1、 本科毕业设计（论文）题目：南冲绳海槽近 1000 年来的硅藻记录及所反映的古环境演化A diatom record of palaeo-environmental changes in the southern Okinawa Trough over the past millennium学 院 建筑工程与环境学院 专 业 地理科学（师范） 班 级 地理 09 学 号 096110108 学生姓名 洪燕娜 指导教师 李冬玲 完成日期 2013 年 4 月 宁波大学建筑工程与环境学院本科毕业论文诚 信 承 诺我谨在此承诺：本人所写的毕业论文南冲绳海槽近 1000 年来的硅藻记录及所反映的古环境
2、演化的主体均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担并愿接受校方的处分。承诺人（签名）：洪燕娜 2013 年 4 月 13 日南冲绳海槽近 1000 年来的硅藻记录及所反映的古环境演化目 录1 前言 11.1 冲绳海槽在研究区域古环境中的重要性 11.2 淡水硅藻百分含量与降水量的联系 11.3 研究目的与内容 12 区域自然地理、海洋及气候学背景 22.1 自然地理概况 22.2 区域环流和水文特征 32.3 区域气候特征 42.3.1 季风 42.3.2 副热带高压 52.3.3 赤道辐合带（ITCZ） .63 材料与方法 63.1 材
3、料来源 63.2 硅藻分析 63.3 AMS14C 年代分析 .74 研究结果 84.1 MD05-2908 孔淡水硅藻的种属及生态习性 .84.2 MD05-2908 孔淡水硅藻的百分含量变化 .94.3 MD05-2908 孔淡水硅藻变化指示的古环境意义 .114.3.1 中世纪暖期 114.3.2 小冰期 114.3.3 台湾东北部暖干-冷湿气候特点的影响因子 .125 结论 12参考文献 14致谢 17宁波大学建筑工程与环境学院本科毕业论文南冲绳海槽近 1000 年来的硅藻记录及所反映的古环境演化摘要【摘要】本文通过对东海西南部、台湾东北部 MD05-2908 孔沉积物中的淡水硅藻进行
4、分析，探讨 1000 年以来台湾东北地区的降水变化。研究结果表明，9001500 AD 期间，淡水种含量较低，均低于平均值，说明当时台湾东北地区降水较少，气候较为干旱；而 15001900 AD 年间，淡水硅藻含量呈波动上升趋势，表明该时期台湾东北地区降水丰富，气候湿润。由于 9001500 AD 对应历史上的中世纪暖期，而 15001900 AD 对应于小冰期，因此，本文硅藻结果反映了1000 年以来台湾东北地区暖干冷湿的气候特点。我们认为这种气候特点可能跟西太平洋副热带高压的南北移动有关：当温度升高时，西太平洋副热带高压向北移动，中国的雨带向北移动，造成台湾东北地区的降雨减少；当温度降低时
5、，西太平洋副热带高压则滞留在中国南部，引起台湾东北地区的降雨增多。【关键词】淡水硅藻；降雨；台湾东北部；东海；MD05-2908。南冲绳海槽近 1000 年来的硅藻记录及所反映的古环境演化A diatom record of palaeo-environmental changes in the southern Okinawa Trough over the past millenniumAbstract【ABSTRACT】This article through the analysis of the southwestern the East China Sea, freshwater
6、diatoms in the northeastern Taiwan of MD05-2908 hole sediments , investigate the change of the precipitation of Taiwans northeastern region since 1000. The results show that freshwater species were lower than the average during the 9001500AD, indicating that Taiwans northeast region with little prec
7、ipitation, the climate is relatively dry .The freshwater diatoms content fluctuate upward during the 15001900 AD, showing that the abundant rainfall and humid climate in northeast Taiwan during the period. Because of 9001500AD correspond to the history of the Medieval Warm Period, 15001900 AD corres
8、pond to Little Ice Age. Therefore, this article diatom results reflects that Taiwans northeastern region warm and dry -cold and wet climate characteristics since 1000.We believe that the characteristics of this climate may be associated with the north-south movement of the western Pacific subtropica
9、l high: When the temperature rises and the western Pacific subtropical high move north, the rain belt moving north, lead to a reduction of the rainfall in Taiwans northeast region; When the temperature decreases, the West Pacific subtropical high is stranded in southern China, causing Taiwans northe
10、ast region increased rainfall.【KEYWORDS】 freshwater diatoms; rainfall; northeastern Taiwan; East China Sea; MD05-2908.宁波大学建筑工程与环境学院本科毕业论文11 前言1.1 冲绳海槽在研究区域古环境中的重要性冲绳海槽位于东海大陆架边缘，是琉球群岛和钓鱼岛之间，东海晚第四纪唯一保存连续海相沉积物的弧后盆地。由于边缘海的岩芯具有较高的沉积速率，这为我们研究区域古气候环境和海洋环境提供了可靠的保证。近年来，冲绳海槽成为了中外学者研究的重点靶区。对于冲绳海槽的研究主要分为南部、中部和北
11、部。冲绳海槽南部是一个高速沉降中心，尤其是水深大于 1000m 以下的堆积速率非常高；而中部和北部的地理位置十分适合研究黑潮，海平面下降导致了北部的沉积速率逐渐加快以至于在此也能取得高分辨率的研究材料。李麦村等人对中国东部季风降水做过相关研究，研究表明东太平洋海温异常改变着西太平洋副高的强度及位置 1。罗建育 2等人对台湾大鬼湖的古气候做过相关研究，发现沉积物岩芯记录能很好的对应冷干、暖湿的气候变动。李传顺、江波等人 3对冲绳海槽西南端的沉积速率研究发现，五期快速沉积事件与气候变化引起的区域性降水增加有关。南青云 4在探究南冲绳海槽古生产力和气候变化的联系时指出古生产力的变化与热带辐合带（IT
12、CZ）的南北移动有密切的关系：ITCZ 的南北移动导致了降水量的变化，降水量的变化导致了台湾东部兰阳溪沉积物的输送量，进而影响了南冲绳海槽古生产力。1.2 淡水硅藻百分含量与降水量的联系硅藻是一大类群单细胞藻类，是生活在水中或潮湿环境中的微体生物，其细胞壁具有硅质，不易溶解。不同种硅藻它们表现出来的物理、化学属性是不一样的，当外界环境发生变化时，硅藻的种类、数量及组合等也会发生变化来适应所生活的环境。因此，可以通过研究沉积物中硅藻的种类、数量等特征来探究当时外界的环境和气候条件。 56 Jouse 等人 7认为太平洋硅藻分布可以划分成 7 个带，其中北太平洋硅藻占 4 个带，从低纬到高纬依次是
13、：热带硅藻带、亚热带硅藻带、北方硅藻带和极地- 北方硅藻带。1000 年以来，台湾东北部海水中的硅藻均以亚热带种类占绝对优势，其中还有数量不多的热带、赤道浮游硅藻。除了生活在咸水中的硅藻外，还有种硅藻生活在浅水沼泽和小型水体沿岸带 8，属淡水种。本文研究的区域位于台湾东北部，该区域无大型的河流，淡水对区域的影响较少。淡水硅藻是通过地表径流进入冲绳海槽南部，而径流量的变化与区域降水密切相关。因此，本文通过分析东海西南部沉积物中淡水硅藻含量的变化来探究 1000 年以来台湾东北部降雨量的变化情况。1.3 研究目的与内容南冲绳海槽近 1000 年来的硅藻记录及所反映的古环境演化2降雨量对海洋环境有很
14、重要的影响，尤其表现在温度、湿度、生物种类等方面。如何推测过去1000 年以来的降雨量的变化是本文的重点和难点。降雨量的变化会导致地面径流发生相应的变化：当降雨量增加时地面径流就会增多，导致淡水硅藻随河水进入海洋的数量增加；当降雨量减少时地面径流量就会相应减少，导致淡水硅藻随河流进入海洋的数量减少。因此，只要知道 1000 年以来该区域海水中淡水硅藻水量变化，就可推算出该区域的降水量变化。近几年来，边缘海的岩芯研究成为热点，它为系统地揭示古海洋事件提供了有力的材料。本文通过对东海西南部、台湾东北部 MD05-2908 孔沉积物中的淡水硅藻进行分析，探讨 1000 年以来台湾东北地区的降水变化，
15、并通过对应历史上的气候变化事件揭示该区域的海洋环境。针对上述现状中存在的问题，我们开展了以下研究内容： (1)构建年龄框架：基于 AMS14C 年代测定，建立 MD05-2908 孔 1000 年的年代框架；(2)获取该孔中的硅藻的沉积记录：分析记录中淡水硅藻的种属，结合年代信息，分析淡水硅藻的百分含量变化；(3)分析降水量变化对应历史上气候变化的事件：结合年代信息，查阅相关文献，分析过去 1000年以来台湾东北部气候特点；(4)探讨台湾东北部气候特点的影响因子。2 区域概况冲绳海槽位于东海陆架东南部，地处台湾东北部。东海是中国海的一部分、中国三大边缘海之一，位于中纬度（25N35N） ，中国
16、大陆、台湾岛、日本琉球岛和九州岛之间。影响该区的水团主要有黑潮（包括台湾暖流）和长江沿岸流，其中又属黑潮的影响最大。黑潮的主干沿着台湾岛东部进入东海海域，随之而来的热量和大洋物质也进入了东海陆架。淡水和陆源物质通过河流进入了海洋，受洋流等水文条件的影响，这些物质随后又被带入了东海西南部、西太平洋地区等边缘海域。大洋物质和陆源物质在此交汇，使南冲绳海槽享有得天独厚的沉积环境，有很高的研究价值。因此，了解冲绳海槽及其附近的区域的自然地理、海洋及气候背景，是本文研究工作的前提。2.1 自然地理概况冲绳海槽地处东海大陆架东南部，日本琉球岛西北侧，台湾岛东北部。海槽整体狭长，如弓向西太平洋一侧突出。海槽
17、南深北浅，南部最大水深可达 2000 多米（最深达 2270m） 9，北部最浅近 200米。冲绳海槽位于太平洋板块和亚欧板块碰撞带，是一个活动弧后盆地 10，其显著特点是断裂构造十分发育。冲绳海槽属晚第四纪海盆，为一个 U 形海槽，底部比较平坦，两侧较陡。因其地处大陆板宁波大学建筑工程与环境学院本科毕业论文3块和海洋板块的消亡边界，在环太平洋地震带上，地震、火山活动较多。地震造成了海底深处岩层错动、破裂，火山岩浆活动使地壳内部物质流出地表，形成了复杂的地形。同时，也加剧了区域沉积环境的复杂性。南青云在研究冲绳海槽沉积环境时，也发现了研究区域的沉积作用十分复杂，它往往以多种作用形式共同存在，其中
18、垂直沉降作用是该区生物碎屑堆积的主要形式 11 。图 1 冲绳海槽地理位置和 MD05-2908 孔的站位图2.2 区域环流和水文特征东海是一开阔的边缘海，其环流系统相当复杂，影响该区的水团主要有黑潮、长江沿岸流和台湾暖流。台湾东北部地处亚热带季风区，主要受东北季风影响。该区域的流域环流和水文特征随着季节的变化发生相应的变化，具有明显的季节性。而导致这种变化的因素主要是太阳辐射强弱的季节性差异和气候的变化。黑潮属于北太平洋西边界流，它从西太平洋经台湾东北部进入东海，受东海陆架的影响流向发生明显的偏转 12，从东北变成向东。黑潮主体指的是流经东海的部分，其在日本九州岛南部发生分歧，一支继续向北流
19、动，进入福建、浙江海域，成为台湾暖流。一支沿九州西岸沿海向下流动，形成逆时针环流。黑潮是一种暖流，对区域热量输送和交换，调节区域热量分布有着重要意义。黑潮暖流对流经海区的沿岸气候、海洋生物分布和渔业生产都有一定的影响，其主流轴与海洋表层生产力变化密切相关 13。由于季风、降水的变化，黑潮的特征具有季节性变化，主要体现在温度和盐度两个方面。在南冲绳海槽近 1000 年来的硅藻记录及所反映的古环境演化4夏季、秋季，表层温度较高，盐度较低；在春季和冬季，表层温度降低，盐度有所上升。长江沿岸流是长江径流入海形成的。长江是中国第一大河，每年向东海输入巨量的径流和陆源物质。长江径流主要来自区域降水，由于该
20、区域主要分布在亚热带季风区，因此，长江入海径流明显存在季节性。这种夏季径流量大，冬季径流量明显减少的特征也使得入海径流在海洋流动方向上存在明显差异，径流入海后主要分为三个方向 14：向东北（济州岛方向） ，主要集中在夏季；东南（沿浙江沿岸南下） ，主要集中在冬季；向东。当沿浙闽沿岸向南输运的长江沿岸流遇到台湾暖流后，其流向转向台湾岛东北海域，然后进入冲绳海槽，并带来了中国大陆的陆源沉积物 15-16。但是目前关于南冲绳海槽物质来源的问题尚存在争议。2.3 区域气候特征研究区域位于东海西南部、台湾东北部，属北亚热带。区域气候主要受三大要素控制，即季风、副热带高压及热带辐合带（ITCZ） 。2.3
21、.1 季风季风（monsoon）是由于大陆及邻近海洋之间存在的温度差异而形成大范围盛行的，风向随季节有显著变化的风系。它的形成是由冬夏季海洋和陆地温度差异所致，夏季季风由海洋吹向大陆，冬季由大陆吹向海洋。大陆冬季干燥寒冷，夏季温暖湿润的特点就是因为季风的季节性变化而引起的。台湾东北部位于东亚季风区，其气候受东亚夏季风和冬季风的控制，为亚热带湿润气候。夏季，湿润的季风带来了菲律宾和中国南海的水汽，增加了台湾东北部的降水量；冬季，来自干冷大陆的东北季风在到达台湾之前，经过海洋时携带了大量水汽，因此，冬季风盛行的年份，台湾东北地区秋冬季节的降水也是相当丰富的。综合来看，台湾东北部因受东亚季风的影响，
22、降水量差异分布特点由东北向西南递减（图 2） 。研究区的风力变化、降雨量和径流量大小都受到东亚季风的影响。兰阳河是台湾东北部最大的河流，在台风暴雨期间，兰阳河所输出的沉积物将被快速传输至研究区，使得该区沉积通量大为增加 3。宁波大学建筑工程与环境学院本科毕业论文5图 2 台湾地区 1961-1990 年年平均降水分布2.3.2 副热带高压副热带高压是指位于副热带地区的暖性高压系统。它对中、高纬度地区和低纬度地区之间的水汽、热量、能量的输送和平衡起着重要的作用，是夏季影响中国大陆天气的主要天气系统。西太平洋地区和东亚地区的天气变化受其影响巨大，并且它是直接控制台风活动的主要天气系统，对研究台风活
23、动有着重要价值 17 。气压带的形成和分布，是以太阳直射赤道为前提的。在地球公转的过程中，太阳直射点每年都在有规律的南北移动，由此产生了气压带的季节性移动现象。西太平洋副高具有明显的季节变化，随着季节的更迭，其强度、位置也会发生明显的季节变化。从 1 月到 8 月，西太平洋副高呈现出向北移动和强度增强的趋势；从 8 月到 1 月，西太平洋副高向南移动和强度减弱的动向。这种季节性的变化，还具有明显的缓慢式变化和跳跃式变化的不同阶段。西太平洋副高影响着东南季风从太平洋向大陆输送的水汽。另外，太平洋副高的位置、强度和活动还影响着从印度洋来的西南气流水汽输送。当西太平洋副高北侧的暖气团和中纬度的冷气团
24、相遇时，暖气团密度小，冷气团密度大，暖气团沿着锋面爬升，高空遇冷达到降水条件时锋面处往往就形成了大范围的阴雨天气。可见，副高是影响我国的区域降水的重要因素之一。南冲绳海槽近 1000 年来的硅藻记录及所反映的古环境演化62.3.3 赤道辐合带（ITCZ）赤道辐合带（ITCZ）是热带主要的天气系统，它是两半球信风气流形成的辐合地带的总称。研究表明太阳辐射的强弱变化和 ENSO 事件与 ITCZ 的南北移动存在一定联系 18。北半球辐射量增加时ITCZ 北移，7 月份时处于最北端；北半球辐射量减少时 ITCZ 南移，1 月份时到达最南端。在北半球，ITCZ 与降水量密切相关，当 ITCZ 表现为暖
25、湿气团，它与来自高纬大陆的冷干气团相遇时形成锋面，在锋面附近往往出现降雨的天气现象。刘晓东等人认为区域降水量的变化与 ITCZ 的南北移动不存在必然的联系，只有在锋面滞留时间较长情况下区域降水才增多，反之减少 19-20。3 材料与方法3.1 材料来源本文采用位于冲绳海槽南部的重力钻孔 MD05-2908 孔 (2448.04N， 12229.35E)为研究材料。南冲绳海槽位于台湾东北部，琉球群岛西北侧，它比北部、中部两个研究区窄，是冲绳海槽水深最深的部分 9，相较于冲绳海槽其他研究地区，南部又是一个高速沉降中心，有望获得较高地层分辨率和超高沉积速率的岩芯记录。具有高分辨率的沉积记录是探明千年
26、尺度的气候波动事件以及其中的影响机制的关键。因此，本文选择的材料较合适研究论文主体关心的问题。2005 年 5 月中法合作的“马可波罗”航次，在台湾东北冲绳海槽南部，通过考察船“Marion Dufresne”号取得了水深 1275 米下的具有高沉积速率的岩芯 MD05-2908（图 1） ，其站位为：2448.04N, 12229.35E，长 34.17 米。该柱状沉积柱为深入研究全新世以来气候波动事件和古海洋事件提供了极佳的素材。其岩性特征如下 3-4：0979cm：黑灰色粘土，颜色均一，含有有机质；9793416cm：黑灰色砂质粘土，有机质含量少，有浮游生物碎屑；0979cm 无沙层，9
27、793416cm 有少量的沙层，0850cm 和 27343414cm 粗颗粒物质较少，8502733cm 石英、云母等粗颗粒物质含量较高。本文处理的样品仅限于顶部 7.5m 1000 年以来的沉积物。3.2 硅藻分析本研究采用 8cm 间距取样，由于样品缺失，部分样品采用 16cm 间距，平均采样间距为 11cm，共获得 86 个样品。采用 Hakansson 的方法对硅藻样品进行处理，首先，利用 10%的 HCl 除去沉积物的钙质，接着蒸馏水洗净后加入适量 30%的 H2O2，再在恒温 60下煮 12h 以有效去除硅藻样品中有机质，最后蒸馏水洗净沉积物， Na-phrax 胶制片后放在 1
28、000 倍莱卡油镜下观察，分析样品中硅藻的种类特征。 21宁波大学建筑工程与环境学院本科毕业论文73.3 AMS14C 年代分析在美国 Woods Hole 海洋研究所 AMS 年代测试中心，对 MD05-2908 孔的浮游有孔虫壳体进行AMS14C 年代测定。由于 MD05-2908 孔有孔虫含量较少，因此采用 1820 mg 个体直径大于 150 m 的浮游有孔虫 G. ruber 和 G. sacculifer 混合完整壳体进行检测。结果显示，送测的 6 个 AMS14C 数据没有明显的倒转现象，与岩性特征保持一致。校正年龄由丹麦奥弗斯大学 Jesper Olsen 教授完成，运用OxC
29、al v. 4.13.9 程序 22和 marine calibration curve Marine0923计算得出 (cal yr BP) (表 1)。表 1 MD05-2908 孔 AMS14C 测年以及校正后日历年数据 2223深度(cm)材料 AMS14C 年龄(14C a BP)误差 1 (years)日历年(cal yr BP)1016 G. sacculifer+G. ruber 470 32 42102108 G. sacculifer+G. ruber 600 40 160210216 G. sacculifer+G. ruber 650 33 271410416 G. s
30、acculifer+G. ruber 900 26 497610616 G. sacculifer+G. ruber 1370 49 859810816 G. sacculifer+G. ruber 1570 45 1139根据送测的 6 个 AMS14C 数据控制点（表 1） ，对控制点内的年代序列采用线性内插法，控制点以外的采用线性外推法求得，建立了该孔 1000 年的年代模式（图 3） 。样品深度与年龄一一对应，其平均分辨率约为 11 年。南冲绳海槽近 1000 年来的硅藻记录及所反映的古环境演化8图 3 基于 6 个深度 AMS14C 测年资料建立的深度 -年龄模式4 研究结果在分析的
31、 86 个硅藻样品中发现硅藻种属总共有 181 种，但是它们的百分含量各不相同。其中百分含量较高的是亚热带种菱形海线藻，其含量高达 3045%且变化不大。本文主要对淡水种硅藻的百分含量变化进行分析与讨论。4.1 MD05-2908 孔淡水硅藻的种属及生态习性通过对 MD05-2908 孔 86 个硅藻样品的鉴定，共发现的淡水硅藻种属主要包括 Fragilaria 属，Cymbella 属，Eunotia 属和 Gomphonema 属。Fragilaria 属 (如图 4)是本研究区含量最丰富的淡水种属，该种属多营附生和底栖生活。羊向东等人发现 Fragilaria 属喜欢生存在缓流的环境中，
32、如浅水沼泽和小型水体沿岸。当遇到急流时，在流水等外力作用下到达另一水域成为偶然性浮游类型 24。在冷水环境中 Fragilaria 属更加丰富 25，其中小型底栖 Fragilaria 属种主要适应于光照充足、透明度较大的贫营养水体 24，其种属变化对环境具有明显的指示意义 26，其含量较大常指示着湖泊的贫营养状况 25及较低的湖泊生产力。宁波大学建筑工程与环境学院本科毕业论文9图 4 Fragilaria 属图版Chen 等 28在研究台湾北部鸳鸯湖及鸭池的硅藻时也发现了 Fragilaria。分析 MD05-2908 孔的沉积硅藻可知，Fragilaria 是该孔主要的淡水种类，此外， C
33、ymbella 和 Gomphonema 等也少量存在于沉积样品中，这可以在台湾北部湖泊记录中得到验证。淡水硅藻中的 Cymbella 属(图 5a)，Eunotia 属(图 5b)和 Gomphonema 属(图 5c)均为浮游型或附生型，淡水种类分布很广，多见于沿岸带和草丛中 2930。图 5 其他淡水种属图版： a1、a 2 为 Cymbella 属； b 为 Eunotia 属；c 1、c 2 为 Gomphone 属4.2 MD05-2908 孔淡水硅藻的百分含量变化由于 MD05-2908 孔的沉积速率非常高，过去 1000 年的平均沉积速率为 0.75cm/a，导致沉积物种南冲绳
34、海槽近 1000 年来的硅藻记录及所反映的古环境演化10的硅藻数目较少。此外，硅藻组合中又以亚热带广布种 Thalassionema nitzschioides 的含量占绝对优势(3045%)，淡水硅藻所占的比例相对要少得多。由于本文研究区位于深海盆地 (水深为 1276 m)，且冲绳海槽南部周围无大型河流，样品中的淡水硅藻只可能是台湾东北部河流(主要是兰阳河) 通过入海径流携带至此，而台湾东北部的降雨量变化又会影响区域的入海径流量，可见台湾东北部的降雨量变化很可能与沉积物中淡水硅藻百分含量的波动相关。因此，我们对含量较少但却具有重要环境指示意义的淡水硅藻的百分含量进行求和，探讨 1000 年
35、以来淡水硅藻百分含量的波动(图 6)所反映的台湾东北部降雨量的变化情况。从 MD05-2908 孔淡水硅藻百分含量（图 6）中可以看出，在 9001500 AD 期间，淡水硅藻的含量呈波动下降趋势，出现 13 个小峰值，都低于 3%，总体维持在较低的范围，并且小于其平均值( 约 1.6%)，这表明当时由台湾东北部河流（兰阳河）注入冲绳海槽南部的淡水较少，即台湾东北部降水较少。此外，淡水硅藻的含量在 15001900 AD 期间发生了显著变化，其含量逐渐增加并达到峰值。其中，1500 AD 以后，淡水硅藻的含量逐渐增加，表明台湾东北部河流注入南冲绳海槽的径流量逐渐增加，台湾东北部降水量增多。在
36、16501750 AD 年间，淡水硅藻含量远远高于其平均值，并在 1700 AD 达到峰值，约为 8%。宁波大学建筑工程与环境学院本科毕业论文11图 6 MD05-2908 孔 1000 年以来淡水硅藻百分含量与台湾东北部 Dahu Lake 沉积物粒径反映的台风降雨量变化 36，以及历史资料记载的中国南部洪水事件 37的对比4.3 MD05-2908 孔淡水硅藻变化指示的古环境意义4.3.1 中世纪暖期目前，对于中国 1000 年以来的气候变化，讨论最多的主要是中国是否存在中世纪暖期(8001300 AD)和小冰期 (13001900 AD)，以及这两个时期气候的干湿状况。洪业汤 31通过对
37、金川泥炭 18O 记录的研究证实了 11001300 AD 为一温暖期，徐海 32在研究红原泥炭时也提到了这一时期为温暖期。满志敏 16指出 10 世纪到 13 世纪末为气候较温暖的时期，水稻、冬麦、甘蔗、柑桔、茶树和苎麻等作物种植边界较现代偏北约 1 纬度，表明当时的气候要比现在来的温暖。Zhang 33也指出 13 世纪苎麻与柑桔种植北界较现代偏北。王绍武等人在研究全新世几个特征时期气候发现 9 世纪后半叶到 11 世纪末及13 世纪为中国东部两个不连续的温暖期，与 20 世纪气候相比较其温暖程度有着惊人的相似 34。此外，Esper 等人 35通过树轮的研究显示北半球大部分地区确实存在中
38、世纪暖期。罗建育等人 2对台湾大鬼湖南冲绳海槽近 1000 年来的硅藻记录及所反映的古环境演化12古气候的研究中得出 8201320 AD 为温暖期。Chen 等人 28在研究台湾湖泊沉积物中的硅藻和花粉时同样得出在全新世暖期结束后，台湾处于降温阶段，但是在 8201320 AD 期间气温较温暖，推测这可能对应中世纪暖期。MD05-2908 孔的沉积硅藻结果显示(图 6)，淡水硅藻含量在 9001180AD 期间出现 8 个小峰，其含量略大于平均值（约 1.6%） ，小于 3%， 而 11801500AD 期间，其含量远远小于平均值，表明中世纪暖期期间，台湾东北部的降水量较少，注入冲绳海槽南部
39、的径流量减少。我们将 MD05-2908 孔的淡水硅藻含量变化与台湾东北部宜兰平原的 Dahu Lake 的粒径反映的近 1000 年来的台风降雨量变化 36，以及历史文献记录的中国南部每 10 年中洪水事件发生的次数进行对比(如图 6)37，可以看出，9001500 AD 期间，台湾东北部的台风降雨量比较少，而中国南部每十年发生的洪水事件发生的次数也较少，暗示中国南部在该时期气候较为干旱，与本文研究结果相一致。4.3.2 小冰期在中国，小冰期的存在是被公认的。敦德冰芯显示从 1400 AD 以来曾出现过 3 个明显的冷期，满志敏、施雅风等人 16, 3638通过研究也证实了这 3 个冷期的存
40、在，即分别发生在 15、17 和 19 世纪。此外，竺可桢在研究中国五千年气候变迁时把 13 世纪以来长江流域河湖结冰的年份与近海平面热带地区降雪落霜的年数作对比得出在 15501600 以及 17701830 AD 期间中国出现了暖冬季，14701520AD ，16201720 AD 及 18401890 AD 期间出现了严寒的冬季，可见 14701890AD 时期可能对应小冰期。3739。同时，他根据物候的变化推测了小冰期的寒冷程度，认为最严寒的冬季出现在 17 世纪，且要比现代低 2。 3739 。另外，对 MD05-2908 孔所在海域利用 FP-12E 转换函数方法进行表层海水温度估
41、算，结果显示，4501850 AD 期间夏季和冬季的海水表层水温都呈下降趋势，但是又存在明显差异：夏季表层水温波动下降；冬季表层水温持续下降 23。如图 6，MD05-2908 孔淡水硅藻的含量在 15001900 AD 期间逐渐增加并达到峰值，表明当时兰阳河向本文研究区注入的淡水增加，反映了台湾东北部小冰期期间降雨量增加。台湾东北部宜兰平原Dahu Lake 沉积物粒径结果反映的台风降雨量变化显示（如图 6） ，15001900 AD 期间，台湾东北部的台风降雨量显著增加 36。中国南部 1000 年来的洪水事件曲线(图 6)也显示 15001900 AD 期间中国南部的降雨量远较 9501
42、500AD 期间（中世纪暖期）丰富，反映了小冰期期间中国南部冷湿的气候特点37，与我们的硅藻结果吻合。此外，况雪源等人 3840对近千年以来中国区域降水的研究表明在小冰期期间台湾东北部降水增多。Chen 等人 3941对台湾北部鸭池的孢粉记录研究，结果亦表明，在13001800 AD 期间蕨类孢子与孢粉总数的比值 F/P 逐渐增高，且在 15001800 AD 达到峰值。这说明了当时台湾东北部降雨增多，气候湿润，与本文淡水硅藻百分含量在 15001900 AD 年间的变化结果相对应。宁波大学建筑工程与环境学院本科毕业论文134.3.3 台湾东北部暖干-冷湿气候特点的影响因子MD05-2908孔
43、1000年以来的淡水硅藻含量变化反映了台湾东北部暖干 -冷湿的气候特点。朱诚在研究长江三峡及江汉平原地区全新世环境考古与异常洪涝灾害是指出在14501850 AD间研究区共发生了52次洪灾，尤其是在16501850 AD（小冰期最冷期）最盛，高达40次 4244。况雪源等 3840在研究近千年来中国区域降水时也认为在15001900AD 期间台湾地区的降水偏多，证实了小冰期冷湿的气候特点。由于中国东部位于东亚季风区，其降雨多少主要受季风强弱的控制，而雨带的推移则受西太平洋副热带高压位置的影响。 Huang等人 4042在研究西太平洋对东亚季风的影响时也证实了西太平洋副高位置与雨带位置之间有密切
44、关系。且在随后的相关的研究中解释了这种关系 4143：当西太平洋副高位置向北移动，主要雨带也随之向北推移，从而导致我国华北地区降水偏多，而长江流域、江南及华南明显干；西太平洋副高位置异常偏南，夏季风雨带向南移动，南方及江淮流域降水偏多。中国的雨带在东亚夏季风的控制下可以分为两类 4345：强夏季风年，雨带偏北；弱夏季风年，雨带偏南。由于中世纪暖期对应强的夏季风，这可能导致台湾东北部降雨量减少的原因，而小冰期对应弱的夏季风，这可能造成了台湾东北部降雨量增多。此外，张博等通过定义东亚海陆热源指数ILSQD来反映夏季风与中国夏季降水之间的关系，结果亦表明高指数年，即夏季风强的年份，雨带北推，我国南方
45、及江淮流域往往发生干旱，华北和东北降水增加；而低指数年，即夏季风弱的年份，雨带南移，长江流域、江淮流域，江南和华南降水明显增多，会造成洪涝灾害，华北和东北降水偏少 4446 。因此，台湾东北部气候与西太平洋副高位置密切相关。中世纪暖期期间气温升高，西太平洋副高位置异常偏北，东亚夏季风强，降水量减少，台湾东北部为暖干气候。小冰期时温度降低，西太平洋副高南移，东亚夏季风弱，区域降雨量增加，台湾东北部为冷湿气候。由于本文研究区特殊的地理位置，可能会出现El Nio及台风等活动，使该区降水量增加，因此，台湾东北部降水量的研究还要考虑El Nio及台风等因素。5 结论通过对东海西南部MD05-2908孔
46、沉积物中淡水硅藻的研究，分析了 1000年来淡水硅藻的含量变化及所反映的台湾东北部的降雨量变化，并探讨了台湾东北部暖干-冷湿气候特点的影响因素：(1) MD05-2908孔的淡水硅藻主要包括Fragilaria属，Cymbella属，Eunotia 属和Gomphonema属；(2) 9001500 AD期间，淡水硅藻含量较低，反映当时台湾东北部降雨量减少，该时期对应于中世纪暖期；南冲绳海槽近 1000 年来的硅藻记录及所反映的古环境演化14(3) 15001900 AD期间，淡水硅藻含量逐渐增加并达到峰值，表明当时台湾东北部降雨量增加，该时期对应于小冰期；(4) 台湾东北部暖干-冷湿的气候特
47、点可能与西太平洋副热带高压位置的移动有关：9001500 AD，温度升高，西太平洋副高北移，雨带相应北移，台湾东北部降雨减少； 15001900 AD，温度降低，西太平洋副热带高压南移，雨带滞留在中国南部，故台湾东北部降雨量增加。宁波大学建筑工程与环境学院本科毕业论文15参考文献1 李麦村,吴仪芳,黄嘉佑. 中国东部季风降水与赤道东太平洋海温的关系J.大气科学, 1987, 11 (4) : 3652 罗建育,陈镇东,万政康. 台湾大鬼湖的古气候研究J. 中国科学 ,1996, 26(5):4744803 李传顺,江波,李安春,等. 冲绳海槽西南端中全新世以来的沉积速率与物源分析J.科学通报,
48、2009 54(9) : 130313104 南青云,李铁刚,陈金霞,等. 南冲绳海槽7000aB1P. 以来基于长链不饱和烯酮指标的古海洋生产力变化及其与气候的关系J. 第四纪研究 ,2008, 28(3):100174105 Sancetta C. Distribution of diatom species in surface sediments of the Bering and Okhotsk seasJ. Micropaleontology, 1982, 28: 2212576 Stoermer E F, Smol J P. The Diatom, Applications for the environmental and earth sciencesM. Britain: Cambridge University Press, 1999: 14697 李冬玲, 蒋辉, 李铁刚, 等. 南冲绳海槽1000 年以来的硅藻记录及古环境 J.科学通报，2011, 56 (8):5895978 羊向东, 王苏民, 夏威岚, 等. 典型对应分析在青藏高原现代湖泊硅藻与环境研究中的应用 J. 中国科学D 辑: 地球科学, 2001, 31(增刊): 2732799 Hsu S C, Lin F J, Jeng W L, et al. Hydrotherma
