近百年来北黄海浮游植物生产力和种群结构变化的生物标志物记录及影响因素

摘要

生物标志物作为一种可有效重建古海洋环境、古生态变化的有机地化指标已在世界多个海区得到验证和应用。目前，已有研究者将脂肪烃、脂肪酸、多环芳烃、甾醇、直链醇、烯酮等生物标志物应用于我国边缘海，利用生物标志物研究海洋浮游植物生产力、种群结构、陆源物质输入及海水表层温度(SST)，但是在北黄海和渤海的应用还不多。随着全球变暖和人类活动影响的加剧，黄海的生态环境发生了很大的改变，而我国开展生态环境观测的工作仅有几十年的历史，没有足够的数据来支持百年尺度甚至更长历史时期黄海生态环境演变规律的研究，因此有必要对北黄海长时间尺度浮游植物生产力和种群结构记录进行重建，为研究区域性环境演变提供数据支持。
　　本论文选取北黄海西南部的三个沉积物柱状岩芯为研究对象，通过测定其海源和陆源生物标志物含量，得到近百年来北黄海研究海域海源和陆源生物标志物变化的高分辨率记录，掌握百年尺度浮游植物生产力和种群结构的演变规律，并对其影响因素做初步探讨。得到以下结论:
　　(1)210Pb定年结果表明:B24和B25岩芯的210Pb垂向分布符合“衰变-平衡”的两段模式，指示了近百年来稳定的物质来源和沉积环境、较均一的沉积速率;而BF01站位的210Pb垂向分布则符合“混合-衰变-平衡”的三段模式，反映了该岩芯上部沉积物的混合、扰动，这是由强的水动力条件所致。
　　(2)菜子甾醇、甲藻甾醇和C37长链烯酮等浮游植物生物标志物记录显示，北黄海130年来浮游植物生产力呈上升趋势，近60年来尤为明显，这与近百年来增强的东亚冬季风导致的陆源输入增加和海水混合程度加强有密切关系，大气沉降也是影响北黄海浮游植物生产力水平的一个不容忽视的因素。
　　(3)1960年以来，北黄海浮游植物种群结构发生了明显改变，B25和B24站位变化趋势不同。对于B25站位，1960-1990年，硅藻比例下降、甲藻比例上升，人类活动引起的北黄海Si营养盐减少、N/P比增加是导致该时期种群结构变化的主要因素;1990年之后，硅藻比例上升、甲藻比例下降，这与北黄海SST的降低及营养盐结构的改变有关。对于B24站位，1960-1990年，颗石藻比例上升、硅藻比例下降，这与黄海暖流的增强有关;1990年之后，颗石藻比例下降、甲藻比例上升，该时期浮游植物种群结构的控制因素可能已转变为高陆源物质输入带来的高营养盐，在高营养盐条件下，甲藻和硅藻比颗石藻更具有竞争优势。
　　(4)空间分布上，B24站位颗石藻相对比例较B25和BF01明显较高，可能是受黄海暖流带来的温暖高盐大洋水和高丰度颗石藻所致，B25站位则更多地受到了低温低盐沿岸流的影响，BF01站位因其低水深和强的沿岸流作用，颗石藻相对比例最低。时间变化上，1960年后B24和B25站位浮游植物种群结构变化的主控因素不同:B24站位受黄海暖流余脉影响较强，颗石藻相对比例的增长反映了黄海暖流是该站位浮游植物种群结构变化的控制因素;B25站位更多地受到沿岸流的影响，人类活动引起的营养盐结构变化是该站位浮游植物种群结构的控制因素，表现为硅藻和甲藻相对比例的变化。

目录

声明

摘要

0 前言

1 文献综述

1．1 北黄海浮游植物生产力和种群结构变化的研究现状

1．1．1 北黄海浮游植物生产力的空间分布和季节性变化

1．1．2 北黄海浮游植物种群结构的空间分布和季节性变化

1．2 生物标志物方法及其在环境演变中的应用

1．2．1 海源生物标志物与浮游植物初级成产力

1．2．2 海源生物标志物与浮游植物种群结构

1．2．3 陆源生物标志物及其相应指标

1．3 生物标志物方法在北黄海的应用

1．4 本论文的研究目的和研究内容

1．4．1 研究目的

1．4．2 研究内容

2 研究海域及研究方法

2．1 研究海域——北黄海

2．1．1 北黄海地理、地质概况

2．1．2 北黄海水文状况

2．1．3 北黄海沉积环境

2．2 采样站位及样品信息

2．3 研究方法

2．3．1 仪器与试剂

2．3．2 总有机碳分析方法

2．3．3 生物标志物分析方法

2．4 数据质量控制

3 实验结果

3．1 柱状样B24

3．1．1 210Pb定年结果

3．1．2 总有机碳及海源生物标志物的含量

3．1．3 浮游植物生物标志物的比例

3．1．4 陆源生物标志物的含量及相对贡献

3．2 柱状样B25

3．2．1 210Pb定年结果

3．2．2 总有机碳及海源生物标志物的含量

3．2．3 浮游植物生物标志物的比例

3．2．4 陆源生物标志物的含量及相对贡献

3．3 柱状样BF01

3．3．1 210Pb定年结果

3．3．2 总有机碳及海源生物标志物的含量

3．3．3 浮游植物生物标志物的比例

3．3．4 陆源生物标志物的含量及相对贡献

4 讨论

4．1 三个站位210pb定年结果的对比

4．2 浮游植物生产力的变化

4．3 浮游植物种群结构的变化

4．3．1 B25站位浮游植物种群结构变化的讨论

4．3．2 B24站位浮游植物种群结构变化的讨论

4．3 B24和B25站位浮游植物种群结构的对比讨论

5 结论

5．1 论文的主要结论

5．2 本论文的创新点

5．3 论文的不足之处及未来研究展望

参考文献

致谢

个人简历及发表的学术论文