类脂生物标志物氢同位素与盐度相关性研究及东海陆架区全新世盐度变化重建

Under the influence of the Changjiang River and the Kuroshio, the East China Sea has experienced significant changes during the Holocene. The records of salinity are essential to understand long-term changes in physical enviroment and corresponding ecosystem feedback in the shelf area of the East China Sea. However, owing to a lack of reliable salinity proxy, it is difficult to evaluate the influence of the changes in Changjiang diluted water and the Kuroshio intrusion path on salinity and ecosystem of the East China Sea. Recently, a new proxy-hydrogen isotope of biomarker (δD) has been applied to reconstruct hydrological cycle. Moreover, previous studies indicated that δD of biomarker could be a good proxy to reconstruct salinity. Until now, there is not a study on the correlation between biomarker δD and salinity and salinity reconstruction in the East China Sea shelf, which hinders further research on environmental evolution during the Holocene. This project plans to study the correlation of phytoplankton sterolδD and salinity at a transect from the Changjiang River to the East China Sea. Additionally, biomarker δD values in two sediment cores collected from the coastal area and mud area in the shelf will be measured to reconstruct the salinity variation of the East China Sea during the Holocene. In combination with temperature records and other terrestrial and marine proxies,reconstructed salinity records can be used to reveal environmental changes and corresponding ecosystem feedback in the East China Sea during the Holocene.

受长江和黑潮影响的东海陆架区，其生态环境在全新世有明显的变化。盐度的重建对于了解长时间尺度东海陆架区物理环境的变化及相应的生态结构响应有重要意义。然而由于没有可靠的盐度重建指标，目前难以准确评估长时间尺度长江冲淡水及黑潮入侵路径的改变对我国陆架海盐度的影响及相应的生态结构变化。近年来，生物标志物氢同位素作为水循环重建的新指标被广泛应用，并且研究也表明其具有盐度重建的潜力。但在我国陆架海，生物标志物氢同位素与盐度的相关性和相应的盐度重建研究尚未开展，这制约了深入了解东海全新世生态环境的演变。本研究针对上述问题，拟对长江及东海典型盐度断面的甾醇类浮游植物生物标志物δD值与盐度的相关性展开研究，并对东海沿岸区和济州岛西南泥质区的两个柱状样进行生物标志物δD值分析，重建全新世盐度的变化。利用重建的盐度与温度记录及其他陆/海源指标相结合来探讨全新世东海陆架区物理环境的变化及相应的生态结构响应。

受长江和黑潮影响的东海陆架区，其生态环境在全新世有明显的变化。多参数指标（包括盐度）的重建对于了解长时间尺度东海陆架区物理环境的变化及相应的生态结构响应有重要意义。但目前难以准确评估长时间尺度长江冲淡水及黑潮入侵路径的改变对我国陆架海生态环境及碳循环的影响。针对这一问题，在本项目中我们具体进行了以下研究：1）长江-长江口盐度断面环境因子与氢同位素相关性研究。研究发现在长江河口区水的氢同位素值与盐度有好的相关性，且相关性方程斜率大于以往在Chesapeake Bay发现的结果，说明长江口水氢同位素对盐度的变化响应更敏感。悬浮颗粒物中C16和C18脂肪酸氢同位素与水氢同位素有好的相关性，说明了源水氢同位素对生物标志物氢同位素变化的影响。2）人类活动和自然波动对东海近岸区浮游植物植物生态结构影响。近50年来长江河口区硅藻对甲藻的相对贡献呈下降趋势，而在浙江沿岸区硅藻相对贡献上升。这主要是因为这两个区域受人类活动和自然变化的影响不同。近50年来长江口区由于人类排放氮营养盐的大量增加以及水坝的修建，导致长江口区N/P和N/Si比增加，这种营养盐结构的变化不利于硅藻的生长而利于甲藻的生长，因此导致长江口区硅/甲藻比例下降。相反，在远离长江口的浙江沿岸区，其受到长江冲淡水的影响较小，主要受到黑潮通量变化的影响，与PDO的变化相对应。3）不同时间尺度东海近岸泥质区沉积有机质来源变化。研究发现近50年来陆源有机质输入急剧减小，这主要与筑坝导致的长江入海土壤有机质通量减小有关。在中全新世尺度上，东海沿岸泥质区的沉积有机质主要受东亚季风和黑潮变化的影响。上述研究结果对理解长江和黑潮对东海陆架区生态环境的影响和机制及东海有机碳循环都有重要的意义。