我室揭示西太平洋砗磲日生长速率季节-年际尺度变化及其古气候意义
季节-年际尺度气候是地球气候系统的重要组成部分,其变化对自然环境和人类社会有重要影响。然而由于现代观测资料时序较短,导致我们对气候的季节-年际变化的长期演变的了解仍较少。古气候记录是对现代观测资料的重要补充,而高分辨率古气候载体,如珊瑚、双壳类等,可为理解历史时期季节-年际尺度气候变化提供重要资料。
近期中国科学院地球环境研究所晏宏研究员团队,利用激光共聚焦显微镜对采自热带西太平洋帕劳地区的现代库氏砗磲壳体进行了显微成像,并获取了其日生长纹层的宽度变化特征。
结合现代观测资料对比发现,该砗磲日生长速率的季节变化可能主要受有效太阳辐射的调控。前人研究显示,在离赤道较远的区域(如中国南海北部、澳大利亚大堡礁等),砗磲日生长速率的季节变化主要受海表面温度的调控,日生长速率常与海表面温度呈正相关关系。本次研究的砗磲采自西太平洋暖池区域,该区域的SST季节变幅较小,可能不足以对砗磲的生长施加规律的季节性生长压力,砗磲日生长速率的季节变化表现出与该地区向外长波辐射一致的变化趋势(图1a)。其次,该砗磲日生长速率的季节变化还可能受由风驱动的上涌水的影响(图1d)。
进一步分析表明,该帕劳砗磲日生长速率在年际尺度上主要受厄尔尼诺-南方涛动活动的影响(图2)。厄尔尼诺-南方涛动主要通过调节帕劳地区上空的云量和海表面高度来影响砗磲接收的有效太阳辐射,从而调节砗磲共生藻的光合作用强度,影响砗磲的日生长速率;其次,厄尔尼诺-南方涛动还通过改变帕劳附近海水的混合层深度来调节该区域的上升流,改变海表面的营养物质含量,从而影响砗磲日生长速率。
该研究揭示了近赤道区域太阳辐射变化对砗磲生长的影响,对理解及利用砗磲日生长纹层宽度重建区域气候变化具有重要意义,也有助于理解气候变化对生物生长的影响。该成果近期在Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 上发表,中国科学院地球环境研究所博士研究生文汉锋为第一作者,中国科学院地球环境研究所晏宏研究员为通讯作者,该研究得到了国家杰出青年科学基金的资助。
Wen, H., Yan, H., Liu, C., Zhao, N., Liu, S., Dodson, J., Han, T., Geng, J., Zhou, P., 2024. Seasonal to interannual
variations of daily growth rate of a Tridacna shell from Palau Island, western Pacific, and
paleoclimatic implications. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 647, 112258.
https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2024.112258.
图1 有效太阳辐射是影响帕劳砗磲生长速率季节变化的主要因素
图2 帕劳砗磲日生长速率受厄尔尼诺-南方涛动的影响,砗磲生长指数在厄尔尼诺时期(红色箱)呈正值,在拉尼娜时期(蓝色箱)呈负值。