琼东和粤西上升流区沉积物长链烯酮和GDGTs的分布及对海表温度的重建

Alkenones and GDGTs-based paleotemperature proxies:UK'37 and TEX86, have been used in reconstructing sea water temperatuer (SST) in upwelling zone and revealed some coastal cooling over past 1 century. This cooling trend was ascribed to intensified upwelling with global warming. However, it has been not examined that whether lower SST caused by seasonal upwelling could be recorded in these two proxies. Eastern Hainan and Western Guangdong are strongly influenced by summer upwelling and exhibit low SST zone. Thus we plan to investigate the distribution of long-chain alkenones and GDGTs in surface sediments from about 80 sites in this area, compare the UK'37 and TEX86 in upwelling zone and surrounding waters, test whether they could reflect upwelling-induced lower temperature. Concentration of alkenones and GDGTs, BIT and stable carbon nitrogen isotopes will also be used to investigate the influence of upwelling and terregenous material. Based on this investigation, we also paln to reconstruct SST records over about the past 300 years using core sediment UK'37 and TEX86, explore the application of SST differences between upwelling and non-upwelling zone as an index of upwelling intensity. This investigation and recontruction will provide helpful reference to the application of alkenones and GDGTs for longger paleoclimate reconstruction in other upwelling areas.

基于生物标志物长链烯酮和GDGTs的海水古温度指标UK'37和TEX86，近年来被用于上升流区百年尺度海表温度的重建，揭示了一些近岸下降的海表温度可能与全球变暖中上升流的增强有关。但目前对于季节性上升流引起的海水低温能否反映在这两个指标中还缺乏基础的验证工作。中国南海的琼东和粤西海域存在典型的夏季上升流低温区。为此本项目计划调查该海域约80个站位表层沉积物长链烯酮和GDGTs的分布，比较上升流区和周围海域UK'37和TEX86的差异，检验它们能否反映出夏季上升流低温区。并结合沉积物长链烯酮和GDGTs含量、BIT和有机碳、氮稳定同位素等参数，判断上升流及陆源物质对这两种生物标志物的影响。在此基础上，利用柱状沉积物的UK'37和TEX86重建过去约300年的海表温度，探索使用上升流和周围海域的温度差指示上升流强度的变化，为这两种古温标研究更长尺度上升流历史及对气候变化的响应机制提供基础。

长链烯酮不饱和度作为古温标，在大洋重建的海温变化表现出较好的一致性。但在一些近海重建温度显著异于开放海洋，表明可能受到上升流等区域性因素影响。本项目调查了琼东和粤西海域20余站位表层沉积物的长链烯酮，发现其指示温度在琼东近海比外海低，而雷州半岛以东比北部湾低，其差异与夏季上升流引起的SST差异特征较为一致，表明沉积物长链烯酮可以一定程度反映出夏季上升流区与非上升流区的温度差异。在此基础上，分别利用南海非上升流区和琼东上升流区沉积柱样NS02G和GH6的烯酮重建了2千年来的SST变化，发现非上升流区SST表现出和北半球大陆类似的趋势，即较暖的中世纪和较冷的小冰期，其变化主要受太阳辐射波动影响，而一些显著降温事件可以反映出火山活动对SST的影响。相比之下，琼东柱样GH6的重建SST显示出相反趋势，表现为较冷的中世纪暖期和较暖的小冰期，且与董哥洞石笋δ18O指示的夏季风强度呈现明显的反相关系，即较低的上升流区SST对应更强的夏季风。在近800年的琼东SST下降的同时，沉积物中有机含量和δ13C同时升高，指示可能由于更强的夏季风导致的海洋生产力增加和底层海水上涌引起的δ13C增大。另外，琼东和北部湾的柱样GH7和BBG2的部分烯酮结果显示晚全新世显著不同的变化趋势，也表明上升流和非上升流区海温变化受到不同的驱动。本项目的研究成果为长链烯酮在其它上升流海域SST重建提供了一定依据，也为研究热带海洋夏季风变化提供了一种新途径。现已发表SCI论文1篇，中文期刊论文1篇，以共同作者发表SCI论文3篇，待发表SCI论文2篇。通过项目培养硕士研究生1名。