communications earth & environment
全新世中期温暖期，长江三角洲地区季节性特征显著，夏季上升流规律性强
文章信息
文章标题：The Yangtze River Delta experienced strong seasonality and regular summer upwelling during the warm mid - Holocene
期刊名称：communications earth & environment
作者：Matthias Alberti等
发表时间：2024 年 9 月 8 日
https://doi.org/10.1038/s43247-024-01668-1
摘要
本研究聚焦于长江三角洲地区，探讨了该地区在中全新世（Mid-Holocene）期间所经历的强烈季节性和规律性夏季上升流特征。通过分析来自上海自然历史博物馆的牡蛎壳样本，我们利用地球化学方法重构了古海洋环境，特别是夏季上升流强度的变化。这些牡蛎壳样本采集自长江三角洲中心地带，具有中全新世时期的年龄特征，并被归类为巨蛎属。研究结果显示，中全新世时期的长江三角洲夏季水温较高，且存在显著的上升流活动，这些上升流带来了丰富的营养物质，促进了该地区夏季的初级生产力。
研究概况
中全新世中国大部分地区温暖，长江三角洲人类文明发展显著，但该地区中全新世的季节性环境变化影响尚不明确。全球气温持续上升，中全新世可作为观察气候变暖对环境参数影响的场景，本研究通过对比古生物代用指标数据与气候模型结果，以更好地理解中全新世环境并预测三角洲地区未来的环境变化。
结果与讨论
01
宏观和微观观察
使用偏光显微镜和阴极发光显微镜对牡蛎壳的铰链区域进行了薄片观察。牡蛎壳的钙质成分未显示出成岩蚀变的迹象，沿某些生长层观察到的较弱发光与先前发表的关于未经历成岩蚀变的巨牡蛎近期壳体的观察结果相似。
02
稳定同位素分析
氧同位素（δ18O）值与水温度呈负相关，与周围水体的氧同位素值呈正相关。由于河水中δ18O值比海水中更低，因此测得的极低δ18O壳值表明研究区在中全新世时为咸水环境。
碳同位素（δ13C）值的变化与氧同位素值相关，反映了季节性环境模式。
牡蛎壳的δ18O和δ13C值显示出明显的季节性变化，反映了温度、降水和河流流量的季节性变化。
结果还表明，研究区夏季存在规律的上升流，导致高盐度海水涌入，带来更高的δ18O和δ13C值。
03
团簇同位素分析
Δ47 值在 0.563%~ 0.671％（ICDES90）之间波动，部分具有较大的分析不确定性。代表夏季的团簇同位素样品值较低（平均：0.598％），冬季样品值较高（平均：0.651％），标准偏差夏季高于冬季，可能表明夏季样品的异质性更高。δ18O壳周期中的测量振幅高达6%~7‰，表明研究区除了温度和降水变化外，还经历了其他影响。
讨论
中全新世季节性环境模式：稳定同位素数据反映了温度、降水和河流流量的显著季节性变化。冬季干燥季节可能比今天更长，夏季温度较高，降水和河流流量增加。稳定同位素记录中的二级偏移表明研究区域存在有规律的夏季上升流，这可能导致含盐海洋水的流入，同时也可能记录了季节性浮游植物大量繁殖及其分解的影响。
与气候模型模拟的比较：多数气候模型预测中全新世比今天更干燥，与基于化石数据的气候重建结果不一致，且未能模拟出中全新世比今天更高的气温，这让人怀疑这些模型预测该地区未来气候变化的能力。通过比较发现，GISS - E2 - 1 - G、IPSL - CM6A - LR 和 NESM3 这3个模型在模拟夏季降水增加和冬季降水减少方面与古生物代用指标数据更匹配，模拟的夏季上升流也与古生物代用指标数据相符。
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《水生态学杂志》
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