二醇化合物在南海北部陆架区的地球化学特征与环境意义

The continental shelf areas are sites of significant land–sea-air interaction, and the reconstruction of their environmental evolution in modern times is an important issue for future environmental change projection and associated strategy-making. This project would focus on the biogeochemistry and implication of diol compounds in the continental shelf areas. Therefore, the continental shelf in the northern South China Sea, which is sensitive for environmental changes, is particularly chosen as a target area. Based on the systematically sampling, the composition and distribution of diols and derived indices would be clarified. On this basis, the temperature implication and related mechanism of LDI proxy could be revealed according to the comparison between suspended particulate matter (SPM) collected in different seasons and surface sediments. Besides, the upwelling implication and associated mechanism of diol index 1 and diol index 2 proxies could be illuminated by means of the comparison between SPM collected in summer and several environmental parameters of surface water. This project would make contributions not only to understand modern process and future evolution, but also to explain problems concerned with diols in the continental shelf areas.

海洋陆架区蕴含了丰富的海-陆-气交互信息，对其近现代环境演变的重建对了解未来变化趋势及其环境和资源效应具有非常重要的科学价值和现实意义。本项目瞄准陆架区二醇化合物的地球化学行为与环境意义这一研究前沿，选取对环境变迁极其灵敏的南海北部陆架区作为目标区域，通过广泛而系统地采样分析和深入剖析，查明该环境介质中二醇化合物及其环境（温度、上升流）代用指标的分布特征。在此基础上，建立水体颗粒物（四季）和表层沉积物中二醇温度指标（LDI）的内在联系，揭示该指标的温度指示意义及其机理；探讨水体颗粒物（夏季）中二醇上升流指标（diol index 1、diol index 2）与海水环境参数的交互关系，阐明其上升流指示及机理。本项目不仅可以为理解近现代过程和预测未来全球变化奠定科学基础，同时还能以“研究案例”的形式对关于二醇化合物的基础科学问题的研究做出贡献。

围绕当下生物有机地球化学和环境演变领域的研究热点之一：二醇化合物及其指标（LDI、diol index 1和diol index 2）的环境意义，本项目以南海北部为主要靶区，详细研究了该海域四个沉积柱（深海陆坡：Site 4B和粤东沿海：S101、S201和S401）中二醇化合物组成、分布特征，通过对二醇环境参数的定量化重建和综合研究，阐明了二醇指标的环境指示意义及其机理，可望为未来全球变化的预测提供重要依据，为完善气候模拟模式提供基础数据。本项目取得的认识和成果主要体现在如下4个方面：（1）二醇LDI温度指标可作为南海北部深海和沿海地区年均SST的替代性指标。在粤东沿海地区，LDI-SST近现代变化过程主要受控于ENSO气候事件，在过去数十年呈现逐渐升高的趋势和多年尺度的振荡规律，尤其在厄尔尼诺年份显著增高。（2）二醇diol index 1不可用于指示粤东上升流活动状况，但diol index 2指标可作为上升流强度变化的替代性指标。diol index 2整体变化趋势、多年尺度波动和ENSO变化规律一致。（3）粤东上升流区LDI-SST和diol index 2呈现显著的相关性，进一步揭示了ENSO事件主导了该海域表层过程：在厄尔尼诺年，diol index 2高值反映了增强的上升流（夏季SST低值）但由于暖冬效应仍然导致了年均LDI-SST高值。（4）在南海北部深海区，二醇diol index 2（和diol index 1）和海水表层-次表层温度差（LDI-TEX86）有很好的协变关系，而和海洋初级生产力分布趋势相反，表明了diol index 2（和diol index 1）指标可用于指示上层水体结构状况：当夏季风增强时，diol index 2（和diol index 1）高值反映了水体层化程度加剧（低生产力）、温跃层变浅（高温度差）。