中全新世以来广西典型红树林群丛林分结构演替对海平面变化的响应：沉积物埋藏红树叶片C、N、O同位素示踪

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
41376075
项目类别：
面上项目
资助金额：
84.0万
负责人：
孟宪伟
依托单位：
自然资源部第一海洋研究所
学科分类：
D0603.海洋地质学与地球物理学
结题年份：
2017
批准年份：
2013
项目状态：
已结题
起止时间：
2014-01-01 至2017-12-31

项目参与者：
夏鹏；李朝新；白亚之；王湘芹；
关键词：
中全新世海平面变化林分结构演替稳定同位素典型红树林群丛

项目摘要

Located in the junction between land and sea, the change of mangrove ecosystem is absolutely controlled by sea level change. Reconstruction of the response of historical evolution of mangrove ecosystem to sea level change using valid proxies has been a primary strategy. The stand structure and its relationships to salinity and nutrient dynamics for a given mangrove association are absolutely controlled by sea level change, and thus has become a key topic in the study of mangrove ecosystem evolution. In the present application, the stable isotopes(δ13C,`δ15N andδ18O) of buried leaf sub-fossils in three core sediments raised from Qinzhou Bay and Tieshan Bay, representative of Avicennia marina,Aegiceras corniculatum, Kandelia candel, respectively, will be used as proxies of stand structure evolution of the three mangrove associations and its relationship to salinity and nutrient dynamics,；Following previously established of sea level change of Beibu Gulf, the response of the three mangrove stand structure to sea -level change since the Mid-Holocene will be discussed.

红树林位于海-陆交界处，因此在全球变化背景下，海平面变化成为制约红树林生态系统变化的关键气候因子；选择有效的示踪参数，重塑历史时期红树林生态系统演化及其与海平面变化的关系是评估未来红树林生态系统命运对海平面上升响应的主要途径之一；红树林群丛林分结构(stand structure)是表征红树林生态系统的主要内涵，其演替与海平面变化制约下的盐度和营养状态变化密切相关，因而成为红树林生态系统演化研究的重要内容。本项目拟以广西典型红树群丛（白骨壤、桐花树、秋茄）分布区（钦州湾和铁山港）柱状沉积物为研究对象，通过其埋藏红树叶片碎屑（sub-fossil）的C、N和O稳定同位素组成的时间变化和协同关系研究，并结合红树孢粉资料，揭示中全新世以来广西典型红树群丛林分结构演替与营养状态和盐度变化的协同关系；结合前人的北部湾全新世海平面变化资料，揭示中全新世广西典型红树林群丛林分结构演替对海平面变化的响应机

结项摘要

红树林位于海-陆交界处，对气候变化和人类活动的响应最为敏感。选择有效的示踪参数，重塑历史时期红树林生态系统演化及其与气候变化和人类活动关系是评估未来红树林生态系统命运对气候变化响应的主要途径之一。本项目利用沉积物有机碳稳定碳同位素组成（δ13C）研究了：（1）广西英罗湾和钦州湾中、晚全新世红树林演化与海平面变化和东亚季风演化的关系；（2）近140年来广西英罗湾红树林生长发育和群落（林分）结构演替与气温、大气降水和人类活动的关系。在广西不同高度的红树植物先锋种新鲜叶片δ13C组成差异性研究基础上，利用英罗湾沉积物埋藏红树植物叶片碎屑的δ13C研究了近130年来红树林林分结构、群落演替及其与区域气温和大气降水的关系。研究结果表明：（1）中全新世以来，广西钦州湾红树林的生长发育明显受区域相对海平面变化和东亚季风的双重影响，表现为海平面的升/降制约了红树林向陆/向海迁移，而在海平面相对稳定时期，东亚夏季风的增强/减弱制约了红树林的繁盛/衰退；（2）晚全新世以来，英罗湾沉积速率对海平面变化的制衡作用导致红树林演化受东亚季风的制约；（3）近140年来，英罗湾红树林演化受气温和大气降水的制约，而人类活动的增强导致了钦州湾红树林的衰退；（3）埋藏红树植物叶片碎屑含量及其δ13C变化指示了英罗湾红树林从低矮(1870~1910年)向高大（1910年~现今）转化，相应地，群落结构也发生了从（白骨壤+桐花树）向（桐花树+秋茄+红海榄）再向（秋茄+红海榄+木榄）的演替。本项目产生的沉积物测年数据、新鲜和埋藏叶片的TOC、 TN含量和δ13C组成数据为今后开展广西红树林湿地有机碳来源和碳埋藏效率研究提供关键数据，同时，由此形成的研究结果验证了沉积物有机碳稳定同位素和花粉一样可以示踪红树林演化和群落结构演替，进而为今后开展红树林地质生态学和区域全新世海平面变化研究提供新参数。