1 亚马逊河盆地与巽他河系
亚马逊河盆地离我们太远,中国人很少关心,其实却是一个影响我们生存环境的重要地区。亚马逊河的长度世界第二,只比尼罗河短4%,论流域面积却是尼罗河的2.5倍,世界第一。亚马逊河水流量也是世界第一(图1 ),河口形成240 km宽的海湾,径流量占全球入海河水总量的1/5,洪水季节在大西洋海面形成巨大的冲淡水层,面积与地中海相当。亚马逊河也是支流数目最多的河,在河流平原上形成了世上最大的热带森林,估算有3.9×1011 株树,分到全世界每人可以有50多株。热带森林是陆地生物碳库的主体,其光合作用也是大气中氧气的主要来源,而亚马逊河盆地占据了这碳库的一半,产生的氧气占全球1/5。亚马逊河盆地热带森林为大气吸纳碳、提供氧,因而有“地球之肺”的美称。这种“吐氧纳碳”的作用受气候控制,2010年的大旱压制了光合作用、增强了森林火灾,使亚马逊河盆地生物储碳量减少近5×108 t,生物碳库的收支抵消,几乎丧失了陆地植被应有的储碳能力[1 ,2 ] 。
热带河流在地球表层系统中有着特殊的重要性。热带是雨量集中的地区,水循环最为活跃,容易形成大河、发育雨林,因而在地球表层水循环和碳循环中起着骨干作用[3 ] 。当今地球上美洲、欧非、亚澳三对大陆横跨南北半球,其中南美和非洲大陆跨越赤道,只有亚洲南端印尼等国的岛屿区,被冰后期海侵淹没为一片汪洋,称为“海洋大陆”[4 ] 。在赤道非洲,刚果河的入海流量世界第二、仅次于亚马逊河,总长4 700 km居世界第九位,流域面积占非洲的13% (图2 )。刚果河的源头在东非裂谷的高原区,是世界上最深的河(深达230 m),最终在几内亚湾注入大西洋。由于河道呈弧形流经赤道2次,受南北两半球影响,总有一部分流域处于雨季,因此常年流量稳定,使得刚果盆地拥有全球水力发电潜力的13%。和亚马逊河盆地相似,这里是当今世界第二大热带雨林区,占全球森林储碳的8%,是亚马逊之后地球上第二个“肺”。
以地质眼光看图2 ,不难发现世界上第二大的热带森林,本来该在东南亚而不是非洲,主体应该是今天的巽他陆架,只不过是被冰消期的海侵淹成泽国,才沦为“海洋大陆”。巽他陆架面积1.85×106 km2 , 平均水深70 m, 而在海底有深达40 m的下切河谷,是冰期低海面时河系发育的遗迹,因此在百年之前荷兰科学家就提出有古巽他河(Sunda River, 亦称Molengraaff River)的存在[5 ] 。巽他陆架冰期时发育大河是在情理之中,因为其周围岛屿的山地河流,现在就是入海径流与沉积物的重要来源。所谓的“东印度群岛”,即巽他陆架周围的苏门答腊、爪哇、婆罗洲诸岛加上苏拉威西、帝汶和新几内亚,总面积只占世界陆地的2%,却为世界海洋提供了20%~25%的沉积物[6 ] 。冰期时巽他陆架出露成陆,发育2支河系: 向东流入班达海的东巽他河和向北注入南海的北巽他河。1997年德国“太阳号”科考船,沿着北巽他河的入海河段执行其115航次,曾经取得海平面升降和沉积环境演变的重要证据[7 ] 。巽他陆架注入南海的还有古湄南河、湄公河与巴南河(Baram River,未标出)等(图3 ),其中特别值得注意的是古湄南河和湄公河这2条世界级的大河。尤其是古湄南河(Palaeo-Chao Phraya River),近来发现当时应与暹罗湾的柔佛河(Johore River)相连,从泰国北部山地沿着暹罗湾向东南流,全长1 200 km,可称为古湄南—柔佛河(palaeo-Chao Phraya-Johore River)。其集水盆地广达1.35×106 km2 ,在南亚论规模仅次于雅鲁藏布江,推测其流量可以和长江相比[8 ] 。如果推断正确,这将是冰期时东南亚赤道地区最大的河流,和湄公河、巽他河等大河在一起奔流在巽他陆架上,使之成为与亚马逊河盆地、刚果盆地同样的巨型热带雨林,为当时的地球提供第三个“肺”。
图1 亚马逊河盆地地形示意图
Fig.1 The Amazon River Basin
图2 世界赤道地区的热带河流
Fig.2 Tropical rivers at the equator
2 热带雨林与碳循环
极地冰芯气泡里的古大气记录表明:冰期时大气CO2 浓度比间冰期低80×10-6 ~100×10-6[9 ] ,说明地球表面碳储库的布局在冰期旋回中发生过重大变化。学术界普遍认为,冰期时植被萎缩、陆地碳库减小[10 ] ,但是由于缺乏实际依据,对冰期陆地碳储库的具体估算相差悬殊。开展对热带雨林碳储库演变的研究,很可能是解答冰期陆地碳库变化问题的一条捷径。
赤道地区的大河不仅是全球水循环中最活跃的一部分,也是碳循环演变的关键环节,因为世界上主要的热带雨林就分布在这些大河流域。陆地的碳库主要是植被与土壤,其中树林的作用最大。全球陆地面积30%是树林,而植物总生物量的92%属于森林、66%属于热带森林,热带森林就是陆地生物量最为密集、单位面积含生物碳最多的地方(图4 )[11 ] 。不过陆地碳储库除了植物之外还有土壤,树林里土壤储碳和活的生物储碳在数量上相近,但是活的植物含碳在低纬区多,而土壤里含碳量最高的却是北半球的高纬区。尽管如此,将生物量与土壤相加,全球树林55%含碳量在热带[12 ] ,无论怎么算热带树林总是陆地碳库的主角。
世纪之交,学术界曾对美、非、亚三大洲30°N~40°S的低纬区森林生物含碳量作过调查,结果得出的两大片高值区正是热带的大河流域,也就是南美的亚马逊河流域和非洲的刚果河流域。世界上热带森林面积最大的国家,正是巴西和刚果,而第三大的是东南亚的印度尼西亚。三大洲调查区森林的生物量储碳,49%在南美洲,25%在非洲,26%在亚洲[13 ] 。这就是说,尽管东南亚热带现在被海水淹没,这里的热带森林及其含碳量依然可以和刚果盆地相比。不过这项调查统计的只是活生物的储碳,后面将要说明,三大洲低纬土壤里的储碳量以东南亚的热带树林为最多,生物量与土壤相加东南亚的优势更加显著。由此推想,冰期低海面时陆架出露,巽他陆架区的热带森林很可能可以与亚马逊河流域相比,为全球陆地增加一片重要的热带碳库,从而要求我们对全球陆地碳循环进行重新评价。但是一个决定性的前提是气候:冰期时巽他陆架有没有足够的雨水发育雨林?
图3 “巽他陆架”(a) 地形图[7 ] ;(b)末次冰期时的河系推测图[8 ]
Fig.3 “The Sunda Shelf ” (a) topography[7 ] ; (b)Hypothetical river network during the last glacial[8 ]
图4 全球单位面积生物碳含量分布图(单位:MgC/hm2 )[11 ]
Fig.4 Global total biomass carbon density (unit:MgC/hm2 )[11 ]
末次冰期时巽他陆架有没有热带雨林,学术界早就注意到,而且有过争论。起先是根据马来半岛和婆罗洲南部钻孔的孢粉分析,认为冰期时气候干旱,没有热带树林,末次冰期时从泰国南部到爪哇东部,发育过弧形的“草原走廊”,只能生长季节性的树林和草原[14 ] 。这种“草原走廊说”后来还得到洞穴鸟粪C-13分析的支持,推论巴拉望和马来西亚的森林收缩,只有婆罗洲还保留森林[15 ] 。但是“草原走廊”假说遭到了许多反对,例如龙脑香木Dipterocarpus 是热带雨林的代表,近来通过其物种分布模型,模拟发现冰期时巽他陆架的中央应当分布热带雨林,并不支持草原走廊的假说[16 ] 。
这场争论也体现在海洋记录分析和气候模拟的结果上。澳洲De Deckker等[17 ] 根据海洋同位素值和部分孢粉证据,认为冰期时西太平洋暖池区变干,论据之一是该区冰期低海面时海洋面积缩小、水汽来源减少。但是,孙湘君等[18 ] 对南海南部深海沉积进行的孢粉分析却显示出冰期和冰后期一样潮湿,与南海北部冰期时变干恰成对照; 王晓梅等[19 ] 对巽他陆架柱状样分析的结果,也发现冰期时以低地雨林为主,河谷有沼泽发育,只有变凉而无变干的证据。数值模拟的结果也是前后矛盾:对巽他陆架进行的数值模拟,曾发现冰盛期时热带辐合带的南北都会变凉、变干[20 ] ;后来将古气候模型与古生物证据结合起来,对巽他陆架的植被分带变迁进行模拟,却发现热带雨林的分布范围在冰期时最大,末次冰盛期以来低地森林从1.3×106 km2 减为8×105 km2 ,高地森林从2×105 km2 减为1×105 km2 ,现在是森林面积最小的时期[21 ] 。
冰期热带森林面积之争, 并不是从巽他陆架开始,争论的源头远在亚马逊盆地。半世纪前提出过一种观点叫做“避难所假说”,认为冰期时热带盆地气候干旱,热带树林收缩在山坡迎风面的多雨区,使原先大片的雨林分解为众多孤立的林区,生物得以在此“避难”。正因为生物在这些“避难所”里分别演化,才能产生出特别高的多样性,使得现在亚马逊河盆地生物多样性高居全球之首[22 ] 。“避难所”假说曾经风靡一时,研究各个门类的生物学家们纷纷提出设想,以此来解释亚马逊盆地丰富的现代生物群,地质界也相应提出一些冰期时干旱的证据[23 ] 。影响所及,“避难所”假说成为研究全球热带森林生物演化的指针,包括巽他陆架在内。
有趣的是这场“避难所”假说的高潮,相当缺乏古生物、尤其是古植物证据的支撑,提出的证据也缺乏确切的年龄数据。 近年来的钻探和研究、特别是孢粉分析,陆续发现冰期时的南美洲并没有干旱,亚马逊盆地并没有成为干草原的确切证据,以致有的学者已经在探讨“避难所假说的兴起和没落”[24 ] 。至今无论地质古生物还是现代生物界,虽然找到了亚马逊盆地气候有过急剧变化的证据,对于“避难所”假设还在争论。同样,热带雨林“避难所”的问题也在东南亚提出:是不是巽他陆架冰期时也是树林分布有限,只在“避难所”里保留[25 ] ?东南亚的热带树林,究竟在冰期面积收缩进入“避难所”,还是冰期时面积更大、冰期之后方才缩小,因此现在的树林才是“避难所”?[21 ]
“避难所”之争的意义,其实已经超越了区域范围。在生物学上,它涉及物种多样性的演变机制;在气候学上,它关系到全球碳循环的演变。冰期时大气CO2 浓度减低,这些碳到哪里去了?大洋和陆地的碳储库各有多少变化?至今并不清楚。40年前Shackleton[26 ] 根据海洋有孔虫壳体里碳同位素 (δ13 C) 的变化,推论随着冰期时世界三大热带雨林因干旱而萎缩,大量陆地植物碳进入海洋,使得海水δ13 C变轻。至于陆地植物减少了多少碳,意见并不一致:1990年Nature 杂志发表过2篇文章,一篇说只有3×1010 ~5×1010 t[27 ] ,另一篇却是1.35×1011 t[28 ] 。4年后Nature 再发表一篇文章,认为有2.7×1011 ~7.2×1011 t[29 ] ;而近年来根据古植被再造得出陆地储碳量,冰期减少量有5.5×1011 ~6.94×1011 t之多[30 ] ,不同的估算至今缺乏定论。
冰期里陆地植被及其碳库的定量估算,是模拟温室气体浓度变化和气候长期趋势预测的重要根据,在当前全球变暖的研究中举足轻重,属于关键性的科学问题。但是其推测结果的悬殊,暴露出认识方法上的严重缺陷。全球陆地碳储库很难定量,而根据海洋δ13 C来间接推算当然会有问题。一方面,无论陆地植被还是土壤的碳储库及其碳同位素,其定量值都有很大的不确定性;另一方面,海洋中影响δ13 C值的因素众多,本身尚待研究,用作估算冰期陆地碳储库变化的定量根据,不可能得出可靠的结论[31 ] 。因此从地质记录里直接获取陆地植被本身变化的证据,就显得格外重要。海洋同位素记录和数值模拟都是很有用的研究手段,但是真正认识陆地植被的变化,归根结底还需要依靠其本身的地质记录,主要也就是热带雨林本身的记录。其中一项关键性的举措,就是在巽他陆架实施大洋钻探。
3 揭开巽他陆架热带雨林之谜
巽他陆架引起第四纪研究的重视,首先在于其海平面变化。巽他陆架也称“亚洲大浅滩”,面积180万km2 , 是极地以外最大的陆架区。由于其构造稳定、坡度微小、陆源碎屑物供应充分,特别有利于冰期海面升降的高分辨率古环境研究。一般的陆架沉积会因海退及随后海进的过程冲刷而缺失,而巽他陆架依靠其800 km的宽度和小到1: 9 000的坡度,使得海退沉积得以保存[6 ] 。比如“太阳号”115航次取得的高分辨率记录揭示,在冰后期的300年里(14 600~14 300年前)海面上升了16 m[32 ] ,平均每星期上升1 mm。巽他陆架这一类的沉积记录吸引了地质界的注意,各国学者几度提出在此进行大洋钻探,钻取几百万年来的沉积记录,追踪海平面变化和河系演变。上述陆地碳储库的地质变化,又为巽他陆架的大洋钻探增添了新视角。
在全球的热带雨林中,巽他陆架经历的沧桑变化最大、未知的成分也最多,因而其钻探研究也就具有最大的吸引力。现代世界的三大热带森林,尽管亚马逊河盆地的面积最大,储碳最多的却是东南亚。因为储碳量不仅取决于树林的面积,还和树木高度和分布密度等因素相关,此外还有土壤储碳。三大热带雨林相比,非洲的树木最高,婆罗洲的立木密度(stem density)最大、每公顷的碳储量也最高,亚马逊河盆地却是最低的。另外一个因素是泥炭,这是热带土壤储碳的主要形式,而全球热带泥炭总量的 77%在东南亚[33 ] 。印尼是世界上热带泥炭地面积最大的国家,有1.6×107 ~2.7×107 hm2 ,其中主要在海岸和近岸低地,伊利亚爪哇 4.6×106 hm2 ,加里曼丹6.8×106 hm2 ,苏门答腊 8.3×106 hm2[34 ] 。可见即使在海水淹没的条件下,东南亚热带树林仍然是世界热带森林储碳的冠军,如果冰期时巽他陆架海底出露也形成热带森林,储碳量更要大幅度增加。历来冰期循环中的碳循环再造,都认为冰期时植被萎缩、陆地碳储库减小[10 ] , 如果东南亚的变化趋势相反,热带森林碳储库显著增大,其结果必然要影响全球碳循环的数值模拟,影响对冰期时大气CO2 去处的推断。
巽他陆架冰期碳库的再认识,对于长尺度的地质历史尤其重要,因为在地质尺度上,当前陆架被淹的现状并没有代表性。在冰期旋回里,间冰期延续的时间都要比冰期短得多,而今天 “海洋大陆”的状况在东南亚近百万年的历史上大约占2%的时间,最近200万年来有90%以上的时间陆地面积是现在的1.5~2倍, 可以说现在的东南亚才是处在森林面积最小的生物“避难所”时期(图5 )[35 ] 。因此,获取巽他陆架数百万年的地质长记录,可望为全球碳循环的研究注入新的活力。
图5 近一百万年来东南亚热带低地森林面积最大变化的推断[35 ]
Fig.5 Maximum fluctuations in tropical lowland forest extent in Southeast Asia during the last 1 Ma[35 ]
为此,需要在地震勘探和沉积、地形调查的基础上,选择适当的站位进行钻探,获取上新世—更新世的沉积记录,再造东南亚热带雨林的演变历史,进而澄清热带雨林在全球碳循环中的作用。根据地震剖面推断,北巽他河下游发育着近5 Ma来的地层,是进行钻探的良好目标(图6 )[36 ] ,具体说应当考虑在北巽他河和古湄南—柔佛河下游选择井位(图3 )。一旦巽他陆架的大洋钻探得以实现,就能为追溯海面变化、河系演变、生物地理和陆地碳循环等多方面提供珍贵资料,为气候环境演变的研究作出无可替代的贡献。
用沉积剖面求取全球海平面升降的记录,一个关键问题在于冰盖消长引起的均衡代偿作用,高纬区的记录由于冰消期陆地反弹,对全球海平面缺乏代表性。巽他陆架远离冰盖,可望首次取得至少3 Ma来全球性海平面变化的直接证据,用来检验和校正目前基于δ18 O间接证据的海平面记录。巽他陆架的大洋钻探还将揭示东南亚河系演变的历史,及其径流入海在古海洋学和沉积学上的后果。在此基础上,还将为冰期旋回中东南亚气候和植被的演变提供直接根据,可以检验有关生物地理的各种假说,为判断陆地碳库在冰期旋回中的作用,提供直接的地质证据。
图6 巽他陆架东北的地震剖面[36 ]
Fig.6 Seismic profile on the NE Sunda Shelf[36 ]
总之,实现巽他陆架的大洋钻探还有很长的路要走,然而这是一项具有深远学术意义的举措。热带是太阳辐射能量集中的地区,也是现代气候学中水循环的源头,然而从第四纪冰期起步的古气候学,通常都习惯于从北极冰盖去寻找气候变化的动力。现在,世界三大热带雨林区在水循环和碳循环中的作用亟待查明。值得注意的是,这三者都处在季风影响下,而季风降雨本身就有强烈的岁差周期,并不一定要与冰期旋回相对应[37 ] 。我们期待着巽他陆架的钻探,将为研究气候变化的热带驱动开拓新的途径。
The authors have declared that no competing interests exist.
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2015
... 亚马逊河盆地离我们太远,中国人很少关心,其实却是一个影响我们生存环境的重要地区.亚马逊河的长度世界第二,只比尼罗河短4%,论流域面积却是尼罗河的2.5倍,世界第一.亚马逊河水流量也是世界第一(图1 ),河口形成240 km宽的海湾,径流量占全球入海河水总量的1/5,洪水季节在大西洋海面形成巨大的冲淡水层,面积与地中海相当.亚马逊河也是支流数目最多的河,在河流平原上形成了世上最大的热带森林,估算有3.9×1011 株树,分到全世界每人可以有50多株.热带森林是陆地生物碳库的主体,其光合作用也是大气中氧气的主要来源,而亚马逊河盆地占据了这碳库的一半,产生的氧气占全球1/5.亚马逊河盆地热带森林为大气吸纳碳、提供氧,因而有“地球之肺”的美称.这种“吐氧纳碳”的作用受气候控制,2010年的大旱压制了光合作用、增强了森林火灾,使亚马逊河盆地生物储碳量减少近5×108 t,生物碳库的收支抵消,几乎丧失了陆地植被应有的储碳能力[1 ,2 ] . ...
Tropical rivers
1
2005
... 热带河流在地球表层系统中有着特殊的重要性.热带是雨量集中的地区,水循环最为活跃,容易形成大河、发育雨林,因而在地球表层水循环和碳循环中起着骨干作用[3 ] .当今地球上美洲、欧非、亚澳三对大陆横跨南北半球,其中南美和非洲大陆跨越赤道,只有亚洲南端印尼等国的岛屿区,被冰后期海侵淹没为一片汪洋,称为“海洋大陆”[4 ] .在赤道非洲,刚果河的入海流量世界第二、仅次于亚马逊河,总长4 700 km居世界第九位,流域面积占非洲的13% (图2 ).刚果河的源头在东非裂谷的高原区,是世界上最深的河(深达230 m),最终在几内亚湾注入大西洋.由于河道呈弧形流经赤道2次,受南北两半球影响,总有一部分流域处于雨季,因此常年流量稳定,使得刚果盆地拥有全球水力发电潜力的13%.和亚马逊河盆地相似,这里是当今世界第二大热带雨林区,占全球森林储碳的8%,是亚马逊之后地球上第二个“肺”. ...
Role of a tropical “maritime continent” in the atmospheric circulation
1
1968
... 热带河流在地球表层系统中有着特殊的重要性.热带是雨量集中的地区,水循环最为活跃,容易形成大河、发育雨林,因而在地球表层水循环和碳循环中起着骨干作用[3 ] .当今地球上美洲、欧非、亚澳三对大陆横跨南北半球,其中南美和非洲大陆跨越赤道,只有亚洲南端印尼等国的岛屿区,被冰后期海侵淹没为一片汪洋,称为“海洋大陆”[4 ] .在赤道非洲,刚果河的入海流量世界第二、仅次于亚马逊河,总长4 700 km居世界第九位,流域面积占非洲的13% (图2 ).刚果河的源头在东非裂谷的高原区,是世界上最深的河(深达230 m),最终在几内亚湾注入大西洋.由于河道呈弧形流经赤道2次,受南北两半球影响,总有一部分流域处于雨季,因此常年流量稳定,使得刚果盆地拥有全球水力发电潜力的13%.和亚马逊河盆地相似,这里是当今世界第二大热带雨林区,占全球森林储碳的8%,是亚马逊之后地球上第二个“肺”. ...
On the relation between the Pleistocene glacial period and the origin of the Sunda Sea (Java and South China Sea), and its influence on the distribution of coral reefs and on the land- and freshwater fauna
1
1920
... 以地质眼光看图2 ,不难发现世界上第二大的热带森林,本来该在东南亚而不是非洲,主体应该是今天的巽他陆架,只不过是被冰消期的海侵淹成泽国,才沦为“海洋大陆”.巽他陆架面积1.85×106 km2 , 平均水深70 m, 而在海底有深达40 m的下切河谷,是冰期低海面时河系发育的遗迹,因此在百年之前荷兰科学家就提出有古巽他河(Sunda River, 亦称Molengraaff River)的存在[5 ] .巽他陆架冰期时发育大河是在情理之中,因为其周围岛屿的山地河流,现在就是入海径流与沉积物的重要来源.所谓的“东印度群岛”,即巽他陆架周围的苏门答腊、爪哇、婆罗洲诸岛加上苏拉威西、帝汶和新几内亚,总面积只占世界陆地的2%,却为世界海洋提供了20%~25%的沉积物[6 ] .冰期时巽他陆架出露成陆,发育2支河系: 向东流入班达海的东巽他河和向北注入南海的北巽他河.1997年德国“太阳号”科考船,沿着北巽他河的入海河段执行其115航次,曾经取得海平面升降和沉积环境演变的重要证据[7 ] .巽他陆架注入南海的还有古湄南河、湄公河与巴南河(Baram River,未标出)等(图3 ),其中特别值得注意的是古湄南河和湄公河这2条世界级的大河.尤其是古湄南河(Palaeo-Chao Phraya River),近来发现当时应与暹罗湾的柔佛河(Johore River)相连,从泰国北部山地沿着暹罗湾向东南流,全长1 200 km,可称为古湄南—柔佛河(palaeo-Chao Phraya-Johore River).其集水盆地广达1.35×106 km2 ,在南亚论规模仅次于雅鲁藏布江,推测其流量可以和长江相比[8 ] .如果推断正确,这将是冰期时东南亚赤道地区最大的河流,和湄公河、巽他河等大河在一起奔流在巽他陆架上,使之成为与亚马逊河盆地、刚果盆地同样的巨型热带雨林,为当时的地球提供第三个“肺”. ...
Flux and fate of fluvial sediments leaving large islands in the East Indies
2
1999
... 以地质眼光看图2 ,不难发现世界上第二大的热带森林,本来该在东南亚而不是非洲,主体应该是今天的巽他陆架,只不过是被冰消期的海侵淹成泽国,才沦为“海洋大陆”.巽他陆架面积1.85×106 km2 , 平均水深70 m, 而在海底有深达40 m的下切河谷,是冰期低海面时河系发育的遗迹,因此在百年之前荷兰科学家就提出有古巽他河(Sunda River, 亦称Molengraaff River)的存在[5 ] .巽他陆架冰期时发育大河是在情理之中,因为其周围岛屿的山地河流,现在就是入海径流与沉积物的重要来源.所谓的“东印度群岛”,即巽他陆架周围的苏门答腊、爪哇、婆罗洲诸岛加上苏拉威西、帝汶和新几内亚,总面积只占世界陆地的2%,却为世界海洋提供了20%~25%的沉积物[6 ] .冰期时巽他陆架出露成陆,发育2支河系: 向东流入班达海的东巽他河和向北注入南海的北巽他河.1997年德国“太阳号”科考船,沿着北巽他河的入海河段执行其115航次,曾经取得海平面升降和沉积环境演变的重要证据[7 ] .巽他陆架注入南海的还有古湄南河、湄公河与巴南河(Baram River,未标出)等(图3 ),其中特别值得注意的是古湄南河和湄公河这2条世界级的大河.尤其是古湄南河(Palaeo-Chao Phraya River),近来发现当时应与暹罗湾的柔佛河(Johore River)相连,从泰国北部山地沿着暹罗湾向东南流,全长1 200 km,可称为古湄南—柔佛河(palaeo-Chao Phraya-Johore River).其集水盆地广达1.35×106 km2 ,在南亚论规模仅次于雅鲁藏布江,推测其流量可以和长江相比[8 ] .如果推断正确,这将是冰期时东南亚赤道地区最大的河流,和湄公河、巽他河等大河在一起奔流在巽他陆架上,使之成为与亚马逊河盆地、刚果盆地同样的巨型热带雨林,为当时的地球提供第三个“肺”. ...
... 巽他陆架引起第四纪研究的重视,首先在于其海平面变化.巽他陆架也称“亚洲大浅滩”,面积180万km2 , 是极地以外最大的陆架区.由于其构造稳定、坡度微小、陆源碎屑物供应充分,特别有利于冰期海面升降的高分辨率古环境研究.一般的陆架沉积会因海退及随后海进的过程冲刷而缺失,而巽他陆架依靠其800 km的宽度和小到1: 9 000的坡度,使得海退沉积得以保存[6 ] .比如“太阳号”115航次取得的高分辨率记录揭示,在冰后期的300年里(14 600~14 300年前)海面上升了16 m[32 ] ,平均每星期上升1 mm.巽他陆架这一类的沉积记录吸引了地质界的注意,各国学者几度提出在此进行大洋钻探,钻取几百万年来的沉积记录,追踪海平面变化和河系演变.上述陆地碳储库的地质变化,又为巽他陆架的大洋钻探增添了新视角. ...
Late Pleistocene forced regressive deposits on the Sunda Shelf (SE Asia)
3
2003
... 以地质眼光看图2 ,不难发现世界上第二大的热带森林,本来该在东南亚而不是非洲,主体应该是今天的巽他陆架,只不过是被冰消期的海侵淹成泽国,才沦为“海洋大陆”.巽他陆架面积1.85×106 km2 , 平均水深70 m, 而在海底有深达40 m的下切河谷,是冰期低海面时河系发育的遗迹,因此在百年之前荷兰科学家就提出有古巽他河(Sunda River, 亦称Molengraaff River)的存在[5 ] .巽他陆架冰期时发育大河是在情理之中,因为其周围岛屿的山地河流,现在就是入海径流与沉积物的重要来源.所谓的“东印度群岛”,即巽他陆架周围的苏门答腊、爪哇、婆罗洲诸岛加上苏拉威西、帝汶和新几内亚,总面积只占世界陆地的2%,却为世界海洋提供了20%~25%的沉积物[6 ] .冰期时巽他陆架出露成陆,发育2支河系: 向东流入班达海的东巽他河和向北注入南海的北巽他河.1997年德国“太阳号”科考船,沿着北巽他河的入海河段执行其115航次,曾经取得海平面升降和沉积环境演变的重要证据[7 ] .巽他陆架注入南海的还有古湄南河、湄公河与巴南河(Baram River,未标出)等(图3 ),其中特别值得注意的是古湄南河和湄公河这2条世界级的大河.尤其是古湄南河(Palaeo-Chao Phraya River),近来发现当时应与暹罗湾的柔佛河(Johore River)相连,从泰国北部山地沿着暹罗湾向东南流,全长1 200 km,可称为古湄南—柔佛河(palaeo-Chao Phraya-Johore River).其集水盆地广达1.35×106 km2 ,在南亚论规模仅次于雅鲁藏布江,推测其流量可以和长江相比[8 ] .如果推断正确,这将是冰期时东南亚赤道地区最大的河流,和湄公河、巽他河等大河在一起奔流在巽他陆架上,使之成为与亚马逊河盆地、刚果盆地同样的巨型热带雨林,为当时的地球提供第三个“肺”. ...
... “巽他陆架”(a) 地形图[7 ] ;(b)末次冰期时的河系推测图[8 ] ...
... “The Sunda Shelf ” (a) topography[7 ] ; (b)Hypothetical river network during the last glacial[8 ] ...
Nature, origin and evolution of a Late Pleistocene incised valley-fill, Sunda Shelf, Southeast Asia
3
2015
... 以地质眼光看图2 ,不难发现世界上第二大的热带森林,本来该在东南亚而不是非洲,主体应该是今天的巽他陆架,只不过是被冰消期的海侵淹成泽国,才沦为“海洋大陆”.巽他陆架面积1.85×106 km2 , 平均水深70 m, 而在海底有深达40 m的下切河谷,是冰期低海面时河系发育的遗迹,因此在百年之前荷兰科学家就提出有古巽他河(Sunda River, 亦称Molengraaff River)的存在[5 ] .巽他陆架冰期时发育大河是在情理之中,因为其周围岛屿的山地河流,现在就是入海径流与沉积物的重要来源.所谓的“东印度群岛”,即巽他陆架周围的苏门答腊、爪哇、婆罗洲诸岛加上苏拉威西、帝汶和新几内亚,总面积只占世界陆地的2%,却为世界海洋提供了20%~25%的沉积物[6 ] .冰期时巽他陆架出露成陆,发育2支河系: 向东流入班达海的东巽他河和向北注入南海的北巽他河.1997年德国“太阳号”科考船,沿着北巽他河的入海河段执行其115航次,曾经取得海平面升降和沉积环境演变的重要证据[7 ] .巽他陆架注入南海的还有古湄南河、湄公河与巴南河(Baram River,未标出)等(图3 ),其中特别值得注意的是古湄南河和湄公河这2条世界级的大河.尤其是古湄南河(Palaeo-Chao Phraya River),近来发现当时应与暹罗湾的柔佛河(Johore River)相连,从泰国北部山地沿着暹罗湾向东南流,全长1 200 km,可称为古湄南—柔佛河(palaeo-Chao Phraya-Johore River).其集水盆地广达1.35×106 km2 ,在南亚论规模仅次于雅鲁藏布江,推测其流量可以和长江相比[8 ] .如果推断正确,这将是冰期时东南亚赤道地区最大的河流,和湄公河、巽他河等大河在一起奔流在巽他陆架上,使之成为与亚马逊河盆地、刚果盆地同样的巨型热带雨林,为当时的地球提供第三个“肺”. ...
... “巽他陆架”(a) 地形图[7 ] ;(b)末次冰期时的河系推测图[8 ] ...
... “The Sunda Shelf ” (a) topography[7 ] ; (b)Hypothetical river network during the last glacial[8 ] ...
Climate and atmospheric history of the past 420,000 years from the Vostok ice core, Antarctica
1
1999
... 极地冰芯气泡里的古大气记录表明:冰期时大气CO2 浓度比间冰期低80×10-6 ~100×10-6[9 ] ,说明地球表面碳储库的布局在冰期旋回中发生过重大变化.学术界普遍认为,冰期时植被萎缩、陆地碳库减小[10 ] ,但是由于缺乏实际依据,对冰期陆地碳储库的具体估算相差悬殊.开展对热带雨林碳储库演变的研究,很可能是解答冰期陆地碳库变化问题的一条捷径. ...
Glacial/interglacial variations in atmospheric carbon dioxide
2
2000
... 极地冰芯气泡里的古大气记录表明:冰期时大气CO2 浓度比间冰期低80×10-6 ~100×10-6[9 ] ,说明地球表面碳储库的布局在冰期旋回中发生过重大变化.学术界普遍认为,冰期时植被萎缩、陆地碳库减小[10 ] ,但是由于缺乏实际依据,对冰期陆地碳储库的具体估算相差悬殊.开展对热带雨林碳储库演变的研究,很可能是解答冰期陆地碳库变化问题的一条捷径. ...
... 在全球的热带雨林中,巽他陆架经历的沧桑变化最大、未知的成分也最多,因而其钻探研究也就具有最大的吸引力.现代世界的三大热带森林,尽管亚马逊河盆地的面积最大,储碳最多的却是东南亚.因为储碳量不仅取决于树林的面积,还和树木高度和分布密度等因素相关,此外还有土壤储碳.三大热带雨林相比,非洲的树木最高,婆罗洲的立木密度(stem density)最大、每公顷的碳储量也最高,亚马逊河盆地却是最低的.另外一个因素是泥炭,这是热带土壤储碳的主要形式,而全球热带泥炭总量的 77%在东南亚[33 ] .印尼是世界上热带泥炭地面积最大的国家,有1.6×107 ~2.7×107 hm2 ,其中主要在海岸和近岸低地,伊利亚爪哇 4.6×106 hm2 ,加里曼丹6.8×106 hm2 ,苏门答腊 8.3×106 hm2[34 ] .可见即使在海水淹没的条件下,东南亚热带树林仍然是世界热带森林储碳的冠军,如果冰期时巽他陆架海底出露也形成热带森林,储碳量更要大幅度增加.历来冰期循环中的碳循环再造,都认为冰期时植被萎缩、陆地碳储库减小[10 ] , 如果东南亚的变化趋势相反,热带森林碳储库显著增大,其结果必然要影响全球碳循环的数值模拟,影响对冰期时大气CO2 去处的推断. ...
The structure, distribution, and biomass of the world’s forests
3
2013
... 赤道地区的大河不仅是全球水循环中最活跃的一部分,也是碳循环演变的关键环节,因为世界上主要的热带雨林就分布在这些大河流域.陆地的碳库主要是植被与土壤,其中树林的作用最大.全球陆地面积30%是树林,而植物总生物量的92%属于森林、66%属于热带森林,热带森林就是陆地生物量最为密集、单位面积含生物碳最多的地方(图4 )[11 ] .不过陆地碳储库除了植物之外还有土壤,树林里土壤储碳和活的生物储碳在数量上相近,但是活的植物含碳在低纬区多,而土壤里含碳量最高的却是北半球的高纬区.尽管如此,将生物量与土壤相加,全球树林55%含碳量在热带[12 ] ,无论怎么算热带树林总是陆地碳库的主角. ...
... 全球单位面积生物碳含量分布图(单位:MgC/hm2 )[11 ] ...
... Global total biomass carbon density (unit:MgC/hm2 )[11 ] ...
A large and persistent carbon sink in the world’s forests
1
2011
... 赤道地区的大河不仅是全球水循环中最活跃的一部分,也是碳循环演变的关键环节,因为世界上主要的热带雨林就分布在这些大河流域.陆地的碳库主要是植被与土壤,其中树林的作用最大.全球陆地面积30%是树林,而植物总生物量的92%属于森林、66%属于热带森林,热带森林就是陆地生物量最为密集、单位面积含生物碳最多的地方(图4 )[11 ] .不过陆地碳储库除了植物之外还有土壤,树林里土壤储碳和活的生物储碳在数量上相近,但是活的植物含碳在低纬区多,而土壤里含碳量最高的却是北半球的高纬区.尽管如此,将生物量与土壤相加,全球树林55%含碳量在热带[12 ] ,无论怎么算热带树林总是陆地碳库的主角. ...
Benchmark map of forest carbon stocks in tropical regions across three continents
1
2011
... 世纪之交,学术界曾对美、非、亚三大洲30°N~40°S的低纬区森林生物含碳量作过调查,结果得出的两大片高值区正是热带的大河流域,也就是南美的亚马逊河流域和非洲的刚果河流域.世界上热带森林面积最大的国家,正是巴西和刚果,而第三大的是东南亚的印度尼西亚.三大洲调查区森林的生物量储碳,49%在南美洲,25%在非洲,26%在亚洲[13 ] .这就是说,尽管东南亚热带现在被海水淹没,这里的热带森林及其含碳量依然可以和刚果盆地相比.不过这项调查统计的只是活生物的储碳,后面将要说明,三大洲低纬土壤里的储碳量以东南亚的热带树林为最多,生物量与土壤相加东南亚的优势更加显著.由此推想,冰期低海面时陆架出露,巽他陆架区的热带森林很可能可以与亚马逊河流域相比,为全球陆地增加一片重要的热带碳库,从而要求我们对全球陆地碳循环进行重新评价.但是一个决定性的前提是气候:冰期时巽他陆架有没有足够的雨水发育雨林? ...
A synopsis of climatic and vegetational change in southeast Asia
1
1991
... 末次冰期时巽他陆架有没有热带雨林,学术界早就注意到,而且有过争论.起先是根据马来半岛和婆罗洲南部钻孔的孢粉分析,认为冰期时气候干旱,没有热带树林,末次冰期时从泰国南部到爪哇东部,发育过弧形的“草原走廊”,只能生长季节性的树林和草原[14 ] .这种“草原走廊说”后来还得到洞穴鸟粪C-13分析的支持,推论巴拉望和马来西亚的森林收缩,只有婆罗洲还保留森林[15 ] .但是“草原走廊”假说遭到了许多反对,例如龙脑香木Dipterocarpus 是热带雨林的代表,近来通过其物种分布模型,模拟发现冰期时巽他陆架的中央应当分布热带雨林,并不支持草原走廊的假说[16 ] . ...
Forest contraction in north equatorial Southeast Asia during the Last Glacial Period
1
2010
... 末次冰期时巽他陆架有没有热带雨林,学术界早就注意到,而且有过争论.起先是根据马来半岛和婆罗洲南部钻孔的孢粉分析,认为冰期时气候干旱,没有热带树林,末次冰期时从泰国南部到爪哇东部,发育过弧形的“草原走廊”,只能生长季节性的树林和草原[14 ] .这种“草原走廊说”后来还得到洞穴鸟粪C-13分析的支持,推论巴拉望和马来西亚的森林收缩,只有婆罗洲还保留森林[15 ] .但是“草原走廊”假说遭到了许多反对,例如龙脑香木Dipterocarpus 是热带雨林的代表,近来通过其物种分布模型,模拟发现冰期时巽他陆架的中央应当分布热带雨林,并不支持草原走廊的假说[16 ] . ...
Historical distribution of Sundaland’s Dipterocarp rainforests at Quaternary glacial maxima
1
2014
... 末次冰期时巽他陆架有没有热带雨林,学术界早就注意到,而且有过争论.起先是根据马来半岛和婆罗洲南部钻孔的孢粉分析,认为冰期时气候干旱,没有热带树林,末次冰期时从泰国南部到爪哇东部,发育过弧形的“草原走廊”,只能生长季节性的树林和草原[14 ] .这种“草原走廊说”后来还得到洞穴鸟粪C-13分析的支持,推论巴拉望和马来西亚的森林收缩,只有婆罗洲还保留森林[15 ] .但是“草原走廊”假说遭到了许多反对,例如龙脑香木Dipterocarpus 是热带雨林的代表,近来通过其物种分布模型,模拟发现冰期时巽他陆架的中央应当分布热带雨林,并不支持草原走廊的假说[16 ] . ...
The status of the Indo-Pacific Warm Pool and adjacent land at the Last Glacial Maximum
1
2002
... 这场争论也体现在海洋记录分析和气候模拟的结果上.澳洲De Deckker等[17 ] 根据海洋同位素值和部分孢粉证据,认为冰期时西太平洋暖池区变干,论据之一是该区冰期低海面时海洋面积缩小、水汽来源减少.但是,孙湘君等[18 ] 对南海南部深海沉积进行的孢粉分析却显示出冰期和冰后期一样潮湿,与南海北部冰期时变干恰成对照; 王晓梅等[19 ] 对巽他陆架柱状样分析的结果,也发现冰期时以低地雨林为主,河谷有沼泽发育,只有变凉而无变干的证据.数值模拟的结果也是前后矛盾:对巽他陆架进行的数值模拟,曾发现冰盛期时热带辐合带的南北都会变凉、变干[20 ] ;后来将古气候模型与古生物证据结合起来,对巽他陆架的植被分带变迁进行模拟,却发现热带雨林的分布范围在冰期时最大,末次冰盛期以来低地森林从1.3×106 km2 减为8×105 km2 ,高地森林从2×105 km2 减为1×105 km2 ,现在是森林面积最小的时期[21 ] . ...
Deep-sea pollen from the South China Sea: Pleistocene indicators of East Asian monsoon
1
2003
... 这场争论也体现在海洋记录分析和气候模拟的结果上.澳洲De Deckker等[17 ] 根据海洋同位素值和部分孢粉证据,认为冰期时西太平洋暖池区变干,论据之一是该区冰期低海面时海洋面积缩小、水汽来源减少.但是,孙湘君等[18 ] 对南海南部深海沉积进行的孢粉分析却显示出冰期和冰后期一样潮湿,与南海北部冰期时变干恰成对照; 王晓梅等[19 ] 对巽他陆架柱状样分析的结果,也发现冰期时以低地雨林为主,河谷有沼泽发育,只有变凉而无变干的证据.数值模拟的结果也是前后矛盾:对巽他陆架进行的数值模拟,曾发现冰盛期时热带辐合带的南北都会变凉、变干[20 ] ;后来将古气候模型与古生物证据结合起来,对巽他陆架的植被分带变迁进行模拟,却发现热带雨林的分布范围在冰期时最大,末次冰盛期以来低地森林从1.3×106 km2 减为8×105 km2 ,高地森林从2×105 km2 减为1×105 km2 ,现在是森林面积最小的时期[21 ] . ...
Vegetation on the Sunda Shelf, South China Sea, during the Last Glacial Maximum
1
2009
... 这场争论也体现在海洋记录分析和气候模拟的结果上.澳洲De Deckker等[17 ] 根据海洋同位素值和部分孢粉证据,认为冰期时西太平洋暖池区变干,论据之一是该区冰期低海面时海洋面积缩小、水汽来源减少.但是,孙湘君等[18 ] 对南海南部深海沉积进行的孢粉分析却显示出冰期和冰后期一样潮湿,与南海北部冰期时变干恰成对照; 王晓梅等[19 ] 对巽他陆架柱状样分析的结果,也发现冰期时以低地雨林为主,河谷有沼泽发育,只有变凉而无变干的证据.数值模拟的结果也是前后矛盾:对巽他陆架进行的数值模拟,曾发现冰盛期时热带辐合带的南北都会变凉、变干[20 ] ;后来将古气候模型与古生物证据结合起来,对巽他陆架的植被分带变迁进行模拟,却发现热带雨林的分布范围在冰期时最大,末次冰盛期以来低地森林从1.3×106 km2 减为8×105 km2 ,高地森林从2×105 km2 减为1×105 km2 ,现在是森林面积最小的时期[21 ] . ...
Exposing the Sunda shelf: Tropical responses to eustatic sea level change
1
2003
... 这场争论也体现在海洋记录分析和气候模拟的结果上.澳洲De Deckker等[17 ] 根据海洋同位素值和部分孢粉证据,认为冰期时西太平洋暖池区变干,论据之一是该区冰期低海面时海洋面积缩小、水汽来源减少.但是,孙湘君等[18 ] 对南海南部深海沉积进行的孢粉分析却显示出冰期和冰后期一样潮湿,与南海北部冰期时变干恰成对照; 王晓梅等[19 ] 对巽他陆架柱状样分析的结果,也发现冰期时以低地雨林为主,河谷有沼泽发育,只有变凉而无变干的证据.数值模拟的结果也是前后矛盾:对巽他陆架进行的数值模拟,曾发现冰盛期时热带辐合带的南北都会变凉、变干[20 ] ;后来将古气候模型与古生物证据结合起来,对巽他陆架的植被分带变迁进行模拟,却发现热带雨林的分布范围在冰期时最大,末次冰盛期以来低地森林从1.3×106 km2 减为8×105 km2 ,高地森林从2×105 km2 减为1×105 km2 ,现在是森林面积最小的时期[21 ] . ...
The current refugial rainforests of Sundaland are unrepresentative of their biogeographic past and highly vulnerable to disturbance
2
2009
... 这场争论也体现在海洋记录分析和气候模拟的结果上.澳洲De Deckker等[17 ] 根据海洋同位素值和部分孢粉证据,认为冰期时西太平洋暖池区变干,论据之一是该区冰期低海面时海洋面积缩小、水汽来源减少.但是,孙湘君等[18 ] 对南海南部深海沉积进行的孢粉分析却显示出冰期和冰后期一样潮湿,与南海北部冰期时变干恰成对照; 王晓梅等[19 ] 对巽他陆架柱状样分析的结果,也发现冰期时以低地雨林为主,河谷有沼泽发育,只有变凉而无变干的证据.数值模拟的结果也是前后矛盾:对巽他陆架进行的数值模拟,曾发现冰盛期时热带辐合带的南北都会变凉、变干[20 ] ;后来将古气候模型与古生物证据结合起来,对巽他陆架的植被分带变迁进行模拟,却发现热带雨林的分布范围在冰期时最大,末次冰盛期以来低地森林从1.3×106 km2 减为8×105 km2 ,高地森林从2×105 km2 减为1×105 km2 ,现在是森林面积最小的时期[21 ] . ...
... 有趣的是这场“避难所”假说的高潮,相当缺乏古生物、尤其是古植物证据的支撑,提出的证据也缺乏确切的年龄数据. 近年来的钻探和研究、特别是孢粉分析,陆续发现冰期时的南美洲并没有干旱,亚马逊盆地并没有成为干草原的确切证据,以致有的学者已经在探讨“避难所假说的兴起和没落”[24 ] .至今无论地质古生物还是现代生物界,虽然找到了亚马逊盆地气候有过急剧变化的证据,对于“避难所”假设还在争论.同样,热带雨林“避难所”的问题也在东南亚提出:是不是巽他陆架冰期时也是树林分布有限,只在“避难所”里保留[25 ] ?东南亚的热带树林,究竟在冰期面积收缩进入“避难所”,还是冰期时面积更大、冰期之后方才缩小,因此现在的树林才是“避难所”?[21 ] ...
Speciation in Amazonian forest birds
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1969
... 冰期热带森林面积之争, 并不是从巽他陆架开始,争论的源头远在亚马逊盆地.半世纪前提出过一种观点叫做“避难所假说”,认为冰期时热带盆地气候干旱,热带树林收缩在山坡迎风面的多雨区,使原先大片的雨林分解为众多孤立的林区,生物得以在此“避难”.正因为生物在这些“避难所”里分别演化,才能产生出特别高的多样性,使得现在亚马逊河盆地生物多样性高居全球之首[22 ] .“避难所”假说曾经风靡一时,研究各个门类的生物学家们纷纷提出设想,以此来解释亚马逊盆地丰富的现代生物群,地质界也相应提出一些冰期时干旱的证据[23 ] .影响所及,“避难所”假说成为研究全球热带森林生物演化的指针,包括巽他陆架在内. ...
Climatic forcing of evolution in Amazonia during the Cenozoic: On the refuge theory of biotic differentiation
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2001
... 冰期热带森林面积之争, 并不是从巽他陆架开始,争论的源头远在亚马逊盆地.半世纪前提出过一种观点叫做“避难所假说”,认为冰期时热带盆地气候干旱,热带树林收缩在山坡迎风面的多雨区,使原先大片的雨林分解为众多孤立的林区,生物得以在此“避难”.正因为生物在这些“避难所”里分别演化,才能产生出特别高的多样性,使得现在亚马逊河盆地生物多样性高居全球之首[22 ] .“避难所”假说曾经风靡一时,研究各个门类的生物学家们纷纷提出设想,以此来解释亚马逊盆地丰富的现代生物群,地质界也相应提出一些冰期时干旱的证据[23 ] .影响所及,“避难所”假说成为研究全球热带森林生物演化的指针,包括巽他陆架在内. ...
The rise and fall of the Refugial Hypothesis of Amazonian speciation:A paleoecological perspective
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2006
... 有趣的是这场“避难所”假说的高潮,相当缺乏古生物、尤其是古植物证据的支撑,提出的证据也缺乏确切的年龄数据. 近年来的钻探和研究、特别是孢粉分析,陆续发现冰期时的南美洲并没有干旱,亚马逊盆地并没有成为干草原的确切证据,以致有的学者已经在探讨“避难所假说的兴起和没落”[24 ] .至今无论地质古生物还是现代生物界,虽然找到了亚马逊盆地气候有过急剧变化的证据,对于“避难所”假设还在争论.同样,热带雨林“避难所”的问题也在东南亚提出:是不是巽他陆架冰期时也是树林分布有限,只在“避难所”里保留[25 ] ?东南亚的热带树林,究竟在冰期面积收缩进入“避难所”,还是冰期时面积更大、冰期之后方才缩小,因此现在的树林才是“避难所”?[21 ] ...
Quaternary rainforest refugia in south-east Asia: Using termites (Isoptera) as indicators
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2002
... 有趣的是这场“避难所”假说的高潮,相当缺乏古生物、尤其是古植物证据的支撑,提出的证据也缺乏确切的年龄数据. 近年来的钻探和研究、特别是孢粉分析,陆续发现冰期时的南美洲并没有干旱,亚马逊盆地并没有成为干草原的确切证据,以致有的学者已经在探讨“避难所假说的兴起和没落”[24 ] .至今无论地质古生物还是现代生物界,虽然找到了亚马逊盆地气候有过急剧变化的证据,对于“避难所”假设还在争论.同样,热带雨林“避难所”的问题也在东南亚提出:是不是巽他陆架冰期时也是树林分布有限,只在“避难所”里保留[25 ] ?东南亚的热带树林,究竟在冰期面积收缩进入“避难所”,还是冰期时面积更大、冰期之后方才缩小,因此现在的树林才是“避难所”?[21 ] ...
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1977
... “避难所”之争的意义,其实已经超越了区域范围.在生物学上,它涉及物种多样性的演变机制;在气候学上,它关系到全球碳循环的演变.冰期时大气CO2 浓度减低,这些碳到哪里去了?大洋和陆地的碳储库各有多少变化?至今并不清楚.40年前Shackleton[26 ] 根据海洋有孔虫壳体里碳同位素 (δ13 C) 的变化,推论随着冰期时世界三大热带雨林因干旱而萎缩,大量陆地植物碳进入海洋,使得海水δ13 C变轻.至于陆地植物减少了多少碳,意见并不一致:1990年Nature 杂志发表过2篇文章,一篇说只有3×1010 ~5×1010 t[27 ] ,另一篇却是1.35×1011 t[28 ] .4年后Nature 再发表一篇文章,认为有2.7×1011 ~7.2×1011 t[29 ] ;而近年来根据古植被再造得出陆地储碳量,冰期减少量有5.5×1011 ~6.94×1011 t之多[30 ] ,不同的估算至今缺乏定论. ...
The sensitivity of terrestrial carbon storage to climate change
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1990
... “避难所”之争的意义,其实已经超越了区域范围.在生物学上,它涉及物种多样性的演变机制;在气候学上,它关系到全球碳循环的演变.冰期时大气CO2 浓度减低,这些碳到哪里去了?大洋和陆地的碳储库各有多少变化?至今并不清楚.40年前Shackleton[26 ] 根据海洋有孔虫壳体里碳同位素 (δ13 C) 的变化,推论随着冰期时世界三大热带雨林因干旱而萎缩,大量陆地植物碳进入海洋,使得海水δ13 C变轻.至于陆地植物减少了多少碳,意见并不一致:1990年Nature 杂志发表过2篇文章,一篇说只有3×1010 ~5×1010 t[27 ] ,另一篇却是1.35×1011 t[28 ] .4年后Nature 再发表一篇文章,认为有2.7×1011 ~7.2×1011 t[29 ] ;而近年来根据古植被再造得出陆地储碳量,冰期减少量有5.5×1011 ~6.94×1011 t之多[30 ] ,不同的估算至今缺乏定论. ...
Increases in terrestrial carbon storage from the Last Glacial Maximum to the present
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1990
... “避难所”之争的意义,其实已经超越了区域范围.在生物学上,它涉及物种多样性的演变机制;在气候学上,它关系到全球碳循环的演变.冰期时大气CO2 浓度减低,这些碳到哪里去了?大洋和陆地的碳储库各有多少变化?至今并不清楚.40年前Shackleton[26 ] 根据海洋有孔虫壳体里碳同位素 (δ13 C) 的变化,推论随着冰期时世界三大热带雨林因干旱而萎缩,大量陆地植物碳进入海洋,使得海水δ13 C变轻.至于陆地植物减少了多少碳,意见并不一致:1990年Nature 杂志发表过2篇文章,一篇说只有3×1010 ~5×1010 t[27 ] ,另一篇却是1.35×1011 t[28 ] .4年后Nature 再发表一篇文章,认为有2.7×1011 ~7.2×1011 t[29 ] ;而近年来根据古植被再造得出陆地储碳量,冰期减少量有5.5×1011 ~6.94×1011 t之多[30 ] ,不同的估算至今缺乏定论. ...
Terrestrial carbon storage at the LGM
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1994
... “避难所”之争的意义,其实已经超越了区域范围.在生物学上,它涉及物种多样性的演变机制;在气候学上,它关系到全球碳循环的演变.冰期时大气CO2 浓度减低,这些碳到哪里去了?大洋和陆地的碳储库各有多少变化?至今并不清楚.40年前Shackleton[26 ] 根据海洋有孔虫壳体里碳同位素 (δ13 C) 的变化,推论随着冰期时世界三大热带雨林因干旱而萎缩,大量陆地植物碳进入海洋,使得海水δ13 C变轻.至于陆地植物减少了多少碳,意见并不一致:1990年Nature 杂志发表过2篇文章,一篇说只有3×1010 ~5×1010 t[27 ] ,另一篇却是1.35×1011 t[28 ] .4年后Nature 再发表一篇文章,认为有2.7×1011 ~7.2×1011 t[29 ] ;而近年来根据古植被再造得出陆地储碳量,冰期减少量有5.5×1011 ~6.94×1011 t之多[30 ] ,不同的估算至今缺乏定论. ...
Global vegetation and terrestrial carbon cycle changes after the last ice age
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2011
... “避难所”之争的意义,其实已经超越了区域范围.在生物学上,它涉及物种多样性的演变机制;在气候学上,它关系到全球碳循环的演变.冰期时大气CO2 浓度减低,这些碳到哪里去了?大洋和陆地的碳储库各有多少变化?至今并不清楚.40年前Shackleton[26 ] 根据海洋有孔虫壳体里碳同位素 (δ13 C) 的变化,推论随着冰期时世界三大热带雨林因干旱而萎缩,大量陆地植物碳进入海洋,使得海水δ13 C变轻.至于陆地植物减少了多少碳,意见并不一致:1990年Nature 杂志发表过2篇文章,一篇说只有3×1010 ~5×1010 t[27 ] ,另一篇却是1.35×1011 t[28 ] .4年后Nature 再发表一篇文章,认为有2.7×1011 ~7.2×1011 t[29 ] ;而近年来根据古植被再造得出陆地储碳量,冰期减少量有5.5×1011 ~6.94×1011 t之多[30 ] ,不同的估算至今缺乏定论. ...
Ice-age terrestrial carbon changes revisited
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1995
... 冰期里陆地植被及其碳库的定量估算,是模拟温室气体浓度变化和气候长期趋势预测的重要根据,在当前全球变暖的研究中举足轻重,属于关键性的科学问题.但是其推测结果的悬殊,暴露出认识方法上的严重缺陷.全球陆地碳储库很难定量,而根据海洋δ13 C来间接推算当然会有问题.一方面,无论陆地植被还是土壤的碳储库及其碳同位素,其定量值都有很大的不确定性;另一方面,海洋中影响δ13 C值的因素众多,本身尚待研究,用作估算冰期陆地碳储库变化的定量根据,不可能得出可靠的结论[31 ] .因此从地质记录里直接获取陆地植被本身变化的证据,就显得格外重要.海洋同位素记录和数值模拟都是很有用的研究手段,但是真正认识陆地植被的变化,归根结底还需要依靠其本身的地质记录,主要也就是热带雨林本身的记录.其中一项关键性的举措,就是在巽他陆架实施大洋钻探. ...
Rapid flooding of the Sunda shelf—A Late-Glacial sea-level record
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2000
... 巽他陆架引起第四纪研究的重视,首先在于其海平面变化.巽他陆架也称“亚洲大浅滩”,面积180万km2 , 是极地以外最大的陆架区.由于其构造稳定、坡度微小、陆源碎屑物供应充分,特别有利于冰期海面升降的高分辨率古环境研究.一般的陆架沉积会因海退及随后海进的过程冲刷而缺失,而巽他陆架依靠其800 km的宽度和小到1: 9 000的坡度,使得海退沉积得以保存[6 ] .比如“太阳号”115航次取得的高分辨率记录揭示,在冰后期的300年里(14 600~14 300年前)海面上升了16 m[32 ] ,平均每星期上升1 mm.巽他陆架这一类的沉积记录吸引了地质界的注意,各国学者几度提出在此进行大洋钻探,钻取几百万年来的沉积记录,追踪海平面变化和河系演变.上述陆地碳储库的地质变化,又为巽他陆架的大洋钻探增添了新视角. ...
Global and regional importance of the tropical peatland carbon pool
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2011
... 在全球的热带雨林中,巽他陆架经历的沧桑变化最大、未知的成分也最多,因而其钻探研究也就具有最大的吸引力.现代世界的三大热带森林,尽管亚马逊河盆地的面积最大,储碳最多的却是东南亚.因为储碳量不仅取决于树林的面积,还和树木高度和分布密度等因素相关,此外还有土壤储碳.三大热带雨林相比,非洲的树木最高,婆罗洲的立木密度(stem density)最大、每公顷的碳储量也最高,亚马逊河盆地却是最低的.另外一个因素是泥炭,这是热带土壤储碳的主要形式,而全球热带泥炭总量的 77%在东南亚[33 ] .印尼是世界上热带泥炭地面积最大的国家,有1.6×107 ~2.7×107 hm2 ,其中主要在海岸和近岸低地,伊利亚爪哇 4.6×106 hm2 ,加里曼丹6.8×106 hm2 ,苏门答腊 8.3×106 hm2[34 ] .可见即使在海水淹没的条件下,东南亚热带树林仍然是世界热带森林储碳的冠军,如果冰期时巽他陆架海底出露也形成热带森林,储碳量更要大幅度增加.历来冰期循环中的碳循环再造,都认为冰期时植被萎缩、陆地碳储库减小[10 ] , 如果东南亚的变化趋势相反,热带森林碳储库显著增大,其结果必然要影响全球碳循环的数值模拟,影响对冰期时大气CO2 去处的推断. ...
Interdependence of peat and vegetation in a tropical peat swamp forest
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1999
... 在全球的热带雨林中,巽他陆架经历的沧桑变化最大、未知的成分也最多,因而其钻探研究也就具有最大的吸引力.现代世界的三大热带森林,尽管亚马逊河盆地的面积最大,储碳最多的却是东南亚.因为储碳量不仅取决于树林的面积,还和树木高度和分布密度等因素相关,此外还有土壤储碳.三大热带雨林相比,非洲的树木最高,婆罗洲的立木密度(stem density)最大、每公顷的碳储量也最高,亚马逊河盆地却是最低的.另外一个因素是泥炭,这是热带土壤储碳的主要形式,而全球热带泥炭总量的 77%在东南亚[33 ] .印尼是世界上热带泥炭地面积最大的国家,有1.6×107 ~2.7×107 hm2 ,其中主要在海岸和近岸低地,伊利亚爪哇 4.6×106 hm2 ,加里曼丹6.8×106 hm2 ,苏门答腊 8.3×106 hm2[34 ] .可见即使在海水淹没的条件下,东南亚热带树林仍然是世界热带森林储碳的冠军,如果冰期时巽他陆架海底出露也形成热带森林,储碳量更要大幅度增加.历来冰期循环中的碳循环再造,都认为冰期时植被萎缩、陆地碳储库减小[10 ] , 如果东南亚的变化趋势相反,热带森林碳储库显著增大,其结果必然要影响全球碳循环的数值模拟,影响对冰期时大气CO2 去处的推断. ...
Biogeography and conservation in Southeast Asia: How 2.7 million years of repeated environmental fluctuations affect today’s patterns and the future of the remaining refugial-phase biodiversity
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2010
... 巽他陆架冰期碳库的再认识,对于长尺度的地质历史尤其重要,因为在地质尺度上,当前陆架被淹的现状并没有代表性.在冰期旋回里,间冰期延续的时间都要比冰期短得多,而今天 “海洋大陆”的状况在东南亚近百万年的历史上大约占2%的时间,最近200万年来有90%以上的时间陆地面积是现在的1.5~2倍, 可以说现在的东南亚才是处在森林面积最小的生物“避难所”时期(图5 )[35 ] .因此,获取巽他陆架数百万年的地质长记录,可望为全球碳循环的研究注入新的活力. ...
... 近一百万年来东南亚热带低地森林面积最大变化的推断[35 ] ...
... Maximum fluctuations in tropical lowland forest extent in Southeast Asia during the last 1 Ma[35 ] ...
A semi-quantitative method for the reconstruction of eustatic sea level history from seismic profiles and its application to the southern South China Sea
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2005
... 为此,需要在地震勘探和沉积、地形调查的基础上,选择适当的站位进行钻探,获取上新世—更新世的沉积记录,再造东南亚热带雨林的演变历史,进而澄清热带雨林在全球碳循环中的作用.根据地震剖面推断,北巽他河下游发育着近5 Ma来的地层,是进行钻探的良好目标(图6 )[36 ] ,具体说应当考虑在北巽他河和古湄南—柔佛河下游选择井位(图3 ).一旦巽他陆架的大洋钻探得以实现,就能为追溯海面变化、河系演变、生物地理和陆地碳循环等多方面提供珍贵资料,为气候环境演变的研究作出无可替代的贡献. ...
... 巽他陆架东北的地震剖面[36 ] ...
... Seismic profile on the NE Sunda Shelf[36 ] ...
The global monsoon across time scales: Mechanisms and outstanding issues
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2017
... 总之,实现巽他陆架的大洋钻探还有很长的路要走,然而这是一项具有深远学术意义的举措.热带是太阳辐射能量集中的地区,也是现代气候学中水循环的源头,然而从第四纪冰期起步的古气候学,通常都习惯于从北极冰盖去寻找气候变化的动力.现在,世界三大热带雨林区在水循环和碳循环中的作用亟待查明.值得注意的是,这三者都处在季风影响下,而季风降雨本身就有强烈的岁差周期,并不一定要与冰期旋回相对应[37 ] .我们期待着巽他陆架的钻探,将为研究气候变化的热带驱动开拓新的途径. ...
甘公网安备62010202000687
