珊瑚硼氧同位素和化学组成作为海洋环境代用指标可行性研究-珊瑚养殖实验

本项申请主要利用在北海新近建立的珊瑚养殖实验室及其设备，在不同海水环境因子pH值、盐度、温度以及光照条件下,进行不同品种的造礁石珊瑚的室内养殖实验，研究这些环境因子对珊瑚骨骼硼氧同位素及Sr/Ca、Mg/Ca等环境代用指标的影响，确定这些代用指标与环境因子之间的相关关系以及比较不同珊瑚品种之间的差异，讨论利用这些代用指标重建海洋生态环境的可行性，为利用珊瑚硼氧同位素以及Sr/Ca、Mg/Ca比等重建古海水pH、盐度及温度的研究提供科学依据。

本项申请在授权专利“一种新型的室内科研用珊瑚养殖方法”和“一种科研用室内珊瑚养殖中新生长珊瑚的培植方法”核心技术支持下，利用在北海建立的珊瑚养殖实验室及其设备，进行了不同海水环境因子pH值、盐度和温度条件下不同品种的造礁石珊瑚的室内养殖实验。对这些环境因子对珊瑚骨骼硼硼、氧同位素11Bc，18Oc及Sr/Ca、Mg/Ca等环境代用指标的影响进行了研究。结果表明，1）养殖鹿角珊瑚骨骼沉积的硼同位素组成11Bc均低于养殖海水的硼同位素组成11Bsw，且随养殖海水pH值的升高而增加，指明海水中B主要以B(OH)4-形式掺入珊瑚骨骼沉积。但是，绘制的11Bc–pH曲线不平行于最佳的11B4–pH理论曲线，而且所计算的养殖珊瑚骨骼沉积与海水B(OH)3间的硼同位素分馏系数c/3不是常数，且随养殖海水pH值的升高而增加，这是B(OH)3与B(OH)4-同时掺入珊瑚骨骼沉积的结果。2）在维持海水18Osw，盐度S和pH基本稳定的条件下，珊瑚18Oc与海水温度T呈现出良好的负相关关系，其线性回归方程为18Oc(‰) = -0.1427T(℃)-0.1495。珊瑚Sr/Ca与T呈现出明显的负相关关系，而Mg/Ca与T呈现正相关关系，线性回归方程分别为：Sr/Ca103=10.590.04156T（r=0.806）和Mg/Ca103= 0.04974T+2.339（r=0.508）。3）在养殖海水pH和温度基本稳定的条件下，珊瑚18Oc与海水盐度S呈现出显著的正相关关系，线性回归曲线分别为：18Ocarb=0.132S-8.93, r=0.91(鹿角珊瑚)和18Ocarb=0.221SSS-12.8, r=0.77(滨珊瑚)。以上结论与文献结果基本吻合，但在数值大小上存在一定差异，需要今后继续在更优化的条件下进行造礁石珊瑚特别是块状滨珊瑚的实验室养殖。. 至结题止, 本项申请已按时结束，完成了全部预期任务，已发表论文16篇, 其中9篇为SCI收录论文, 国外期刊4篇，授权专利2项，会议论文摘要8篇，博士学位论文4篇。