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

(太原師范學院地理科學學院，山西 晉中　030619)

?

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

(太原師范學院地理科學學院，山西 晉中030619)

摘要:通過對沖繩海槽南部MD05-2908孔中的硅藻進行鑒定分析，利用已有的西太平洋現代硅藻-環(huán)境變量數據庫構造硅藻-溫度轉換函數，由硅藻-溫度轉換函數重建冬季海水表層溫度。結果表明：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上升。具體變化過程可分為2個寒冷階段(6800～4700cal.yr BP和3800～1600cal.yr BP)和2個溫暖階段(4700～3800cal.yr BP和1600～0cal.yr BP)呈現冷、暖交替的特點。最后，與相關孔的溫度進行了對比分析。

關鍵詞:沖繩海槽南部；硅藻-溫度轉換函數；冬季海水表層溫度(SSTw)

沖繩海槽是西太平洋的一個邊緣海，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[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，是因為其具有分布范圍廣，種類多樣，數量龐大，易于保存，對環(huán)境十分敏感等特點[3-6]。硅藻-溫度轉換函數的建立以現代硅藻-環(huán)境變量數據庫為基礎，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，利用西太平洋現代硅藻-環(huán)境變量數據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，是西太平洋的一個邊緣海。海槽南至中國臺灣北部，北達日本九州島西南岸外，東到達琉球群島，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)和陸架沿岸流復雜的環(huán)流體系的影響。黑潮起源于西赤道太平洋，主流經臺灣東岸進入沖繩海槽。它是東海海流的主干，具有高鹽度、高溫度、流量大、流幅寬、流速強及流程遠等特點[2，12]，其強弱變化會引起海洋環(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樣品處理與轉換函數的建立

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，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后去除有機質，最后洗凈并用Naphrax膠制片，并在1000倍徠卡油鏡下進行硅藻鑒定，每個樣品計數至少為300粒(不包括角毛藻休眠孢子)[6，14]。

2.2硅藻-溫度轉換函數的建立

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

3重建結果

結果表明，7000cal. yr BP以來沖繩海槽南部冬季海水表層溫度呈現冷、暖交替的特點，可劃分為2個寒冷階段和2個溫暖階段(如圖2)。大致將其變化分為4個階段，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果并未出現全新世大暖期。

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7000 cal. yr BP以來的第二個寒冷階段，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活動。

4對比討論

致謝：感謝本文數據采集及提供方法指導的各位老師及相關人員。

參考文獻：

[1]鄭卓，黃康為，鄧韞，等.沖繩海槽200 ka的孢粉記錄及冰期-間冰期旋回古環(huán)境重建[J].中國科學：地球科學，2013，43(8)：1231-1232.

[2]何晉娜.沖繩海槽南部7000cal.yr BP以來的硅藻及冬季海水表層溫度的重建[D].上海:華東師范大學，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]蔣輝，任健，Knudsen K L，等．冰島北部陸架3000年以來夏季表層海水溫度及古氣候事件[J].科學通報，2006，51：2657-2664.

[5]黃元輝，黃玥，蔣輝．南海北部15kaBP以來表層海水溫度變化：來自海洋硅藻的記錄[J].海洋地質與第四紀地質，2007，27(5)：65-74 .

[6]何晉娜，沙龍濱，劉焱光，等.西格陵蘭附近海域表層沉積硅藻組合[J].海洋地質與第四紀地質，2011，31(4)：125-126.

[7]黃玥. 末次冰期以來南海及日本海硅藻及其古環(huán)境變化[D].上海：華東師范大學，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.末次冰盛期以來黑潮流域的古環(huán)境演化[D].青島：中國科學院海洋研究所，2007：46-55.

[10]南青云. 25k a B.P.以來黑潮流域古環(huán)境演化對高頻全球變化事件的響應[D].青島：中國科學院海洋研究所，2008：1-85.

[11]李鐵剛，常鳳鳴.沖繩海槽古海洋學[M].北京：海洋出版社，2009.

[12]余華.沖繩海槽中部37 Cal ka BP以來的古氣候和古海洋環(huán)境研究[D].青島：中國海洋大學，2006.

[13]李冬玲. 沖繩海槽南部中全新世以來的硅藻記錄與古環(huán)境變化[D].上海：華東師范大學，2012.

[14]H?kansson H.The recent diatom succession of Lake Havg?rdssjo?n，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]常鳳鳴.沖繩海槽晚更新世-全新世的古環(huán)境演化[D].青島：中國科學院海洋研究所,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)

中圖分類號：P736.22

文獻標識碼：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，助理實驗師，主要從事全球變化與區(qū)域響應的研究.E-mail：15035131451@163.com

收稿日期：2016-01-20