浮游有孔虫表层水种不同形态类型壳体的Sr/Ca记录

浮游有孔虫表层水种Globigerinoides ruber （白色）和Trilobatus sacculifer壳体是过去海洋环境信息的重要载体,其壳体Sr/Ca比值在重建古海洋环境变化中具有较大潜力,因此本文旨在探讨G. ruber（白色）和T. sacculifer的不同形态类型Sr/Ca比的差异及其影响因素。对取自西菲律宾海的MD06-3047B沉积物岩芯中G. ruber的两种形态类型,即G. ruber(sensu stricto, s.s.)和G. ruber(sensu lato, s.l.),以及T. sacculifer的两种形态类型,即T. sacculifer (with sac)和T. sacculifer (without sac)壳体的Sr/Ca进行了测试分析。结果显示,MIS 3期（～48 ka）以来,MD06-3047B岩芯中G. ruber s.s.和G. ruber s.l.的Sr/Ca差异较小;而T. sacculifer (with sac)和T. sacculifer (without sac)的Sr/Ca存在显著差异,且前者显著高于后者。通...     

南海中部全新世以来海山深潜区有孔虫的地球化学记录及反映的气候变化

有孔虫在生长发育过程中能够捕获或黏附周围海水中的钙质或硅质形成自己的壳体,因此有孔虫的地球化学特征能够记录古气候、古海洋和古环境信息。以2017年蛟龙号第136潜次在南海珍贝海山底部约2500 m水深位置精准采集的柱状样品为研究对象,对其中的G.ruber以及G.sacculifer两类浮游有孔虫壳体的Mg/Ca以及碳氧同位素组成进行了分析测试。结果表明自12.6 ka以来该海域表层海水温度(SST)的变化范围为24.4~29.3℃,平均温度为26.2℃,并能够识别出明显的气候突变事件,在时间范围上与新仙女木事件和全新世东亚夏季风突变事件大致吻合。这些突变事件可能受控于ENSO活动和热带辐合带(ITCZ)平均位置的纬向移动,并与北大西洋冰筏事件具有遥相关。此外,发现全新世期间浮游有孔虫G.sacculifer和G.ruber的碳同位素分馏值Δ^13CG.sacculifer-G.ruber与SST变化有关,SST降低时,Δ^13CG.sacculifer-G.ruber呈负偏;而在SST升高时,Δ^13CG.sacculifer-G.ruber呈正偏。     

MIS 6期以来西菲律宾海表层营养物质水平演化及其控制因素:浮游有孔虫Globigerinoides ruber的Cd/Ca证据

通过西菲律宾海MD06-3052孔浮游有孔虫Globigerinoides ruber的n(Cd)/n(Ca)[n(Cd)和n(Ca)分别指示Cd元素和Ca元素的物质的量]变化研究及其与陆源物质输入、海水结构以及海洋初级生产力等重建结果对比,从营养物质来源和利用两方面,探究了MIS6期以来该区域表层营养物质水平演化及其控制因素,从而为热带西太平洋生物泵作用和营养物质循环提供新思路和新证据。MIS6期以及MIS 2—3期研究区吕宋岛来源的陆源物质输入增多,导致了研究区MIS 6晚期、MIS 3早期和MIS2期浮游有孔虫G. ruber n(Cd)/n(Ca)的升高。而在MIS 3晚期,尽管陆源物质输入量大、次表层营养物质上涌,但初级生产力对于营养物质的利用量大于前两者营养物质输入量之和,最终形成研究区浮游有孔虫G. ruber n(Cd)/n(Ca)在MIS 3晚期呈现逐渐降低的趋势。海平面的迅速升高导致营养物质来源短期不足引起MIS 6/5冰消期浮游有孔虫G. ruber n(Cd)/n(Ca)呈现低值。而MIS 5e期研究区陆源物质输入的增多,又促使浮游有孔虫G. ruber n(Cd)/n(Ca)出现高值。此外, MIS 4—5d期,陆源物质输入较低、次表层营养物质仍受到阻碍,但研究区初级生产力在MIS4—5d期则逐渐升高,致使研究区浮游有孔虫G.rubern(Cd)/n(Ca)呈现下降趋势。研究结果反映不同时期浮游有孔虫G.rubern(Cd)/n(Ca)的受控因素不同,需要对其从营养物质来源和利用两方面因素加以考虑,才能获得更为准确的研究结果。总之,本文对西菲律宾海浮游有孔虫n(Cd)/n(Ca)指标的探究,不仅为该指标在热带西太平洋区域的古海洋学研究打下了基础,还为该指标在其他海域更为准确的探究提供了新的思路。     

浮游有孔虫壳体重量的古海洋学应用

海洋沉积物中浮游有孔虫壳体重量同时受到上层海洋钙化过程和深海碳酸钙溶解作用的影响，是一种潜在的古海洋代用指标。基于全球大洋表层沉积物的指标现代过程校准，发现当深海碳酸根离子饱和度<20μmol·kg^-1，溶解作用开始显著影响浮游有孔虫壳体重量。易溶种的壳体重量对碳酸根离子饱和度的响应更加敏感，可以作为可靠的深海碳酸根离子饱和度代用指标。当深海碳酸根离子饱和度>20μmol·kg^-1，浮游有孔虫壳体重量可反映其钙化程度。基于该指标的古海洋学研究揭示了冰期旋回中浮游有孔虫钙化过程主要响应海水碳酸盐系统和温度变化；上新世以来太平洋深海碳酸根离子饱和度演化主要受控于海平面、南大洋冰盖/海冰和全球温盐环流变化。浮游有孔虫壳体重量指标为探索海洋碳循环演化提供了有力工具。     

末次冰期最盛期热带西太平洋的海洋表层温度

热带西太平洋是全球海-气相互作用最强烈的区域,在地球气候系统中极为重要。为获得该海区末次冰盛期(LGM)海洋表层温度(SST)变化,以Ontong-Java海台WP7浮游有孔虫G.ruber为材料,结合其他站位,通过求解由G.ruber壳体镁钙元素比值(Mg/Ca)、壳体氧同位素(δ18Oc)和SST相互关系组成的方程组,排除了海水盐度对G.ruber壳体Mg/Ca的影响,对SST降幅进行了估算。结果表明,热带西太平洋LGM时期SST较晚全新世(LH)降幅达到了4.5℃,其中西太平洋暖池核心区(29℃等温线以内)约3.9℃,远大于以前的估算结果,但小于热带印度洋约5.8℃的结果,接近热带东太平洋约3.6℃的SST降幅,这可能是LGM时期西太暖池规模向东缩小的结果。     

黄、东海陆架2011年秋季活体浮游有孔虫生态分布

现代活体浮游有孔虫的生态研究是其古环境重建应用的重要基础。根据黄、东海陆架2011年秋季采集的20个垂直浮游拖网样品,分析了该海域浮游有孔虫的秋季生态分布特征。结果表明,黄海秋季基本上没有浮游有孔虫的出现。东海共发现13种活体浮游有孔虫,主要优势属种依次为Globigerinoides sacculifer、Pulleniatina obliquiloculata、Globigerina bulloides、Neogloboquadrina dutertrei和Globigerinoides ruber。浮游有孔虫丰度整体上呈现东南高,西北低的分布格局,这种分布格局反映了浮游有孔虫在黄、东海陆架区的分布主要受外海水影响强弱控制。浮游有孔虫主要属种在东海陆架呈现明显的区域分布差异:暖水种G. sacculifer是秋季陆架海区的主要优势种,其分布格局与总丰度基本一致,相对含量从南至北、从东至西逐渐降低,主要受区域表层海水温度变化的控制。G. bulloides与G. sacculifer呈相反的含量分布变化,其高含量主要出现在东海中陆架,从北往南逐渐降低,此外,在闽浙沿岸也有较高含量,表明了温度和生产力是影响G. bulloides在黄、东海陆架分布的主要因素。秋季P. obliquiloculata和N. dutertrei的高含量主要出现在东海南部中陆架区和济州岛西南黄海暖流影响区,可能受暖水与生产力的共同制约。     

西北太平洋MD06-3054孔浮游有孔虫表层海水温度估算

在古海洋学研究中,常用浮游有孔虫来恢复表层海水温度(SST),然而基于浮游有孔虫恢复SST的这些方法之间存在一定的差异.为了说明各方法的特点,在浮游有孔虫鉴定和浮游有孔虫表层种Globigerinoides ruber Mg/Ca比值测试的基础上,分别利用转换函数FP12-E,现代类比(Modern Analog Te...     

冲绳海槽表层沉积物中浮游有孔虫壳体的氧同位素分布特征及其影响因素

选择冲绳海槽的3个剖面A、B、C上的现代表层沉积物样品，对浮游有孔虫Globigerinoides ruber、Glo-bigerinoides sacculifer和Neogloboquadrina dutertrei进行了氧同位素分析，结果表明，几乎所有样品从G.ruber到G.sacculifer到N.dutertrei其氧同位素值均由轻变重，表明3种有孔虫其生活水层依次由浅到深，进一步证实了这3个种的生态生活习性在冲绳海槽区域与开放大洋同样一致，在槽穿海槽的A、C两个剖面上，G.ruber和N.dutertrei的氧同位素有相似的变化，从西向东氧内闰素值依次由轻变重，然后又变轻，表明剖面西侧站位有孔虫壳体氧同位素因受冲淡水影响较强而变轻，而在东侧站位受高温黑潮的影响氧同位素同样有变轻的趋势，沿海槽轴向展布的剖面B上的氧同位素变化主要受冲淡水的影响，表层水体在剖面中部和南端冲淡水影响相对较大，而次表层水只在剖面南端受冲淡水影响相对较强，剖面A、C上的N.dutertrei和G.ruber的氧同位素差值有着相反的变化趋势，在剖面A上，氧同位素差值从近陆端向近岛弧端逐渐由小变大，而在剖面C上，则逐渐由大变小，上述变化可能表明了磁部区域黑潮支流对表层水体的影响要大于次表层水体，而在南部海槽区域，黑潮暖流对次表层水体有相对较强的影响。     

印度洋东经90°海岭表层沉积物浮游有孔虫分布特征及其影响因素

对东印度洋90°海岭附近海域82个表层沉积物样品中的浮游有孔虫进行鉴定统计分析,揭示了研究区表层沉积物中浮游有孔虫区域分布特征,并对其影响因素进行了初步探讨。研究表明,东印度洋90°海岭附近海域表层沉积物中浮游有孔虫呈现典型的热带-亚热带组合特征,共鉴定出浮游有孔虫30种。运用聚类分析,得到3个浮游有孔虫组合：组合类群Ⅰ主要分布在5°～10°N的孟加拉湾南部开阔海域,主要种属包括Globigerinoides sacculifer, Globigerinoides ruber, Neogloboquadrina dutertrei,体现了生产力及海水盐度对有孔虫组合的影响;组合类群Ⅱ主要在5°N至5°S,沿东经90°海岭分布。主要种属包括Globigerinoides ruber,Globorotalia menardii,Neogloboquadrina dutertrei,体现了水深及生产力对有孔虫组合的影响;组合类群Ⅲ对称分布在组合类群Ⅱ两侧水深较深的海域,主要种属包括Globorotalia tumida, Globorotalia menardi, Pulleniatina ...     

热带西太平洋250ka来浮游有孔虫G.sacculifer壳体质量变化特征及控制机理

作为新兴的海水CO2-3替代性指标,浮游有孔虫壳体质量对于海洋碳循环研究具有重要意义。测定了热带西太平洋WP7孔250ka以来表层浮游有孔虫G.sacculifer壳体质量。除了在MIS1和MIS4期外,壳体质量显示冰期重、间冰期轻的旋回特征,响应大气pCO2变化,表明大气pCO2变化是该海域浮游有孔虫壳体质量变化的主控因素。研究结果表明MIS4期间壳体质量异常低值可能是该时期加强的上升流和CaCO3溶解事件共同导致。温度与营养盐浓度并不是壳体质量异常的主要原因,共生体则可能是影响因素。G.sacculifer壳体质量与大气pCO2整体上良好的反相关关系表明其可以作为可靠的表层海水CO2-3替代性指标。     

钙质底栖有孔虫壳的溶解试验

用相同pH值的醋酸(HAc)-醋酸钠(NaAc)缓冲溶液,对不同大小、属种的底栖有孔虫壳体进行溶解试验,并结合壳体成分、壳壁厚度、壳壁孔的有无、大小及密度进行了综合分析.本文认为,引起有孔虫壳差异溶解的因素首先是壳体大小,其次是壳体成分和壳体结构;通过不同pH值的醋酸-醋酸钠溶液对有孔虫壳体的溶解试验,发现pH在5.5-6.0之间时(常温、常压),有孔虫壳的溶解作用最为稳定.本文还讨论了浅水底栖有孔虫的保存问题.     

西菲律宾海2万年以来浮游有孔虫壳体重量变化

为探讨2万年以来浮游有孔虫的壳体重量变化及其影响因素,对取自西菲律宾海MD06-3052岩芯的浮游有孔虫表层种Globigerinoides ruber进行壳体重量分析,基于氧同位素年龄模式,获得了2万年以来有孔虫传统壳体重量(WMS)和标准化壳体重量(WSN)变化特征。对比两种壳体重量指标,发现在本海区标准化壳体重量指标更为准确。结果表明,2万年以来,浮游有孔虫WSN具有不断变轻的趋势,整体表现为冰期时壳体重量较重,而全新世时壳体重量相对较轻的特征。末次冰盛期(Last Glacial Maximum,LGM)以来浮游有孔虫WSN变化曲线同大气CO2浓度变化曲线具有较好的相似性,推测在该海区控制壳体重量的主要因素为与全球大气CO2相关的表层海水的CO32–浓度。     

南海北部盛冰期以来古海洋环境变化的沉积记录

利用气候替代指标U₃₇k-SST,浮游有孔虫Globigerinoides ruber的δ18O,δ13C,微体古生物种群变化、陆源和生源组分以及沉积物粒径等,对南海北部69孔沉积物进行综合研究.结果表明U₃₇k-SST在冰后期为23.3～26.9℃,在末次盛冰期时为22.2～23.8℃.用浮游有孔虫转换函数法对季节温差进行估算,在冰后期为4.5～7.0℃,在末次冰期为7.0～9.0℃,两种估温法均反映了古气候变化相应的海水表层温度.69柱沉积物地层记录在末次盛冰期浮游有孔虫温带优势种Neogloboguadrina pachyderma和营养种Neogloboguadrina dutertrei丰度一致增加;热带优势种Pulleniatina obliqueloculata和Globigerinoide sacculifer以及超微化石丰度则相应减少,而冰后期则相反.浮游有孔虫、钙质超微化石组成和数量的改变也为古海洋温度升、降提供了直接的证据.研究还表明南海北部冰后期以河流搬运为主,末次盛冰期时以风力搬运占优势,这反映了冬季风强化.     

浮游有孔虫壳体氧同位素的古水温及古盐度意义--以东北印度洋260ka以来沉积记录为例

以东北印度洋的两支岩心为研究对象,由稳定同位素质谱仪获得浮游有孔虫壳体Globigerinoides ruber的δ^18O.研究表明,利用壳体δ^18o计算表层海水温度必须充分考虑盐度效应的影响,在近岸的边缘海,盐度影响甚至大于温度的影响。通过分析SSTMg/Ca与SSTδ^18O的关系以及海水背景值δ^18Ow与盐度的关系,计算出了东北印度洋260ka以来各时期较准确的海水盐度值。结果表明,冰期盐度高而间冰期盐度低,且冰期时南北盐度梯度明显小于间冰期是该区显著的盐度分布和变化特征,这是特定的地理位置受南亚季风带来的蒸发-降水-淡水输入等诸多因素控制的结果。     

南海南部水体和沉积物中的浮游有孔虫氧碳

通过对2002年南海南部春季水体和表层沉积物中浮游有孔虫的δ18O和δ13C分析,初步探讨该区有孔虫氧碳同位素的海洋环境指示意义及其与沉降过程的关系. 结果表明,南海南部春季表层水体中Globigerinoides ruber (G. ruber)与Globigerinoides sacculifer(G. sacculifer)的δ18O均值基本相似,相对它们在表层沉积物中的δ18O明显要小;但在表层沉积物中G. ruber 的δ18O则比G. sacculifer相对要小0.34‰.这种差异可能与G. sacculifer的配子生殖二次钙化以及2个种属的季节性差异有关.Pulleniatina obliquiloculata(P. obliquiloculata)的δ18O在沉积物和水体中均较G. ruber和G. sacculifer明显偏大,表现出较大的种间差异.P. obliquiloculata的δ18O在春季水体中比其在沉积物中平均约小0.7‰,差值较大,可能是因为P. obliquiloculata为冬季种,主要出现在冬季低温水体中.3种浮游有孔虫的δ13C以G. sacculifer最大,G. ruber次之,P. obliquiloculata最低,这种差异可能主要由属种间的生命效应所引起.表层沉积物中G. ruber和G. sacculifer的δ18O从区域的西北往东南有逐渐变小的趋势,可能受区域年均表层水温西北低东南高的影响.在上升流发育区,P. obliquiloculata的δ18O和δ13C均明显偏高,其δ13C与水体营养的关系与南海北部的明显相反,有待进一步深入研究.     

南海北部沉积物中浮游有孔虫Globigerinoides ruber壳体氧同位素指示的冬季表层海水温度

有孔虫壳体的氧同位素值(δ18 O)是由其生长时海水δ18 O和温度决定的,在海水δ18 O已知的情况下,可以由壳体的δ18 O值估算海水温度。本文以南海北部沿岸地区9个站位的柱状沉积物中浮游有孔虫Globigerinoides ruber为研究对象,测试了其壳体的δ18 O值。分别以相应站点夏季与冬季表层海水的实测δ18 O值代入温度公式,估算了对应的夏季与冬季的海水温度值。然后把计算结果与World Ocean Atlas(WOA)数据库相应站点的海水温度数据作比较。结果表明,计算出的夏季海水温度与WOA的夏季温度有较大差别,而计算出的冬季海水温度则与WOA的冬季海水温度基本相当。这说明δ18 Oruber记录的是该区域冬季表层海水的温度,此区域内G.ruber这一属种的生产力和沉积通量在东亚冬季风盛行期间出现了最高值。     

南海南部上层水体浮游有孔虫的组成与分布特征

通过分析2012年4月在南海南部获取的浮游生物拖网样品,对水体中浮游有孔虫的区域分布特征及其影响因素进行了初步探讨。南海南部上层水体中共鉴定出现代浮游有孔虫19种,其中优势种为Globigerinoides sacculifer、Globigerinoides ruber、Globigerinella calida、Globigerinella siphonifera、Globorotalia menardii、Orbulina universa、Neogloboquadrina dutertrei。浮游有孔虫种属组成整体上呈现为热带-亚热带群落特征,浮游有孔虫生物丰度与西太平洋北赤道流区域的生物丰度相当。南海南部春季上层水体中浮游有孔虫整体表现为西高东低的区域分布特征,在垂直分布上浮游有孔虫集中分布在上部0～50m水层中,50m以深水体中浮游有孔虫生物丰度迅速降低。认为浮游有孔虫的分布受到温度、水体层化、初级生产力等多方面环境因子的综合作用。个别深水种(如Globorotalia menardii)出现了主要分布在0～50m水深的特殊现象。     

末次盛冰期以来南海西南海区对快速气候变化的响应特征

以南海西南巽他陆坡CG2岩心为材料,通过浮游有孔虫Globigerinoides ruber壳体的δ18 O和Mg/Ca重建了近24ka以来的表层海水温度(SST)和盐度(SSS),结合浮游有孔虫定量统计数据分析了末次盛冰期(LGM)以来南海西南海区上部水体环境的演化特征。研究表明,在YD、H1、8.2ka冷事件期间,巽他陆架海区盐度变高,浮游有孔虫暖水种丰度减少,温跃层变浅。相比其他开放大洋站位末次冰消期的缓慢变暖,南海西南海区Blling早期以及YD事件后期升温迅速,且H1期间具有明显的降温,是典型的"格陵兰式"升温,可能南海受东亚季风的影响强烈。东亚夏季风的强弱变化造成了海水盐度频繁的波动,在H1、YD期间,东亚夏季风突然减弱,盐度变高,B/A暖期夏季风增强,盐度变低,比较发现在这些气候事件期间,东、西太平洋站位的盐度变化特征几乎是一致的。LGM以来热带西太平洋海区的上层海水环境变化,与热带辐合带(ITCZ)的纬向移动及其相关的东亚季风异常有密切联系。     

南海南部水体和沉积物中的浮游有孔虫氧碳同位素分析

通过对2002年南海南部春季水体和表层沉积物中浮游有孔虫的δ^18O和δ^13C分析,初步探讨该区有孔虫氧碳同位素的海洋环境指示意义及其与沉降过程的关系。结果表明,南海南部春季表层水体中Gltbigerinoides ruber （G．ruber）与Globigerinoides sacculifer（G．sacculifer）的δ^18O均值基本相似,相对它们在表层沉积物中的δ^18O明显要小;但在表层沉积物中G．ruber的δ^18O则比G．sacculifer相对要小0．34‰。这种差异可能与G．sacculifer的配子生殖二次钙化以及2个种属的季节性差异有关。Pulleniatinaobliquiloculata（P．obliquiloculata）的δ^18O在沉积物和水体中均较G．ruber和G．sacculifer明显偏大,表现出较大的种间差异。P．obliquiloculata的δ^18O在春季水体中比其在沉积物中平均约小0．7‰,差值较大,可能是因为P．obliquiloculata为冬季种,主要出现在冬季低温水体中。3种浮游有孔虫的δ^13C以G．sacculifer最大,G．ruber次之,P．obliquiloculata最低,这种差异可能主要由属种间的生命效应所引起。表层沉积物中G．ruber和G．sacculifer的δ^18O从区域的西北往东南有逐渐变小的趋势,可能受区域年均表层水温西北低东南高的影响。在上升流发育区,P．obliquiloculata的δ^18O和δ^13C均明显偏高,其δ^13C与水体营养的关系与南海北部的明显相反,有待进一步深入研究。     

冲绳海槽48ka以来的碳同位素记录及其环境指示意义

冲绳海槽是末次冰期以来东海唯一始终保持连续沉积的区域, 保存了最为完整的古海洋古气候变动记录.为了研究末次冰期以来全球碳循环效应在这一区域的响应特征, 对取自冲绳海槽北部CSH1孔的浮游有孔虫N. dutertrei和G.ruber 壳体的δ^13C录进行了分析, 并且与冲绳海槽中部DGKS9603孔的记录进行了详细对比.结果表明, 48 cal.kaB.P.以来在冲绳海槽共记录了4个典型的δ^13C幅低值时期, 其持续时间分别在44-38.5, 36-30, 25-18.5与14-10 cal.kaB.P.之间.通过与开放太平洋及其他边缘海区的对比, 并与陆地气候变动记录相互印证, 证实了在这几个δ^13C幅低值时期中冲绳海槽受到陆源冲淡水的显著影响.另外, 西太平洋开放海区表层海水也影响海槽区.这两个主要影响因子在整个末次冰期呈现出此消彼涨的作用模式.