格陵兰NOW14钻孔摇蚊亚化石揭示的气候波动变化：基于种群变化及氧同位素方法比较

摘要

格陵兰岛所在的北极地区不仅能敏感地响应全球气候变化，更能通过“海—气—冰”复杂的反馈机制对北半球进而全球气候产生直接影响，一直是全球气候变化研究的关键地区之一。众多古气候重建的载体中，湖泊沉积记录有着时间序列长、分布广泛的优势，成为古气候研究的重要对象。生物指标特别是一些水生生物（如摇蚊）因具有相对较窄的生态幅和死亡后较好的保存性，对环境变化反应灵敏，越来越受得古湖泊学和第四纪环境重建研究者的青睐。
　　摇蚊化石作为环境指标的研究工作始于20世纪初，90年代以来，国际上开始探索摇蚊作为温度指示器的作用，并经历了由定性描述到定量分析的转变。近年摇蚊头壳亚化石同位素的研究曰趋得到重视，其中的氧同位素指标应用于古气候变化研究尚开始起步，研究前景广阔，亟需拓展研究加深对指标机理的了解，丰富湖泊沉积物古气候研究的指标体系。
　　本文根据格陵兰西北地区湖泊沉积钻孔中的摇蚊头壳亚化石的分析研究，利用摇蚊种群变化及基于摇蚊属种定量组合重建的推测温度来证明摇蚊头壳氧同位素可用于古气候重建。同时对基于摇蚊属种定量重建温度和摇蚊头壳氧同位素这两组指标进行对比，尝试分析两组指标的差异及机理解释。
　　通过对NOW14钻孔摇蚊亚化石的前处理、制片、鉴定，共鉴定的摇蚊头壳化石涉及3个科18个属种。结合前人研究中利用转换函数的定量重建所得的不同属种摇蚊最适宜的温度值，根据NOW14各属种摇蚊的百分含量，大致可以推测出过去夏季（七月）湖水温度变化趋势。与此同时，摇蚊亚化石氧同位素平滑曲线表现为与摇蚊—推测温度较为一致的波动趋势，表明摇蚊亚化石氧同位素指标可用于NOW14钻孔的古气候重建。
　　基于摇蚊属种定量重建温度和摇蚊头壳氧同位素指标对比发现的差异主要表现为在靠近表层的深度中出现一定的层位差，以及摇蚊头壳氧同位素平滑曲线较为剧烈的波动幅度。对此，本文认为指标对比产生的差异机制是由于两组指标的指示意义以及摇蚊头壳氧同位素含量影响因素的复杂性。
　　结合有效的210Pb测年数据，本文发现钻孔摇蚊记录的温度变化趋势与20世纪以来全球范围内普遍增温现象相悖，并且温度转换强度为整个钻孔最为剧烈、显著的时段。同时，NOW14湖泊沉积物有机质δ13C、C/N等也明显反映出整个湖泊生态环境的剧烈变化。通过与西格陵兰已有的器测记录相对比，发现北大西洋涛动(NAO)是影响气候机制变化的重要原因。

目录

摘要

1．1 研究目的与意义

1．2 全新世气候变化特点

1．2．1 全新世气候特征阶段

1．2．2 全新世气候周期性变化

1．3 格陵兰地区全新世气候概况

1．3．1 格陵兰地区全新世特征时段

1．3．2 格陵兰西北地区全新世概况

1．4 研究工具—摇蚊亚化石头壳

2．1 研究区域

2．2 研究点

2．3 研究区洋流系统

3．1 样品采集

3．2 摇蚊头壳亚化石前处理

3．3 摇蚊头壳稳定氧同位素分析

3．4 测年分析

4 NOW14孔摇蚊头壳亚化石的生态意义

5 研究结果

5．2 NOW14钻孔摇蚊亚化石属种组合特征

5．3 NOW14钻孔摇蚊亚化石属种组合变化

5．4 基于NOW14钻孔摇蚊属种重建的温度变化趋势

5．5 NOW14钻孔摇蚊头壳亚化石的氧同位素记录

5．5．1 摇蚊头壳亚化石氧同位素古温度重建的前提

5．5．2 NOW14钻孔氧同位素记录

5．5．3 NOW14钻孔摇蚊—推测温度与摇蚊头壳氧同位素记录对比

5．6 NOW14钻孔的其他指标记录

6．1 讨论

6．1．2 基于摇蚊亚化石两组指标揭示的NOW14钻孔气候变化趋势

6．1．3 NOW14钻孔记录的近百年气候驱动机制

6．2 结论

6．2．1 研究结论

6．2．2 不足与展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢

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