全新世南极企鹅盛衰与栖息地变化及其对大气海洋变化的响应
批准号:
41930532
项目类别:
重点项目
资助金额:
301.0 万元
负责人:
谢周清
依托单位:
学科分类:
极地科学
结题年份:
2024
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
谢周清
中文摘要
企鹅是南极典型海洋生物,对气候环境变化非常敏感,其种群数量、取食生境和迁徙变化等对南极气候环境与生态系统具有重要的指示意义。然而,对于企鹅与南大洋生态系统、多要素的复杂大气海洋系统的联系尚无集成研究,限制了对企鹅古生态变化的系统性认识。本研究计划以环南极典型无冰区为重点研究区域,以企鹅粪土沉积物以及其中的毛骨等残体为载体,应用元素、同位素、生物地球化学、古气候学和大气科学等多学科交叉的研究方法,在过去研究的基础上,从环南极企鹅数量重建出发,通过企鹅食谱的变化间接求证磷虾和南大洋生态系统在历史时期的变化;通过企鹅数量的时空分布论证企鹅栖息地的历史动态;综合对比陆地和海洋记录中的气候要素时间序列,反演企鹅种群盛衰和栖息地变化对海洋、大气变化的响应过程,为研究历史时期气候和古生态的关系提供一个新的研究角度,并为评估和预测未来气候变化对南极生态系统的影响提供科学依据。
英文摘要
Penguins are typical species of Antarctica, and are sensitive to climatic and environmental changes. Penguin demographics, feeding behavior, and breeding habitats have important implications for Antarctic climate, environment, and marine ecosystems. However, to-date there is no integrated study focused on the linkage between penguin, Southern Ocean ecosystem and the multifactorial changes in the atmospheric and oceanic system. These shortages limited our insights into the systematic changes in penguin paleoecology. In this project, we plan to use ornithogenic sediment profiles as well as the penguin residues (penguin feathers, bones, etc.) as carriers from typical areas of circum-Antarctica, and apply multidisciplinary approaches that combine elements, stable isotopes, biogeochemistry, paleoclimate, and atmospheric science. On the basis of previous studies and new reconstructions of penguin populations, we will illustrate the historical variations of krill and Southern Ocean ecosystem from the changes in penguin diets; picture the colony dynamics through the spatio-temporal distribution of penguin populations; reconstruct the responses of penguin dynamics to the changes in atmospheric and oceanic system by synthesizing the sequences of paleoclimatic factors from terrestrial and marine records. This study will provide a new perspective for investigating climate changes and paleoecology in historical context and estimating and predicting the influence of the future climate on the Antarctic ecosystem.
企鹅是南极海洋生物资源保护委员会(CCAMLR)选定的生态系统变化的重要指示生物。当前气候变化背景下,多种企鹅都出现了种群数量大幅下降和繁殖地收缩。了解企鹅种群动态及其对气候变化的响应是认识和预测未来南极生物生态变化的重要依据。本项目创新性地利用粪土沉积Cd含量、Hg同位素等方法,结合多种现代观测数据集,综合重建了全新世以来不同时间尺度南极企鹅种群数量和栖息地等的变化历史;重建了南极绕极深层水上涌强度、海冰、相对海平面等大气海洋要素的历史变化。发现了大西洋升温驱动的西南极半岛企鹅-磷虾-浮游植物协同南移,揭示了食物链级联效应是气候变化影响企鹅种群数量的关键机制;发现了罗斯海全新世最古老的企鹅繁殖地和19世纪末的大规模繁殖地废弃事件,揭示了冰间湖、风和积雪分布、冰雪融水等是影响企鹅栖息地变迁的重要因素,特别是西风环流驱动的绕极深层水上涌在调控海冰、初级生产力等海洋过程以及企鹅种群盛衰中起关键作用。项目以第一/第二标注在GRL、QSR、EST、JGR等国际权威期刊发表学术论文23篇,部分研究成果被选为AGU研究亮点以及JGR-Biogeosciences封面论文。多项研究成果入选中国南极考察40周年成果汇编《新时代中国极地自然科学研究进展》和《南极长城站周边地区生态环境特征及变化》;并为我国、意大利和韩国联合成功申报第178号南极特别保护区提供了重要支撑。项目所取得的成果有助于深入认识气候环境变化的南极生态响应,服务应对气候变化谈判的国家战略,提升我国在南极环境保护管理事务中的话语权。
北冰洋典型生源气体和半挥发成分海-冰-气界面交换及其气候效应
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:295万元
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批准年份:2019
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负责人:谢周清
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依托单位:
南大洋大气有机气溶胶的化学和物理特征及其气候意义
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批准号:41676173
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项目类别:面上项目
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资助金额:73.0万元
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批准年份:2016
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负责人:谢周清
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依托单位:
霾发生期间硫酸盐和硝酸盐形成的大气化学机制:17O同位素示踪
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批准号:91544103
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:90.0万元
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批准年份:2015
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负责人:谢周清
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依托单位:
极地海洋边界层碘的环境地球化学
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批准号:41176170
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项目类别:面上项目
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资助金额:75.0万元
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批准年份:2011
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负责人:谢周清
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依托单位:
极地和海洋边界层汞的环境地球化学过程
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批准号:40776001
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项目类别:面上项目
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资助金额:44.0万元
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批准年份:2007
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负责人:谢周清
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依托单位:
极地生物骨胳的同步辐射χ荧光元素微区分析及其生态环境意义
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批准号:40306001
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:26.0万元
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批准年份:2003
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负责人:谢周清
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依托单位:
国内基金
海外基金