冲绳海槽南部7000cal.yr BP以来冬季海水表层温度的重建

何晋娜

(太原师范学院地理科学学院，山西 晋中　030619)



冲绳海槽南部7000cal.yr BP以来冬季海水表层温度的重建

何晋娜

(太原师范学院地理科学学院，山西 晋中030619)

摘要:通过对冲绳海槽南部MD05-2908孔中的硅藻进行鉴定分析，利用已有的西太平洋现代硅藻-环境变量数据库构造硅藻-温度转换函数，由硅藻-温度转换函数重建冬季海水表层温度。结果表明：7000～4700cal.yr BP期间冬季海水表层温度较低，4700cal. yr BP之后冬季海水表层温度波动上升。具体变化过程可分为2个寒冷阶段(6800～4700cal.yr BP和3800～1600cal.yr BP)和2个温暖阶段(4700～3800cal.yr BP和1600～0cal.yr BP)呈现冷、暖交替的特点。最后，与相关孔的温度进行了对比分析。

关键词:冲绳海槽南部；硅藻-温度转换函数；冬季海水表层温度(SSTw)

冲绳海槽是西太平洋的一个边缘海，特殊的水下沉积环境使得该地区的沉积具有沉积速率较快、地层年代分辨率较高、沉积序列完整等特点[1]。另外，全新世以来南部沉积速率较北部高，随着海洋钻探技术的发展，可以获取高分辨率的沉积记录[2]。

硅藻是一种生活在有水或潮湿的环境中的微体生物。它在古环境研究方面之所以具有优势，是因为其具有分布范围广，种类多样，数量庞大，易于保存，对环境十分敏感等特点[3-6]。硅藻-温度转换函数的建立以现代硅藻-环境变量数据库为基础，已有研究表明影响西太平洋边缘海表层沉积硅藻分布的最为重要的环境因子是夏季海水表层盐度(SSSs)和冬季海水表层温度(SSTw)[2,7]。因此，利用西太平洋现代硅藻-环境变量数据库可以较好地重建夏季海水表层盐度和冬季海水表层温度。

1区域概况

冲绳海槽位于日本海和东海之间，通过宽广的陆架与亚洲大陆相连，是西太平洋的一个边缘海。海槽南至中国台湾北部，北达日本九州岛西南岸外，东到达琉球群岛，最西端位于东海大陆架坡折处。海槽形似新月，延伸方向大致为北东-南西向，全长约1200km，东西最宽达120km，最窄为36km，总面积约为140 000km2[2,11]。

MD05-2908孔位于大陆边缘的东海陆架东南部，主要受到黑潮(Kuroshio Current)、长江冲淡水(CCC)和陆架沿岸流复杂的环流体系的影响。黑潮起源于西赤道太平洋，主流经台湾东岸进入冲绳海槽。它是东海海流的主干，具有高盐度、高温度、流量大、流幅宽、流速强及流程远等特点[2，12]，其强弱变化会引起海洋环境的变化，从而影响海洋生物的分布及海洋生产力的变化[10]。长江冲淡水是由长江径流入海形成的，径流量主要靠大气降水来补给，具有明显的季节变化特征。浙闽沿岸流的流向、流幅及流速也具有明显的季节性变化。

图1　MD05-2908孔的站位图及环流体系[13]

2样品处理与转换函数的建立

2.1样品处理

MD05-2908孔位于冲绳海槽南部，硅藻样品取自MD05-2908孔2～3394 cm，总共采集了176个样品。硅藻样品的处理方法如下：取样后，首先用10～15%的HCL去除钙质，然后加蒸馏水洗净后加入30%的H2O2在恒温水浴锅(60～70℃)中煮1～2h后去除有机质，最后洗净并用Naphrax胶制片，并在1000倍徕卡油镜下进行硅藻鉴定，每个样品计数至少为300粒(不包括角毛藻休眠孢子)[6，14]。

2.2硅藻-温度转换函数的建立

表1　MD05-2908孔五种不同的硅藻-温度转换函数中参数R2和RMSEP(Jack)值的对比[2]

3重建结果

结果表明，7000cal. yr BP以来冲绳海槽南部冬季海水表层温度呈现冷、暖交替的特点，可划分为2个寒冷阶段和2个温暖阶段(如图2)。大致将其变化分为4个阶段，具体如下：

第Ⅰ冷期(6800～4700cal. yr BP)：该区域7000 cal. yr BP以来的第一个冷期，整体上冬季海水表层温度较低，均温为17.3℃，并且有降低的趋势。在5700 cal. yr BP出现了一次低温事件，在此之前冬季海水表层温度较高，均温为17.7℃。寒冷事件之后，海水表层温度保持较低的数值，平均水温为17.0℃。

图2　冲绳海槽南部7000cal. yr BP以来的冬季海水表层温度(SSTw)

第Ⅰ暖期(4700～3800 cal. yr BP)：该区域7000 cal. yr BP以来的第一个暖期，也是该区域7000 cal. yr BP以来的最温暖期。此阶段冬季海水表层温度迅速上升，均温为18.4℃，此阶段最高温度约为20.5℃，出现在4000cal. yr BP左右。将该地区最温暖期的冬季海水表层温度与现代冬季海水表层均温(20℃)相比，二者相差不大，由此初步推断本文重建的结果并未出现全新世大暖期。

第Ⅱ冷期(3800～1600 cal. yr BP)：继最温暖期后，冬季海水表层温度开始下降，研究区域出现7000 cal. yr BP以来的第二个寒冷阶段，但是该寒冷阶段的温度比第Ⅰ冷期的温度高。该冷期平均温度为18℃，最低温度低至16.5℃左右，出现在2100 cal. yr BP左右。

第Ⅱ暖期(1600～0 cal. yr BP)：在上一冷期过后，温度波动上升，平均温度为18.4℃，为气候适宜期，利于人类的生活和生产活动。

4对比讨论

致谢：感谢本文数据采集及提供方法指导的各位老师及相关人员。

参考文献：

[1]郑卓，黄康为，邓韫，等.冲绳海槽200 ka的孢粉记录及冰期-间冰期旋回古环境重建[J].中国科学：地球科学，2013，43(8)：1231-1232.

[2]何晋娜.冲绳海槽南部7000cal.yr BP以来的硅藻及冬季海水表层温度的重建[D].上海:华东师范大学，2013.

[3]Jiang H，Seidenkruntz M，Knudsen S，et al.Late-Holocene summer sea-surface temperatures based on a diatom record from the north Icelandic shelf[J].Holocene，2002，12(2)：137-147.

[4]蒋辉，任健，Knudsen K L，等．冰岛北部陆架3000年以来夏季表层海水温度及古气候事件[J].科学通报，2006，51：2657-2664.

[5]黄元辉，黄玥，蒋辉．南海北部15kaBP以来表层海水温度变化：来自海洋硅藻的记录[J].海洋地质与第四纪地质，2007，27(5)：65-74 .

[6]何晋娜，沙龙滨，刘焱光，等.西格陵兰附近海域表层沉积硅藻组合[J].海洋地质与第四纪地质，2011，31(4)：125-126.

[7]黄玥. 末次冰期以来南海及日本海硅藻及其古环境变化[D].上海：华东师范大学，2009.

[8]Jian Z，Wang P，Saito Y，et al. Holocene variability of the Kuroshio Current in the Okinawa Trough，northwestern Pacific Ocean[J].Earth and Planetary Science Letters，2000，184：305-319.

[9]江波.末次冰盛期以来黑潮流域的古环境演化[D].青岛：中国科学院海洋研究所，2007：46-55.

[10]南青云. 25k a B.P.以来黑潮流域古环境演化对高频全球变化事件的响应[D].青岛：中国科学院海洋研究所，2008：1-85.

[11]李铁刚，常凤鸣.冲绳海槽古海洋学[M].北京：海洋出版社，2009.

[12]余华.冲绳海槽中部37 Cal ka BP以来的古气候和古海洋环境研究[D].青岛：中国海洋大学，2006.

[13]李冬玲. 冲绳海槽南部中全新世以来的硅藻记录与古环境变化[D].上海：华东师范大学，2012.

[14]Håkansson H.The recent diatom succession of Lake Havgårdssjoön，south Sweden[J].In:Mann, D G (Ed)，Proceeding of the Seventh International Diatom Symposium，Philadelphia：Otto Koeltz，1984，411-429.

[15]Birks H J B.Quantitative palaeoenvironmental reconstructions. In：Maddy D and J S Brew，(Eds)，Statistical modelling of Quaternary science data-Technical guide 5，Quaternary Research Association， Cambridge，1995，161-254.

[16]常凤鸣.冲绳海槽晚更新世-全新世的古环境演化[D].青岛：中国科学院海洋研究所,2004.

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)

中图分类号：P736.22

文献标识码：A

文章编号：1001-9383(2016)01-0043-05

作者简介:何晋娜(1987-)，女，硕士研究生，助理实验师，主要从事全球变化与区域响应的研究.E-mail：15035131451@163.com

收稿日期：2016-01-20