近百年来雷州半岛红树林演化的孢粉和有机碳同位素示踪及其影响因素

Mangrove evolution is the long time-scale process under the condition of the human activity and climate change. Mangrove wetland sediments record a wealth of information on the natural and human activities in the transport and deposition process. Mangrove wetland of Leizhou Peninsula land is the largest coastal mangrove area distribution in China, and is clearly recorded by surrounding sediments. In this project, four different sediment cores will be collected from different geomorphic units of the Leizhou Peninsula mangrove wetlands . The dating of different sediment cores will be used the high density measured 210Pb framework. A new palaeoecological approach to trace mangrove evolution will use organic carbon isotopes and mangrove pollen from sedimentary records. Based on the organic carbon isotope will be used to calculate the contribution of mangrove-derived organic carbon. Compared with mangrove pollen assemblage and 210Pb dating, it will reveal the temporal evolution of mangrove development and its community succession in the recent 100 years. Combination of the land use in the area, remote sensing change information and field survey data, it will reveal the influence of human activities on the mangroves. With the reference of historical climate data and typhoon data, it will reveal its response to extreme weather events.The expected outcomes of this project can more effectively to provide scientific reference basis for the leizhou peninsula mangrove protection and management.

人类活动和气候变化制约下的红树林演变是一种长时间尺度效应，红树林湿地沉积物在输送和沉积过程中记录了丰富的自然和人类活动的信息。雷州半岛红树林湿地作为中国陆地沿海红树林面积最大的分布区，是开展红树林演化历史研究的理想场所。本项目通过对雷州半岛不同地貌单元的四个典型红树林湿地外缘潮滩进行柱状沉积物样品的采集，利用高密度的210Pb年代测定构建年代框架，同时对钻孔沉积物进行孢粉鉴定和有机碳同位素分析。根据沉积物中红树植物孢粉组合和红树林源有机碳贡献特征，揭示近百年来雷州半岛红树林兴衰过程和群落演替规律，进而重塑该区域红树林演变历史。同时结合区内土地利用、遥感变化信息和现场勘测数据，揭示人类活动对红树林及其湿地环境的影响。在此基础上，结合雷州半岛历史气候和台风灾害数据，揭示红树林湿地沉积物记录对极端气候灾害事件的响应。该项目预期成果可以为雷州半岛红树林更有效地保护和管理提供科学的参考依据。

本研究依托国家自然科学青年基金项目“近百年来雷州半岛红树林演化的孢粉和有机碳同位素示踪及其影响因素”，通过对雷州半岛红树林湿地沉积物孢粉、粒度、有机碳等指标，探讨该区域红树林演化历史及其沉积环境特征，结合台风灾害记录和遥感信息，揭示极端天气事件和人类活动在红树林湿地沉积的响应。结果表明：（1）沉积物表土孢粉组合较好地反映现代植被群落特征，不同区域表土孢粉浓度差异显著，与植被群落类型和沉积物理化性质密切相关。东海岛DHD钻孔沉积物孢粉分析表明红树林植被经历五个阶段的发育和演替过程，1849-1915AD，孢粉总浓度和红树植物花粉浓度较高，红树植物发育较好。1915-1957AD，红树植物花粉浓度达到最高值，红树植物保护较好。1957-1987AD，红树植物花粉浓度有所下降，红树林植被遭受破坏。1987-2013AD，红树类植物种类增加，与该时期开展人工红树林种植密切相关。2013-2016AD，孢粉总浓度和红树植物花粉浓度达到最低值，受人类活动加强以及台风灾害等影响。（2）表层沉积物粒度分析表明，不同红树林分布区沉积特征差异显著，主要有砂质粉砂、黏土质粉砂、砂和粉砂质砂四种类型。南三岛NSD钻孔沉积物粒度、有机碳含量和磁化率等指标分析表明沉积环境变化经历5个阶段：1899-1925AD，沉积物以砂为主，分选性差，沉积环境和水动力条件复杂，以自然沉积为主，人类活动影响较小。1925-1952AD，沉积物以粉砂为主，分选性差，砂含量逐渐减少，与20世纪20年代末海岸带防风林种植有关。1952-1990AD，沉积物以粉砂为主，分选性较好；砂含量波动变化与热带气旋引起的风暴潮事件有关。1990-2010AD，沉积物以粉砂为主，分选性较好，砂含量增多，与该地水产养殖增多，人类活动强度增强有关。2010-2016AD，沉积物以砂为主，分选性较好，与该时期台风灾害频发有关。（3）结合区域台风灾害记录，发现红树林湿地沉积较好地对极端天气事件进行响应；遥感信息数据较好地反映人类活动对红树林湿地植被的影响。该研究结果可以为雷州半岛红树林湿地更有效地保护和管理提供科学的参考依据。