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
3、与方法 .63.1 材料来源 .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 MD0
4、5-2908 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。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
5、成台湾东北地区的降雨减少；当温度降低时，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 Chi
6、na Sea, freshwater 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 regi
7、on with little precipitation, 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,
8、 15001900 AD correspond 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
9、 Pacific subtropical 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, cau
10、sing Taiwans northeast 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
11、于冲绳海槽的研究主要分为南部、中部和北部。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
12、时指出古生产力的变化与热带辐合带（ITCZ）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
13、洋硅藻占 4 个带，从低纬到高纬依次是：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
14、反映的古环境演化2降雨量对海洋环境有很重要的影响，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 1
15、000 年以来台湾东北地区的降水变化，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
16、一，位于中纬度（25N35N） ，中国大陆、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
17、整体狭长，如弓向西太平洋一侧突出。海槽南深北浅，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
18、杂，它往往以多种作用形式共同存在，其中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
19、日本九州岛南部发生分歧，一支继续向北流动，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
20、物质。长江径流主要来自区域降水，由于该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
21、高压及热带辐合带（ITCZ） 。2.3.1 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，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。
