胶州湾盐沼有孔虫分布特征及其环境意义研究

摘要

海平面上升已经日益成为影响人类可持续发展的全球性环境问题，与此相关的科学问题也成为全球气候和环境变化领域研究的热点。精确重建地质时期的海平面变化对于研究海平面的变化历史、总结以往规律和预测未来趋势有着重要的意义。 上世纪70年代，研究者们发现海岸盐沼有孔虫在一定的潮汐格局下沿高程梯度具有明显的垂直分带性，盐沼有孔虫的这种属性可以作为恢复古海平面变化的有效工具。 随后相关研究工作陆续展开，盐沼有孔虫的分带性在世界范围内的许多海岸盐沼都得到了证实，并且在一些地区已经成功建立了区域性有孔虫-古海平面转换函数，在进行高分辨率古海平面研究中取得了重要成果，其精度远远优于以往传统的研究手段，近年来其研究范围和深度也在不断扩大和加深。 然而相关领域的研究工作在国内十分缺乏，尚停留在起步阶段，现有成果存在很大局限性。我国东部沿海有广泛发育的海岸盐沼，为海岸盐沼有孔虫研究提供了天然有利条件。在我国东部沿海环境进行系统的盐沼有孔虫调查研究，将为盐沼有孔虫在全球范围内的分布增加地区性基础资料，在研究、总结盐沼有孔虫在全球的分布规律、进行地区性对比及生态控制因素探讨等方面都具有重要的理论价值。 同时，全球背景下的海平面变化对我国沿海地区的影响也日益加强，盐沼有孔虫作为有效的古高程替代指标能提供精确的地区性海平面变化历史，这有助于我们对地区性海平面变化趋势进行合理预测，从而进行正确、有效的海岸带防护，防灾减灾，因而本文的研究工作同时也具有重要的现实意义。 本文依托青岛市海洋与渔业局委托项目《胶州湾滨海湿地海洋特别保护区论证报告及建设实施方案》(编号：HB2005003)，对胶州湾沿岸的盐沼环境进行了调查研究。研究工作分两阶段进行，首先对胶州湾盐沼环境进行了广泛的实地调查，野外取得样品50余个，对胶州湾盐沼有孔虫分布状况进行了初步研究，在此基础上确定了适合开展研究的五处研究区。然后，在选定的五处研究区分别布设断面，进行加密取样。自五条断面定量取得表层有孔虫样品及相应的盐沼沉积物样品各115个，对取样点进行了精确的高程、平距测量；实验室条件下完成了对有孔虫样品的处理、鉴定、统计，以及沉积物样品的粒度、含水率、有机质含量测试。 研究工作在以下几个方面展开。根据植被分布情况、盐沼地形、沉积物性状等对比考察了五处盐沼环境的基本特征；详细考察了每处盐沼有孔虫活体壳、遗体壳的组合、分布特征，划分了盐沼有孔虫的垂直分带；综合五处盐沼的有孔虫数据，对主要属种的生态特征进行了总结，探讨了胶州湾盐沼有孔虫分布的地区性特点；运用统计分析软件，对各种环境因素(高程、距海岸距离、沉积物形状等)对盐沼有孔虫分布的影响进行了研究；最后对五处盐沼的有孔虫数据分别进行了转换函数计算，以考察盐沼有孔虫现代训练集的推导性能，并对如何提高转换函数性能的问题进行了讨论。 本文得到结论如下： 1．胶州湾盐沼发育在不同的沉积背景下，其中女姑口盐沼、大沽河盐沼和洋河口盐沼发育在河口潮滩基础上，红石崖盐沼发育在开阔海岸潮滩上，山角底盐沼则是发育在感潮河段的凸岸边滩上。几处盐沼的普遍特征是皆属于近期发育的次生盐沼，盐沼发育的空间范围较小，盐沼植物多为单一群落。 2．胶州湾盐沼有孔虫的活体壳组分由盐沼种构成，而遗体组分则潮下带属种及盐沼种混合构成，因此活体壳组分最准确的反映了盐沼有孔虫的组成特征。盐沼有孔虫有严格的生存环境范围，盐沼环境的有孔虫组成与其相邻的潮滩及潮下带环境明显不同，因此盐沼有孔虫具有精确的环境指示意义。 3．胶州湾盐沼的胶结壳有孔虫多为广泛分布于世界范围内的全球性属种，而钙质壳则主要由分布于中国东部海环境的地区性属种构成，反映了胶州湾盐沼有孔虫的组成既具有普遍性特征，也具有鲜明的地域性特征。 4．五处盐沼的环境差异导致盐沼有孔虫的分带性表现不同。大沽河及红石崖盐沼具有平缓的坡面及显著的高差，有孔虫分布具有明显的垂向分带性，高程是控制其分布的主要影响因素。女姑口、山角底盐沼地形平坦、高差较小，有孔虫没有明显的垂向分带。洋河盐沼滩面被潮沟分割，使的有孔虫与高程的对应关系复杂化。 5．对五处盐沼有孔虫数据分别进行转换函数计算显示，基于红石崖盐沼活体壳数据训练集具有较理想的推导性能，与国外其他地区已有结果具有可比性，表明胶州湾盐沼有孔虫有作为恢复古海平面变化指标的潜力。

目录

文摘

英文文摘

声明

1前言

引言

1.1国内外研究历史和现状

1.2选题依据及研究意义

2研究区概况

2.1胶州湾环境概况

2.2胶州湾盐沼概况

3材料和研究方法

3.1野外取样

3.2实验室分析

3.3数据统计及计算分析

4胶州湾五处盐沼环境特征

4.1盐沼植被

4.2盐沼发育背景及地貌特征

4.3盐沼沉积物性状

5表层有孔虫分布概况及环境因素讨论

引言

5.1女姑口盐沼

5.1.1取样位置及环境

5.1.2有孔虫组合特征

5.1.3环境因素对有孔虫分布的影响

5.2山角底盐沼

5.2.1取样位置与环境

5.2.2有孔虫组合特征

5.2.3环境因素对有孔虫分布的影响

5.3大沽河口盐沼

5.3.1取样位置及环境

5.3.2有孔虫组合特征

5.3.3环境因素对有孔虫分布的影响

5.4洋河盐沼

5.4.1取样位置及环境

5.4.2有孔虫组合特征

5.4.3环境因素对有孔虫分布的影响

5.5红石崖盐沼

5.5.1取样位置及环境

5.5.2有孔虫组合特征

5.5.3环境因素对有孔虫分布的影响

5.6其他对比地区

5.7本章小结

6胶州湾盐沼有孔虫环境分布及组成规律

6.1主要盐沼有孔虫的环境分布特征

6.2盐沼有孔虫组成规律及影响因素讨论

7有孔虫-高程转换函数

7.1转换函数原理

7.2胶州湾有孔虫-高程转换函数计算

7.2.1引言

7.2.2转换函数计算

7.3结论

7.3.1关于转换函数计算

7.3.2转换函数性能评价

8全文总结

8.1成果

8.2结论

8.3创新点

8.4存在的不足及今后研究方向

参考文献

附录

发表的学术论文

致谢