广西英罗湾中全新世以来红树林演变的沉积物有机碳同位素和孢粉记录及其对气候变化的响应

Mangrove evolution is the long time-scale process under the condition of climate change, and is clearly recorded by the surrounding sediments. It is a new palaeoecological approach to trace mangrove evolution using organic carbon isotope and pollen from sedimentary records. In this study, three sediment cores were collected from the typical profile of the Yingluo Bay, Guangxi. Based on the three end-number model, organic carbon isotope (δ13C) and C/N analysis are used to calculate the contribution of mangrove-derived organic carbon. Compared with mangrove pollen assemblage and AMS14C dating, it reveals the temporal evolution of mangrove development, migration and its community succession since the Mid-Holocene (~7.5 Cal.ka BP). Combined with previous reports on Mid-Holocene sea-level change and extreme climate events, the sedimentary records of mangrove evolution will be successfully reconstructed and its response to climate change.

气候变化制约下的红树林演变是长时间尺度效应。沉积物是记录红树林演变及其对气候变化响应的最佳档案。采用古生态学研究思路，选择有效的示踪参数是解读这一档案的有效途径。本项目拟通过广西英罗湾红树林典型剖面（红树林外缘-中心区-近岸区）3根柱状沉积物中有机碳同位素（δ13C）、C/N分析和红树孢粉鉴定，以沉积物红树林源有机碳贡献和红树植物孢粉组合为示踪参数，在AMS14C年龄框架构建的基础上，通过红树林源有机碳贡献和红树植物孢粉组合变化的时、空对比研究，揭示中全新世（~7.5 Cal.ka BP）以来英罗湾红树林兴衰、迁移和群落演替特征，进而重塑中全新世以来英罗湾红树林演变历史；并结合前人有关广西北部湾全新世海平面变化、极端气候事件研究资料，建立中全新世以来广西英罗湾红树林演变对气候变化的响应关系。

红树林长于陆海交接带，对全球气候变化非常敏感。而气候变化制约下的红树林演变是一种长时间尺度效应，沉积物则是记录这种响应的最佳档案。采用古生态学研究思路，选择有效的示踪参数是解读这一档案的有效途径。本项目选取广西英罗湾和钦州湾典型红树林区柱状沉积物为研究对象，以有机碳同位素（δ13Corg）和C/N比为参数，利用三端元混合模型计算沉积物中埋藏红树林源有机碳贡献。研究发现：红树林源有机碳和红树花粉含量的垂向分布趋势非常相似，可以联合示踪红树林演变；这可以互补单独在示踪红树林演变方面的缺陷。在AMS14C年代框架构建的基础上，通过红树林源有机碳贡献和红树花粉组合变化的时空对比研究，揭示中全新世以来广西红树林兴衰、群落演替特征，进而重塑中全新世以来广西红树林演变历史。并结合雷州半岛珊瑚礁记录的海平面变化以及贵州Dongge Cave石笋记录的δ13Cstalag和δ18Ostalag气候信息，建立中全新世以来广西红树林演变对气候变化的响应关系。研究发现：距今2.4–1.9千年和1.5–1.1千年期间，红树林繁盛，对应同期温暖、湿润的气候和高海平面时期；距今1.9–1.5千年和1.1–0.2千年期间，东亚季风的增强加剧了红树林衰退；距今0.2千年至今，尽管气候温暖、湿润，但伴随着人类活动强度的增加，红树林持续衰退。进而结合210Pb年龄框架，重塑近百年来广西红树林演变历史：兴盛期、衰退期和复苏期/低谷期。发生在英罗湾1968–1998年间和钦州湾1907–2007年间的红树林显著衰退，对应同期围填海面积和海堤长度的快速增长，而不是气候变化的影响。