上新世亚北极太平洋硅藻种群特征及其环境控制因素

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41904069
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    27.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0405.地磁学和地球电磁学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The Pliocene is a key period in studies of paleoclimate and paleoceanography, because the global climate changed gradually from warm to cold during this period. Diatoms, the most important primary productivity in the subarctic Pacific Ocean, have been widely applied to reconstruct paleoceanographical environments. However, most diatom species living in the Pliocene evolved or were extinct in the subarctic Pacific Ocean. Furthermore, there are rare detailed studies of influences of Asian aeolian dust iron input on diatom growth during the Pliocene, and diatom distribution and spatially difference of their environmental backgrounds. These facts lead to unclear environmental interpretation using diatom records during the Pliocene, and impede the application of diatoms in palaeoceanography studies in the subarctic Pacific Ocean. To make the environmental backgrounds of diatoms more clear, in this project, sediments in the Pliocene are chosen in two ODP sites, 882 and 885/886, which locate in the northwest and central-south of the subarctic Pacific Ocean, respectively. Diatom assemblage changes will be firstly studied, including diatom abundance, species composition and frustule size of key species. Then, I will study the three main environmental backgrounds controlling diatom growth, including iron mineral characteristics (e.g. the category, content, and grain size) delivered from Asian aeolian dust, main nutrients (e.g. nitrogen) input under control of upwelling strength and sea surface temperature (SST) changes, through detailed environmental magnetism investigations, stable nitrogen isotope measurements and collection of previously reported SST results, respectively. At last, correlations between diatom assemblage characteristics and palaeoceanographical environmental backgrounds, and their spatial differences will be analyzed. The results of this project will provide solid bases for diatom application in paleoceanography studies in the subarctic Pacific Ocean.
上新世全球气候逐渐由暖转冷,是古气候-古海洋研究的焦点。硅藻作为亚北极太平洋最主要的初级生产力,其沉积记录是恢复该区古海洋环境的关键手段。然而,上新世该区硅藻主要属种已进化或灭绝,并且前人对上新世亚洲风尘铁输入对硅藻的影响以及该区内部硅藻分布及其受控环境因素的空间差异的研究尚不深入,导致硅藻环境指示意义并不明确,影响了硅藻在古海洋环境研究中的应用。因此,本项目拟以分别位于亚北极太平洋南北部的ODP 885/886和882站位上新世沉积物为研究材料。首先研究硅藻丰度、属种组成、优势种壳体大小以及总生产力等种群特征;然后通过详细的磁学和稳定氮同位素分析,并结合前人已有海表温度等结果,探讨亚洲风尘输入含铁矿物特征(包括类型、含量以及颗粒大小等)、上升流强弱控制下主量营养盐输入、海表温度等环境因素对不同空间区域硅藻种群的影响。该项目将为硅藻记录在该区古海洋环境研究中的应用提供详实的理论基础。

结项摘要

硅藻在全球碳、硅等元素的生物地球化学循环过程中扮演着重要角色,也是亚北极太平洋最重要的初级生产力。亚北极太平洋是典型的高营养盐低叶绿素海域,硅藻种群受风尘等陆源Fe输入、混合作用控制下主量营养盐供应等多因素影响。目前,已有较多研究关注该区域冰期-间冰期等尺度上硅藻种群与风尘输入、通风作用、海表温度等背景的关系,但是,上新世硅藻种群与其环境背景之间的关系还缺乏深入认识。因此,该项目以ODP882、885两站位上新世沉积物为材料,通过环境磁学、主微量元素、氮同位素、硅藻等多指标分析,获得了以下几方面新认识:1)上新世北太平洋中层水,即通风作用,比现今强,且在3.5-2.73 Ma比上新世其他时段更强,可能已加强为深层水,这与3.5 Ma之后北半球冰川作用开始出现有关;2)硅藻属种对亚北极锋移动较敏感,结合亚洲风尘通量、粒度等,发现从~5.7到4.7 Ma,西风环流北移且减弱,~4.7 Ma以后,特别是3.7 Ma以后,西风环流南移并增强,且分别与东亚夏季风的增强和减弱对应;3)上新世亚洲风尘对硅藻种群的影响较小,而火山灰却能促进硅藻生长,主要是因为亚洲风尘中含铁矿物主要以难溶解的粗颗粒(钛)磁铁矿、赤铁矿、针铁矿等为主,不利于硅藻吸收利用,而火山灰中含较多易溶解的纳米级细颗粒含铁矿物,易被硅藻利用,进而促进硅藻勃发;4)在ODP882站位海表温度越高C. marginatus壳体越大,但在ODP885站位C. marginatus壳体大小与海表温度的关系较复杂;5)上新世亚北极太平洋磁性矿物受生物还原溶解作用影响显著,在硅藻生产力较高层段粗颗粒(钛)磁铁矿、赤铁矿等不易溶解矿物相对含量升高,其他未受还原溶解作用影响层段,磁学手段对陆源风尘、冰筏碎屑的输入具有重要的指示意义。该项目深入的揭示了上新世北太平洋中层水演化特征、风尘等陆源Fe输入对硅藻生产力的影响、北半球西风与东亚季风的关系,为进一步探讨上新世全球气候变化机制提供了重要基础,对今后更好的利用硅藻和环境磁学手段研究该区域古海洋环境演化也具有重要的指导意义。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Paleoclimate evolution of the North Pacific Ocean during the late Quaternary: Progress and challenges
北太平洋晚第四纪古气候演化:进展与挑战
  • DOI:
    10.1016/j.geogeo.2022.100124
  • 发表时间:
    2022-08
  • 期刊:
    Geosystems and Geoenvironment
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yi Zhong;Zhengyao Lu;David J. Wilson;Debo Zhao;Yanguang Liu;Ting Chen;Congcong Gai;Xun Gong;Zhaoxia Jiang;Jiabo Liu;Qingsong Liu
  • 通讯作者:
    Qingsong Liu
北太平洋大洋钻探研究进展 −古海洋与古气候
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    海洋地质与第四纪地质
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张亚南;仲义;陈艇;赵德博;王敦繁;盖聪聪;姜兆霞;蒋晓东;刘青松
  • 通讯作者:
    刘青松
A test of the relative importance of iron fertilization from aeolian dust and volcanic ash in the stratified high-nitrate low-chlorophyll subarctic Pacific Ocean
层状高硝酸盐低叶绿素亚北极太平洋中风尘和火山灰铁施肥相对重要性的检验
  • DOI:
    10.1016/j.quascirev.2020.106577
  • 发表时间:
    2020-11
  • 期刊:
    Quaternary Science Reviews
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Ting Chen;Qingsong Liu;AndrewP. Roberts;Xuefa Shi;Qiang Zhang
  • 通讯作者:
    Qiang Zhang
Enhanced direct ventilation in the subarctic Pacific Ocean during 3.5–2.73 Ma: New evidence of elemental results from ODP Site 882
3.5-2.73 Ma期间亚北极太平洋直接通风增强:来自ODP Site 882的元素结果的新证据
  • DOI:
    10.1016/j.gloplacha.2022.103867
  • 发表时间:
    2022-06
  • 期刊:
    Global and Planetary Change
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Ting Chen;Qingsong Liu;Xiaodan Wang
  • 通讯作者:
    Xiaodan Wang
High- and low-latitude forcing on the subarctic Pacific environment and productivity over the past 230 kyr
过去230 kyr高低纬度强迫对亚北极太平洋环境和生产力的影响
  • DOI:
    10.1016/j.margeo.2022.106875
  • 发表时间:
    2022-07
  • 期刊:
    Marine Geology
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Yanguang Liu;Yi Zhong;Sergey A. Gorbarenko;Aleks;r A. Bosin;Xun Gong;Zhonghui Liu;Xuefa Shi;Ting Chen;Aleks;r N. Derkachev;Antonina V. Artemova;Qingsong Liu
  • 通讯作者:
    Qingsong Liu

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其他文献

中国黄土沉积物的磁性增强机制进展
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    东华理工大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐新文;强小科;符超峰;赵辉;陈艇
  • 通讯作者:
    陈艇
长江口现代潮滩沉积物粒度特征及其在沉积相识别中的应用
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    古地理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴绪旭;李琳;战庆;陈艇
  • 通讯作者:
    陈艇
长江口表层沉积物矿物磁性分区特征及其沉积环境指示意义
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    海洋学报(中文版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈艇;高晓琴;李晓;战庆
  • 通讯作者:
    战庆
软件无线电数字信号处理器体系结构研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
    国防科技大学学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    刘衡竹;莫方政;张波涛;赵恒;刘冬培;陈艇;周理;LIU Heng-zhu,MO Fang-zheng,ZHANG Bo-tao,ZHAO Heng,
  • 通讯作者:
    LIU Heng-zhu,MO Fang-zheng,ZHANG Bo-tao,ZHAO Heng,
黄土高原黄土序列松山-布容地磁极性倒转界线空间分布特征与影响因素探讨
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    第四纪研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐新文;陈艇;赵辉;郑浩田
  • 通讯作者:
    郑浩田

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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