利用高分辨率海洋孢粉记录重建氧同位素3期以来南海北部的陆地气候

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
41306039
项目类别：
青年科学基金项目
资助金额：
26.0万
负责人：
戴璐
依托单位：
同济大学
学科分类：
D0603.海洋地质学与地球物理学
结题年份：
2016
批准年份：
2013
项目状态：
已结题
起止时间：
2014-01-01 至2016-12-31

项目参与者：
吴国瑄；李盛辉；程仲景；郭盛；
关键词：
孢粉氧同位素3期末次盛冰期南海北部

项目摘要

Global climate experienced strong variations since the marine isotope stage 3(MIS3)(about 60 cal.ka BP),which included enhanced continental ice sheet and later collapse,how to understand climate change process in this stage that is important to confirm forcing mechanism of climate change.Pollen and spores grains derived from adjacent land were preserved in the marine sediments that record vegetation and climate history in surrounding land.Continental climate conditions since the MIS3, especially during the Last Glacial Maximum (LGM) in the northern SCS have been argued all the time, which limited our further understanding forcing mechanisms of paleoclimate variation in the SCS and East Asia.Here, the key question is little knowing for the pollen transportation and deposition processes from land to deep sea. Therefore, this project aims to reconstruct continental paleovegetation and paleoclimate since the MIS3, as well as show the relationship between paleomonsoon and precession cycle by analysis pollen fossil from drilling core MD05-2906 with high sedimentation rate located on the continental slope of the northern SCS. This research should be based on the survey of modern pollen transport and sediment processes on the marine environment.

深海氧同位素3期（MIS3）（大约60cal.ka BP）以来的地球气候经历了陆地冰盖逐渐增大，然后消融的过程，对这一过程的认识可以帮助我们理解全球气候变化的动力机制。在南海北部的深海沉积物中保存了来自周边陆地的花粉与孢子化石（简称孢粉），它们记录了周边陆地的植被与气候历史。长期以来，古气候学家对于南海北部氧同位素3期以来，特别是末次盛冰期时的陆地气候状态的重建还存在争议，这影响了对南海甚至东亚地区古环境变化机制的深入理解。问题的关键是我们对孢粉粒从母本植物到沉积至深海这一传播过程了解的匮乏。本课题计划在现代孢粉传播与沉积机制研究的基础上选取位于南海北部大陆坡高速沉积体上的MD05-2906钻孔进行孢粉分析，目的在于重建氧同位素3期以来南海北部陆地植被与气候,以及展示古季风变化同岁差周期间的关系。

结项摘要

南海北部受到高、低纬度气候过程的共同影响，是研究历史气候变化机制的理想地区。在本研究中，我们利用孢粉分析手段重建了深海氧同位素MIS4阶段以来南海北部临近陆地区域的古植被和古气候。. 本研究的材料是位于南海北部大陆坡处的MD05-2906深海钻孔。总体的年代框架是依据浮游有孔虫G.ruber和G. sacculifer壳体中的δ18O含量建立的曲线与周边钻孔δ18O曲线进行对比（共测定样品560个），底部年代在距今7万年左右。在岩芯上部，13个AMS14C测年（材料为G.ruber）数据分布在距今4.45 -0.16万年。研究结果显示，末次冰期时段(距今7 -1.5万年)的孢粉组合主要受控于草本花粉，最高含量可达80%，主要类型包括Artemisia、Poaceae和Cyperaceae。热带和亚热带常绿阔叶树花粉的含量为20%左右，一直稳定的存在。根据孢粉组合，我们判断末次冰期时南海北部仍然处于热带或南亚热带气候。在MIS3阶段，较多的热带、亚热带常绿阔叶花粉和来自于菲律宾等南部地区的Phyllocladus花粉指示了当时较MIS4和MIS2阶段更为温暖的气候和增强的东亚夏季风。在LGM和末次冰消期转换期，增多的热带和亚热带花粉指示了气候的逐渐变暖。在末次冰消期和全新世转换期，松花粉和草本花粉的峰值指示了更高的湿度和更强的东亚夏季风。. 在末次冰期时段，MIS3阶段更为丰富的热带、亚热带常绿阔叶花粉对应于高纬度地区较小的冰盖，显示了当时较弱的冬季风。从MIS3早期至LGM时期，此类花粉含量的逐渐降低对应于冰盖的扩张。这表明了在地球运动轨道尺度上，高纬度气候过程和冰盖规模对南海北部区域气候的强烈影响。与此同时，在花粉组合中也存在着千年尺度上的剧烈波动。然而，受制于测年数量以及测年精度的限制，我们未对这类的现象给予更多的解释。在末次冰消期晚期和全新世早期阶段，松属花粉与草本花粉百分含量的剧烈波动揭示了全新世初期更高的太阳辐射驱动了更为丰富的降水，因此导致了花粉向海传播与沉积的波动，也证明了全新世早期气候的不稳定。