过程,有助于深入认识东亚季风区环境生态格局的变化以及全球古生态演化过程。到目前为止,对LGM东海陆架地区的植被状况存在两种不同认识:部分学者认为LGM时期东海陆架地区广泛分布草原植被(Deng et al.,2005;Liew et al.,1998;Wang,1987;Xu et al.,2009);但是,Harrison et al(2001)和Zheng et al(2003,2007)认为东海陆架地区植被类型是森林。LGM时期东海陆架地区植被状况存在争议,一方面是由于陆架上很难保存连续的沉积物;另一方面则由于缺少高分辨率和精确定年的研究材料。本论文对冲绳海槽中西部边缘区DG9603钻孔上部0-3.02 m的136个样品进行了鉴定分析。根据孢粉组合变化,利用9个AMS 14C年龄控制的时间序列,恢复了30000年来东海陆架周边地区植被和气候演化历史。在29790-26590 cal yr BP期间,草本植物花粉百分含量较高,平均60%,以蒿属和莎草科为主。木本植物花粉中,以亚热带常绿阔叶植物花粉为主,其主要成分为常绿栎属和栲-柯属;其次为温带落叶阔叶植物花粉,主要成分为落叶栎属和桦木科;而针叶植物主要为松属花粉,其中亚热带山地针叶植物铁杉属含量较低。这一组合可能指示了陆架地区森林群落中以常绿栎属、落叶栎属和栲-柯属为主,草原群落中以蒿属、莎草科为主的森林草原植被景观。常绿栎类花粉的出现说明物源区具有相对温暖湿润的气候条件。在26590-14790 cal yr BP期间,草本植物花粉百分含量平均65%以上,个别样品高达70%,主要由蒿属、莎草科、禾本科和藜科组成。木本植物花粉中,温带落叶阔叶植物花粉占据主导位置,主要为落叶栎属和桦木科;而主要由常绿栎属和栲-柯属组成的亚热带常绿植物花粉含量急剧下降。该组合反映了以蒿属、莎草科、禾本科、藜科和落叶栎属为主的疏林草原在东海陆架地区广泛分布,指示气候寒冷干燥,降雨量减少。在14790-5300 cal yr BP期间,木本植物花粉逐渐占据优势,平均含量达到67%,其中热带植物花粉含量接近1%;亚热带常绿植物花粉占据主导,主要为常绿栎属和栲-柯属;以落叶栎属,桦木科为代表的温带落叶植物花粉含量降低;亚热带山地针叶植物花粉铁杉属含量升高。以蒿属和莎草科为主的草本植物花粉含量逐渐降低,在早全新世10000 cal yr BP草本花粉含量达到最低值。由于这个时期海平面上升,陆架逐渐被淹没,在未被淹没的陆架和长江下游平原地区,分布着以常绿栎属、栲-柯属等乔木植物为主的亚热带阔叶森林;长江下游山地可能分布着以铁杉属为代表的亚热带森林植被。该植被类型反映了温暖而湿润的气候。根据孢粉组合变化,在14790-5300 cal yr BP时期还存在3个孢粉组合亚带:在14790-12790 cal yr BP(Bфlling-Allerфd period)期间,常绿栎属、栲-柯属和铁杉属花粉百分含量迅速升高;落叶栎属花粉含量急剧下降;以蒿属和莎草科为主的草本植物花粉含量显著降低。指示陆架地区植被开始由疏林草原向森林植被过渡,反映了降水持续升高。在森林群落中以常绿栎属和栲-柯属为主的常绿阔叶植物和以铁杉属为主的亚热带山地针叶乔木组分逐渐升高,以落叶栎属为主的落叶阔叶植物比例迅速降低,反映了逐渐转暖的趋势。本钻孔反映的气候明显转暖的起始时间为15000 cal yr BP左右,比过去冲绳海槽花粉记录反映的相似转暖情况至少早2000年。这次暖性森林的扩张指示的气候在13000 cal yr BP左右达到了―全新世适宜期‖的水平。在12790-11090 cal yr BP(Younger Dryars period)期间,草本植物花粉并没有增加,而是持续降低,木本植物花粉百分含量持续上升,但木本花粉的种类发生了变化,出现了落叶栎属花粉相对增加而常绿栎属和花粉含量相对降低的情况。反映森林群落中温带落叶阔叶植物少量增加,而亚热带常绿植物有所减少,说明YD事件对该区植被变化有一定的影响,但没有改变植被类型的变化。在11090-5300 cal yr BP期间,常绿栎属和花粉依然占据主导,但在8000 cal yr BP左右含量有所下降;落叶栎属花粉含量明显下降;草本植物蒿属和莎草科含量略有升高。该孢粉组合反映了亚热带森林仍旧广泛分布于东海陆架和长江下游地区,指示相对温暖而湿润的气候条件。5300 cal yr BP以来,孢粉组合中松属、蕨类植物含量显著升高,而常绿栎属含量
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