全新世南极恩克斯堡岛阿德利企鹅种群数量变化及其对气候变化的响应

The new scientific research station under construction in Terra Nova Bay, Antarctic was located at Inexpressive Island, and one of our team members, also one of the only three scientific expedition members, participated in the station construction and was consulted for climatic and ecological background information. The AMS 14C dating of the penguin residues and ornithogenic sediments samples collected during the investigation in Inexpressive Island will be performed to establish a reliable chronological sequence of the ornithogenic sediments and determine the landing time of Adelie penguins during the last deglaciation. Geochemical elements and physical indicators of penguin ornithogenic sediments and fresh penguin droppings will be measured and analyzed to identify bio-elements of penguin droppings, establish the proxy indicators of Adelie penguin population, and study these indicators’ paleoecological significance. Population changes of Adélie penguin during Holocene in Inexpressive Island will be reconstructed using the identified proxy indicators. This record, in combination with the paleoclimate records in Ross Sea areas, will be utilized to investigate the relationships between population changes and glaciers and sea level changes. This proposal lays the foundations for the study of Adélie penguin migrations and climate change in Ross Sea and the responses of the ecological environment to climate change in circum-Antarctica.

我国正在南极特拉诺瓦湾建设中的考察站位于恩克斯堡岛，课题组成员作为3名科学考察队员之一参加了建站考察工作，为建站提供气候和生态环境背景资料。与此同时，在该岛上采集了企鹅残体和粪土沉积层样品，以此为研究载体，测定筛选的企鹅残体和粪土沉积层样品的14C年代，建立可靠的粪土沉积的年代序列，确定阿德利企鹅在冰消期的登陆时间；测试分析企鹅粪土沉积物及新鲜企鹅粪的地球化学元素及物理指标，利用生物统计等数理方法确定识别企鹅粪的标型元素，提取能指示阿德利企鹅数量变化的替代性指标，并研究其古生态学意义。运用多种环境替代性指标重建恩克斯堡岛全新世以来的企鹅种群数量变化，对比罗斯海地区古环境研究载体的古气候记录，分析得出全新世以来恩克斯堡岛企鹅种群数量变化、冰川进退、海平面变化之间的相互关系，为罗斯海地区的阿德利企鹅迁徙以及气候环境变化研究提供基础，为深入研究环南极生态对极地气候变化的响应提供可对比的基础资料。

我国正在南极特拉诺瓦湾建设中的考察站位于恩克斯堡岛，课题组人员作为科学考察队员参加了建站考察工作，为建站提供气候和生态环境背景资料。本项目通过34、35次中国南极罗斯海新站考察（恩克斯堡站）采集的巢穴沉积剖面（IE35、IE42、IE58）和蛋壳残体（IE28）的14C定年结果，分析得出该地区约6800 cal a BP左右已经存在阿德利企鹅，而且发现了对应的企鹅巢穴沉积剖面，表明企鹅登陆时间不晚于6800 cal a BP，为研究该地区的企鹅种群变化及气候环境响应提供了重要研究载体；通过对巢穴沉积剖面（IE1、IE2、IE13）的14C定年和化学元素分析得出元素Zn、Cd、Sr、Cu、P为该区域的企鹅标型元素，根据标型元素的变化重建企鹅种群数量的变化，研究发现小冰期研究区域企鹅种群数量增加明显，由于冰融水增加等因素，到19世纪沉积剖面地区的企鹅较少；通过海景湾湖泊沉积IE-21的14C定年和企鹅标型元素Zn、Cd、Sr、Cu、P分析，发现从深度10 cm-5 cm之间标型元素Zn, Cd, Cu, P含量显著增加，变化趋势高度一致，说明该时期企鹅种群数量增加，标型元素Sr变化不显著，可能与海水中高含量Sr有关，后续根据现有的年代结果进一步确定种群数量增加原因及与气候环境变化的关系。本项目结果为罗斯海地区的阿德利企鹅迁徙以及气候环境变化研究提供基础，课题组在开展更加深入的研究，前期相关的研究成果正在整理发表中。