摘要
随着气候变暖和人类活动的加剧，珊瑚的生长正面临着前所未有的压力，亚热带高纬度珊瑚分布海域有可能成为未来珊瑚的“避难所”。但在全球气候变化、区域气候因素的共同作用下，亚热带海域海洋热浪(Marine heatwaves，MHW)频发，珊瑚礁正处于快速退化之中。探究现代海洋热浪逐年增强的机制及海水高温事件对珊瑚骨骼地球化学特征的影响，明确高纬度珊瑚生长环境的演变，对预测珊瑚礁未来生长趋势具有重要意义。 在此背景下，我们通过对北部湾东部四个海洋站（北海、涠洲、海口和东方）实测海表温度的历史资料和该海域的相关气候资料分析，选取三种海洋热浪量化指标，探讨该海域近58年海洋热浪的变化趋势及原因。此外，对南海北部涠洲岛的现代滨珊瑚进行地球化学研究，结合前人建立的南海北部滨珊瑚Sr/Ca-SST温度计，得到了高精度、高分辨率的海温序列，以此为基础探讨高纬度珊瑚对海洋热浪爆发的响应。本论文主要结论有: (1)DHM(degree heating mouths)、DHW(degree heating weeks)与DHD(degree heating days)是衡量海洋热浪爆发强度的常用指标，可表征海洋热浪发生的强度及持续时间。经过对四个海洋站气象资料的计算与分析，得出北部湾东部海域1960-2017年海洋热浪变化趋势为:1979年之后，该海域海洋热浪爆发强度及频率总体较1979年之前有所提升。海洋热浪变化趋势与区域SST变化趋势一致。 (2)通过对同时期的气候因子进行分析计算，得出海洋热浪的主要成因有:1）南海高压的推动作用:北部湾海域夏季在逐渐增强的南海高压的影响下，多为少云、少风天气，太阳辐射增强的同时海水蒸发减弱，表层海水温度逐渐升高，为该海域海洋热浪的爆发提供了有利气象条件;2）超强E1Ni(n)o的驱动作用:由E1Ni(n)o事件导致的热通量变化是造成偏远海域海温上升的主要原因。在E1Ni(n)o现象发展的秋季，南海高压开始形成并将温暖潮湿的空气输送到中国近海。加之由于南海高压西脊点较往年明显偏西、夏季风减弱，从而致使南海在EI Ni(n)o发生年的次年夏季出现增暖过程。 (3)通过对南海北部高纬度珊瑚进行Sr/Ca分析，得到了1985～2010年的多珊瑚平均Sr/Ca—SST序列，将此序列与同时期、同海域的海洋站实测海温数据进行对比，发现:1）Sr/Ca-SST与实测海温数据存在明显一致的年际周期，Sr/Ca-SST与实测值的冬夏季极值有差异;2）造成差异的原因，一是冬季珊瑚生长条带较窄，等间距取样造成的误差所致，二是夏季爆发的海洋热浪事件严重干扰了珊瑚的正常生理作用，持续高温对珊瑚生理产生胁迫作用，影响珊瑚骨骼对海水中Sr、Ca元素的吸收和沉淀，从而产生异常的Sr/Ca值;3）近50年北部湾海域高强度的海洋热浪爆发对珊瑚骨骼记录高精度海温序列有负面影响。因此，利用珊瑚骨骼地球化学记录反演古海温时，应谨慎对待Sr/Ca序列中的极端值，并与同时期的其他气候代用指标共同讨论。 (4)海洋热浪的爆发具有季节性，热浪爆发后，海水温度恢复正常，一般珊瑚白化可逐渐恢复。但在现代升温幅度增大、持续时间延长的海洋热浪影响下，其破坏程度超出了珊瑚礁生态系统自我修复的极限。按目前的全球升温速率，北部湾海域海洋热浪将持续频发，未来50年热白化事件还会出现，对北部湾海域珊瑚礁生态系统的可持续生长是极其不利的。
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