晚第四纪以来中纬度北太平洋古生产力记录

综合论述了晚第四纪以来北太平洋中纬度地区海洋古生产力变化特征及其影响因素。晚第四纪以来,北太平洋中纬度地区海洋古生产力变化表现出明显的冰期-间冰期尺度波动特征,冰期条件下海洋古生产力增加,而间冰期条件下古生产力较低。在综合考虑影响北太平洋古生产力变化的各种因素后,初步认为：冰期气候条件下,亚洲粉尘携带的浮游生物生长所必需养分的增加促进了浮游生物的生长,可能是导致本区冰期时古生产力增加的主要原因。     

鄂霍次克海南部晚第四纪的古海洋学记录

鄂霍次克海是太平洋第二大边缘海,在西北太平洋水文环境中扮演重要角色。综合分析了鄂霍次克海南部T00孔沉积物的多种替代性指标,揭示了鄂霍次克海晚第四纪以来的环境变化受季节性海冰变化、大气循环模式、陆源物质通量和表层生产力的共同影响。对比放射虫Cycladophora davisiana的含量曲线与LR04氧同位素记录,该孔沉积物可划分为氧同位素1-7期,底部年龄约为250ka。C.davisiana在间冰期的高含量表明鄂霍次克海中层水是北太平洋中层水的主要源区。蛋白石和有机碳的分析显示鄂霍次克海表层生产力在冰消期突然增大,随后在间冰期逐渐下降,冰期普遍较低。C/N比值曲线的分析说明鄂霍次克海的有机质沉积物主要来源于海洋。沉积物粒度的分析揭示鄂霍次克海冰期时陆源粗颗粒含量较低,至冰消期粗颗粒含量突然增加,而在间冰期陆源粗颗粒含量较高。     

南海南部第四纪表层海水古生产力变化的钙质超微化石证据

深海沉积中的钙质超微化石是古海洋表层生产力的替代性标志之一。通过对南海南部ODP1143站第四纪沉积中超微化石分析，从绝对丰度和堆积速率、Florisphaera profunda百分含量及碳同位素三个方面探讨了该区第四纪表层海水古生产力的变化特征。结果显示，1．56Ma以来南海南部表层海水古生产力呈现两种不同时间尺度的变化。一是随冰期－间冰期旋回而变化，间冰期时，表层海水生产力高，而冰期时则降低；另一种则是大约40万年的长周期变化，自1．56Ma以来，可以分成四个大的旋回，每个旋回内表层海水古生产力又经历了从低到高再到低的变化。     

70万年以来西太平洋暖池区硅质生产力记录及其气候效应

西太平洋暖池(WPWP)的硅质生产力水平在调节第四纪全球大气CO₂分压的变化上发挥着重要作用,但其控制因素尚存争议。本研究对位于WPWP核心区的MD06-3047岩芯进行了生源蛋白石分析,探讨了700 ka以来WPWP的硅质生产力的控制因素及气候效应。研究发现,700 ka以来WPWP硅质生产力变化呈现显著的冰期-间冰期旋回,基本在冰期较高,间冰期较低。其主要控制因素可能是东吕宋陆架沉积物风化输入、亚洲风尘输入和温跃层深度(DOT)变化。南大洋中层水的“硅溢漏”可能无法对此海区产生显著影响。冰期时的低海平面,导致热带火山弧附近裸露的陆架沉积物的物理剥蚀和硅酸盐风化,淡水输入为WPWP提供了更多的硅酸;冰期时增强的风尘供应为WPWP提供了更多的Fe;冰期时较浅的DOT使表层海水的营养物质垂向空间变小,滞留时间增多。这些因素使冰期的WPWP生产力增高,有可能降低了大气CO₂分压。     

第四纪气候突变研究的新工具：长链不饱和酮及其碳同位素

长链不饱和酮是一种广泛存在于第四纪海洋喾物中的生物标志物。其不饱和指数Ｕ３７能够在较短的时间尺度上（１～１０００a）定量刻划海水表层温度的灵敏变化,因而成为恢复 古海水表层温度变化、识别气候突变事件的有效参数。长链不饱和酮分子的碳同位素与海水中的溶解ＣＯ２浓度之间具有确定的关系,因而可以用其定量恢复第四纪海水溶解ＣＯ２浓度和大气ＣＯ２浓度之间具有确定的关系,因而可以用其定量恢复第四纪海水溶解ＣＯ２浓     

240ka以来西赤道太平洋碳酸钙沉积特征及其古海洋学意义

利用采自赤道太平洋ＷＰ２和ＷＰ７孔的柱状岩芯,对其ＣａＣＯ３含量、粗碎屑组分和浮游有孔虫动物进行分析,并利用氧同位素曲线对比和ＡＭＳ＾１４数据相结合进行地层划分,从而对该区２４０ｋａ以来的ＣａＣＯ３沉积特征进行研究。结果表明,ＷＰ２孔和ＷＰ７孔的ＣａＣＯ３含量在变化趋势上具有较一致的特征。距今２４０ｋａ以来,ＣａＣＯ３含量变化整体上呈现冰期高、间冰期低的特征,与太平洋型ＣａＣＯ３旋回有相似的趋势。     

西菲律宾海晚第四纪沉积地球化学特征

对１９８８对取自西菲律宾海区的３个沉积物柱样进行系统的地球化学研究。结果表明，本区的沉积物属半远洋沉积物，其地球化学特征受控于陆源沉积作用、海洋生物沉积作用和海底火山常积作用。据主要化学元素和ＣａＣＯ５的柱状变化进行地层划分和古气候的恢复，区分出末次冰期的亚间冰期沉积、冰期最盛期沉积和全新世沉积。本区的ＣａＣＯ３变化表现出两种类型，ＷＰ１柱样属大西洋型溶解旋回；ＷＰ２和ＷＰ４０柱样属太平洋型溶解旋     

越南岸外上升流区48万年来高分辨率的生源组分记录及其古海洋学意义

南海西部越南岸外MD05-2901孔沉积物分析显示,该孔覆盖氧同位素1-12期,底界年龄约为48万年。生源组分记录显示表层古生产力冰期高、间冰期低,体现间冰期海平面下降、陆源物质输入增强的影响。生产力在末次冰期达到最高,体现末次盛冰期海陆差异增强,东北风发育对生产力提高的促进作用。碳酸钙含量变化呈现冰期早期含量低、冰消期和间冰期含量高的趋势。其冰消期的高值在MIS1/2、MIS3/4和MIS5/6分界处,与浮游有孔虫碳同位素低值对应,揭示该地区的碳酸钙沉积旋回是“稀释旋回”。同时碳酸钙含量变化领先于同一地区浮游有孔虫氧同位素的变化,证明低纬海区碳酸钙泵作用对大气二氧化碳浓度和温度有影响。滤波分析结果显示碳同位素存在23 ka的岁差周期和偏心率长周期,生源组分的含量变化显示出典型的岁差周期,体现南海季风环流的轨道响应,证明低纬热带过程是调节气候变化的重要因素。     

东海冬、夏两季表层海水的二氧化碳分压

１９９７ 年冬、１９９８ 年夏在东海进行了两个航次的调查,采用气相色谱一喷洒式平衡器系统,现场测定了表层海水和大气的ＣＯ２ 分压。东海表层海水ＣＯ２ 分压受东海环流、生物活动、季节等因素影响而变化。冬季受垂直混合作用的影响,陆架区是ＣＯ２ 的源;黑潮水是ＣＯ２ 的汇,夏季受生物活动的影响,陆架区水系是ＣＯ２ 的汇;黑潮及影响区域是ＣＯ２ 的源。     

末次冰期南海南部暴露的巽他陆架是大气碳汇?

在约10万年的冰期-间冰期旋回中,大气CO_2浓度与温度存在几乎同步的周期性变化:间冰期的CO_2浓度约为280×10~(-6),冰期逐渐下降,至盛冰期达到最低(约180×10~(-6)),冰消期又快速回升。关于冰期大气CO_2的去向,前人的许多研究表明,冰期的海洋是个巨大的碳汇,而陆地碳储量在冰期是下降的。从海洋和陆地碳库整体的变化来看,似乎冰期大气CO_2浓度的下降完全可以用海洋碳库的增加来解释,甚至陆地碳库还是大气的源。但通过分析各种地质证据与数值模拟结果,发现末次冰期南海南部暴露的巽他陆架上分布着广阔的热带森林,这意味着,末次冰期暴露的巽他陆架可能具有较强的储碳能力,与冰期陆地的碳源角色相反。因此,为更准确了解碳循环与气候变化,未来的研究需要对陆地碳库进行有效细分,定量描述各区域在碳循环中的角色。     

南沙群岛海区有机碳沉积作用与古生产力估算

根据南沙群岛海区５个沉积柱样和大量表层样的分析资料讨论了有机碳的沉积作用。深海有机碳含量一般为０．２％－１．３％。水柱深度对其分布的控制作用不明显。分析结果发现冰期、间冰期，尤其是本次冰期有机碳含量变化明显，４个柱样晚第四纪的质量堆积速率在末次冰期时最大。有机碳保存的主要控制因素是溶解氧浓度、粘土矿物含量、水柱深度和底栖混合强度，其中溶解氧浓度是最重要因素。底栖有孔虫的相对丰度，如Ｕｖｉｇｅｒｉｎａ和Ｂｕｌｉｍｉ－ｎａ，可用来指示溶解氧和有机碳含量。有机碳含量与海洋生产力关系极为密切，它可用来重建海洋古生产力的长期变化。采用Ｍｌｌｅｒ和Ｓｕｅｓｓ方程以及Ｓａｒｎｔｈｅｉｎ方程的计算结果与目前生产力值结果比较表明，后一种方法因充分考虑了溶解氧浓度和水柱深度而更接近现代值。     

热带西太平洋海水和大气碳化学是的测试和应用

海洋是海气交换的敏感区,同时对调节全球气候的冷、暖也具有决定性的作用。海洋和大气中ＣＯ２含量的变化也会直接影响气候的变化。本文主要介绍热带西太平洋海水和大气中二氧化碳分压（ＰＣＯ２）、海水总溶解二氧化碳（ＴＣＯ２）的测试方法以及所得数据在碳循环方面的应用。目前在国内对海洋碳体系能够系统测试甚少,所得数据非常珍贵,地将来研究我国和世界的气候都有关不可忽视的作用。     

热带西太平洋海水和大气碳化学量的测试和应用

海洋是海气交换的敏感区,同时对调节全球气候的冷、暖也具有决定性的作用。海洋和大气中ＣＯ２含量的变化也会直接影响气候的变化。本文主要介绍热带西太平洋海水和大气中二氧化碳分压（ＰＣＯ２）、海水总溶解二氧化碳（ＴＣＯ２）的测试方法以及所得数据在碳循环方面的应用。目前在国内对海洋碳体系能够系统测试甚少,所得数据非常珍贵,对将来研究我国和世界的气候都有着不可忽视的作用。     

白令海DSDP188站氧同位素3期以来的古海洋与古气候记录

白令海南部DSDP188站沉积物生源组分分析显示,该地区表层生产力在MIS3早、晚期(3.3和3.1)以及MIS2期增加,而其他时期表层生产力相应降低,并且表层生产力的变化没有显示明显的冰期与间冰期旋回。沉积物的C/N比值反映了有机碳的混合来源,说明该地区表层生产力可能受陆源营养物质输入的影响。该站位沉积物的非生源组分分析显示,MIS3早、晚期陆源物质输入量增加,反映洋流加强和气候变化。MIS2出现两次陆源物质输入量的增加,显示了洋流和气候的波动。MIS3和末次冰消期碳屑丰度增加,但MIS2降低,指示MIS3和MIS1陆地天然火灾概率大,而MIS2天然火灾概率低,反映间冰期比冰期更容易发生天然火灾。     

南海北部晚第四纪颗石藻生产力变化及其影响因素

通过对南海北部MD05-2904岩心进行有机地球化学分析,以长链不饱和烯酮作为颗石藻生产力的替代性指标,讨论颗石藻生产力的变化及其影响因素。结果显示,260ka以来,颗石藻生产力有着明显的冰期/间冰期变化:冰期高,间冰期低;冰阶高,间冰阶低;在轨道尺度上岁差周期明显,反映出太阳辐射、东亚季风对颗石藻生产力在长期尺度上起调控作用;而由于特殊的地理位置,河流输送的营养盐对本区海洋初级生产力的影响可能也较大;与前人研究结果一致,同时认为,在地质历史上沉积速率变化大的区域,对生物标记物的含量和堆积速率的对比讨论,更有利于反映生产力的变化。     

西太平洋暖池核心区MIS 7期以来的古生产力变化:类ENSO式过程的响应

对取自热带西太平洋暖池核心区的WP7岩心进行了底栖有孔虫和钙质超微化石研究。在利用氧同位素曲线对比和AMS14C测年数据进行地层划分的基础上,依据底栖有孔虫和钙质超微化石指标,分析了距今近250ka以来区域生产力和上层海水结构的演变特征,探讨了其控制因素和所指示的古海洋学意义。计算结果显示WP7岩心所在的暖池核心区约在距今250ka以来初级生产力在冰期(MIS6期、4期和2期)高,在间冰期(MIS7期、5期、3期和1期)低,表明该区古生产力在长的轨道时间尺度上受北半球高纬度冰量变动的影响。钙质超微化石下透光带属种Flori-sphaera profunda百分含量指示的温跃层深度变化表明冰期温跃层浅、间冰期温跃层加深,这说明类ENSO式变化导致的冰期—间冰期温跃层深度波动可能是MIS7期以来暖池核心区古生产力在冰期高而在间冰期显著降低的直接控制因素。     

近190ka B.P.以来西太平洋暖池北缘上层海水结构和古生产力演化特征及其控制因素——来自钙质超微化石、有孔虫和同位素的证据

对取自西菲律宾海暖池北缘的Ph05—5岩芯进行了钙质超微化石和有孔虫研究。在利用氧同位素曲线对比和AMS^14C数据进行地层划分的基础上,依据超微化石和有孔虫及其同位素组成等指标,分析了近190 ka B．P以来区域生产力和上层海水结构的演变特征,探讨了其控制因素和所指示的古海洋学意义。钙质超微化石下透光带属种Florisphaera profunda百分含量和基于浮游有孔虫转换函数的温跃层深度变化表明,Ph05—5岩芯所在的热带西太平洋暖池北缘约190kaB．P．以来,营养跃层和温跃层冰期（MIS 6期和5d-2期）浅,间冰期（MIS5e）和全新世深,而MIS5e期是最近两个冰期旋回中营养跃层和温跃层深度最深时期。通过Fprofunda百分含量初级生产力转换方程计算结果和与钙质超微化石绝对丰度的变化显示,冰期初级生产力高,间冰期和全新世初级生产力低,MIS5e期初级生产力为末两次冰期旋回之最低。此外,Ph05—5岩芯△δ^13Cc.wullerstorfi-coccolith和△6δ^12Cc.wullerstorfi-N.dutertrei.差值变化显示,190ka B．P以来表层输出生产力冰期高,间冰期低,其中最为突出的特征也是MIS5e期为生产力输出的最低值期。上层海水结构和生产力的上述变化特征与现代La Nina事件暴发时的海洋环境相当类似,该海区MIS5e期可能是LaNina事件频繁爆发的一段时期,可以与现代LaNina现象类比。同时,根据Wyrtki提出的信风张弛理论推测MIS5e期,由于LaNina事件的频繁暴发黑潮主流应该是增强的。     

南海南部中上新世以来沉积有机碳与古生产力变化

对南海南部ODP1143站上部150m的1005个沉积物样品进行了有机碳分析,求取中上新世3．5Ma以来表层生产力长期的演化趋势和短期的变化规律。有机碳含量、有机碳堆积速率和输出生产力在2．85～1．58Ma和0．9～0Ma两个时期呈现相对高值,反映具较高的古生产力,推测分别与上新世晚期北极冰盖形成和“中更新世革命”之后北极冰盖扩大事件密切相关。与有孔虫δ^18O记录对比,有机碳含量、有机碳堆积速率和输出生产力都显示在冰期增加,间冰期降低,反映了冰期具较高的表层生产力。冰期时较高的沉积物堆积速率和C／N比值反映低海平面时期陆源营养物质供应增加,是造成冰期表层生产力高的重要原因。同时推测冰期时低氧含量的底层水有利于有机物质的保存。频谱分析揭示,中上新世以来有机碳含量变化复杂,说明其变化除主要受到地球轨道周期变化的驱动外,还受到陆源物输入等其他因素的影响;而有机碳堆积速率和输出生产力主要受地球轨道周期变化的驱动。     

作为(Ge/Si)海水古记录的(Ge/Si)蛋白石的试验

冰期至间冰期的气候漂移驱动了大陆风化作用的变化,这种变化改变了铁、硅和营养物质的风成的及河流的向海输入量,同时造成较高的冰期大洋生物生产力、较低的底层水含氧量、增长的有机碳埋藏速率和沉积物的氧化还原反应速率以及较低的大气二氧化碳。然而,以下因素限制了...     

南海晚第四纪古生产力变化机理：一个悬而未决的问题

重建古生产力变化是古海洋学研究的重要方面。本文综述了以往南海晚第四纪古生产力的研究成果,浅析了南海生产力变化的控制因素。南海北部和南部的古生产力变化模式有明显差异,具体表现在：南海北部具有冰期生产力高、间冰期生产力低的特点,而南海南部具有冰期生产力低、间冰期生产力高的特点。造成南海北部和南部生产力变化空间差异的原因尚待查明,本文提出河流、风尘、南海大洋环流等都是造成南海生产力区域差异的潜在控制因素。