王明霄,鄭世雯,范德江
中國海洋大學(xué)海底科學(xué)與探測技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東青島 266100
中國東部陸架是世界上最平坦寬廣的大陸架之一,接受長江等河流巨量的沉積物輸入,在東海內(nèi)陸架形成了長條狀分布、厚度達(dá)數(shù)十米的泥質(zhì)沉積體[1-2]。前人研究認(rèn)為東海內(nèi)陸架泥質(zhì)區(qū)是于冰后期高海面以來逐漸發(fā)育而成的,并利用該區(qū)快速沉積和沉積體保存良好的優(yōu)勢開展了千年尺度、百年尺度的高分辨沉積記錄研究。該地區(qū)是研究古海洋、古環(huán)境變化的理想地區(qū),獲得了豐碩的研究成果[3-4]。該泥質(zhì)區(qū)的形成和發(fā)展與長江的物源供給、浙閩沿岸流、臺灣暖流和東亞季風(fēng)密切相關(guān)[5-7],同時(shí)還接受長江流域內(nèi)人類活動產(chǎn)生的大量營養(yǎng)鹽輸入的影響,并最終影響該區(qū)域生態(tài)環(huán)境和生物發(fā)育[8-10]。
海洋微體生物對氣候變化和海洋環(huán)境演變有著敏感的響應(yīng)。90年代末至今,中國大陸架海域底棲有孔蟲與環(huán)境變化的研究方興未艾,取得了豐碩的成果[11-15]。這些研究,主要集中在利用有孔蟲組合構(gòu)建了第四紀(jì)以及全新世年代框架、揭示水團(tuán)演變、分析古環(huán)境變化進(jìn)程[16-18],研究證實(shí)有孔蟲組合以及有孔蟲殼體中的Mg/Ca元素比值、δ18O穩(wěn)定同位素組成對水團(tuán)具有良好的指示作用[19-20]。最近的研究表明,有孔蟲組合對長江河口低氧環(huán)境亦具有一定的指示作用,可以用于歷史時(shí)期低氧環(huán)境的分析[21-22]。前人研究主要集中在千年尺度有孔蟲演化和環(huán)境關(guān)系方面,而百年來有孔蟲演化對于季風(fēng)、河流輸入之間的關(guān)系的研究還較為欠缺。本文利用位于東海內(nèi)陸架泥質(zhì)區(qū)的DH7-2孔巖心沉積物,嘗試探討近兩百年以來的浙閩沿海泥質(zhì)區(qū)沉積記錄、有孔蟲組合變化特征及其對于東亞季風(fēng)、長江輸入的響應(yīng)問題。
DH7-2巖心由中國海洋大學(xué)的“東方紅2號”考察船于2011年利用重力取樣器采集得到,巖心總長度約193 cm,站位位于東海內(nèi)陸架泥質(zhì)區(qū)中南部(站位坐標(biāo)121.50°E,27.18°N),水深58.2 m(圖1)。
圖1 DH7?2巖心站位及區(qū)域環(huán)流特征圖(改繪自文獻(xiàn)[23?24];ZMCC:浙閩沿岸流;TWC:臺灣暖流;1.長江口泥質(zhì)區(qū);2.浙閩沿岸泥質(zhì)區(qū))Fig.1 Map of the collection site for core DH7?2 and local currents(modified from references[23?24];ZMCC:Zhejiang Fujian coastal current;TWC:Taiwan warm current;1.Changjiang estuary mud area;2.Zhejiang Fujian coastal mud area)
該巖心為松散沉積物,總體較為均一,以粉砂和黏土為主,黏性強(qiáng),富含水,上部0~40 cm呈灰黃色,40~68 cm呈灰色略帶黃色,68~194 cm呈深灰色,局部可見零星生物碎屑,中部蟲孔構(gòu)造較為發(fā)育。在室內(nèi)對DH7-2巖心進(jìn)行了室內(nèi)分樣,其中粒度以0.25 cm間隔分樣,共分得767個(gè)樣品;放射性核素測年樣品以1 cm間隔進(jìn)行分樣,將分樣后的樣品裝入透明塑料樣品袋中密封保存,對其中39個(gè)樣品進(jìn)行測試分析;有孔蟲樣品以5 cm間隔取樣,共分析鑒定39個(gè)樣品。
沉積物粒度測試在中國海洋大學(xué)海底科學(xué)與探測教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成,具體步驟是:取大約1 g左右的樣品放入50 mL的燒杯中,加入5 mL 30%H2O2以去除有機(jī)質(zhì),靜置24 h,然后加入分散劑(六偏磷酸鈉)超聲30 min后上機(jī)測試。實(shí)驗(yàn)儀器為英國Malvern公司生產(chǎn)的Malvern2000型激光粒度儀,儀器測量范圍為0.02~2 000μm,粒級分辨率為0.01?,重復(fù)測量的相對誤差<3%;采用矩法計(jì)算粒度參數(shù)[25]。有孔蟲相關(guān)實(shí)驗(yàn)在中國海洋大學(xué)海洋沉積物分析實(shí)驗(yàn)室完成,按照微體古生物學(xué)研究分析的常規(guī)手段進(jìn)行處理:稱取完全烘干后的樣品10 g置于500 mL燒杯中,加入50 mL 5%濃度的H2O2浸泡24 h,以便除去樣品中的有機(jī)質(zhì);用0.063 mm的標(biāo)準(zhǔn)銅篩進(jìn)行沖洗,至樣品中的泥質(zhì)完全去除為止;將篩上的樣品使用蒸餾水清潔后轉(zhuǎn)移至50℃恒溫烘箱中烘干,備用。本文采用的方法是根據(jù)汪品先[26]、鄭執(zhí)中等[27]對有孔蟲屬種的分類方案對DH7-2中39個(gè)有孔蟲樣品進(jìn)行鑒定及數(shù)量統(tǒng)計(jì)。
DH7-2巖心的放射性同位素210Pb的測試實(shí)驗(yàn)委托中國科學(xué)院地理與湖泊研究所的湖泊沉積與環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。首先將約10 g沉積物樣品烘干,烘干后裝入專用的測試樣品盒密封15天,隨后對各樣品同時(shí)進(jìn)行無損壞的多種核素的直接測量。所用儀器為多道高純鍺井型探測器(OrtecHPGe GWL)γ譜分析系統(tǒng),過剩210Pb直接由總210Pb扣除226Ra得到。該方法測試相對誤差<10%。
DH7-2巖心210Pbex隨深度的分布特征明顯(圖2),表層無明顯擾動現(xiàn)象,在0~80 cm深度區(qū)間210Pbex的比活度隨深度增加而呈現(xiàn)明顯的指數(shù)衰減趨勢,而80 cm以下層位210Pbex比活度值基本穩(wěn)定,因而采用0~80 cm的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合,使用210Pb穩(wěn)定初始放射性通量(CIC)模式計(jì)算平均沉積速率為1.07 cm/a,相關(guān)系數(shù)R2為0.78,與鄰近海域平均沉積速率較為接近[28]??紤]到內(nèi)陸架是在冰后期高海平面以來沉積形成的,從高海平面至今該區(qū)沉積環(huán)境總體上處于較為穩(wěn)定的狀態(tài)[29];同時(shí),該巖心的巖性組成變化小,也顯示沉積環(huán)境較為穩(wěn)定,所以將210Pb測定的平均沉積速率擴(kuò)展到整個(gè)巖心。
圖2 DH7?2巖心210Pbex強(qiáng)度及粒度組成特征Fig.2 Excess 210Pb profiles with linear fitting and grain size composition of sediment in core DH7?2
DH7-2巖心整體從上到下粒度組成變化不大(圖2),粉砂平均含量為69.97%,為巖心主要組分,以謝帕德分類命名法命名為黏土質(zhì)粉砂。DH7-2巖心的平均粒徑(Mz)波動范圍是6.34~7.54?,平均值為7.11?,整體波動不大,僅在92 cm層位及頂部出現(xiàn)突然變粗的現(xiàn)象;分選系數(shù)(σ)波動范圍是1.31~2.22,平均值為1.65,整體分選差;偏態(tài)(Sk)波動范圍是?1.66~1.56,平均值為0.77,整體為正偏態(tài);峰態(tài)(Sk)波動范圍是1.65~2.86,平均值為2.14,峰形較正態(tài)分布曲線窄。在垂向變化上,隨深度變化出現(xiàn)了兩段粒度相對較粗,粒徑波動較大的階段:下部120~170 cm和上部0~70 cm,兩段粗顆粒含量明顯增加,且平均粒徑波動較大,最上層5 cm粗顆粒沉積物明顯增加,平均粒徑急劇變?。?0~120 cm粉砂含量較大,砂含量較小,平均粒徑較細(xì),變化較小,在95 cm出現(xiàn)粒度突變層,粉砂含量大,平均粒徑較小。
本研究對39個(gè)沉積物樣品中的有孔蟲進(jìn)行了鑒定[26-27],平均每個(gè)樣品鑒定300枚以上有孔蟲,共識別了24 425枚有孔蟲殼體,識別出常見的有孔蟲38屬61種。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn):DH7-2巖心沉積物中,有孔蟲絕對豐度在18~2 491枚/g(圖3),平均絕對豐度為440枚/g,底棲有孔蟲較富集,占有孔蟲總數(shù)的59~88.6%,平均含量為76.4%,其中玻璃質(zhì)殼在底棲有孔蟲中所占比例最高,在92.1~100%,膠結(jié)質(zhì)次之,為0~7.5%,瓷質(zhì)殼最低,在0~0.8%。底棲有孔蟲的簡單分異度(S)在20~40,復(fù)合分異度H(S)為2.37~2.82,屬種類型變化不大。
圖3 DH7?2巖心有孔蟲絕對豐度和參數(shù)垂向變化特征(S簡單分異度;H(S)復(fù)合分異度)Fig.3 Characteristics of foraminifera absolute abundance and parameters in vertical variation of core DH7?2
總體上有孔蟲殼徑較小,碎片較多,相當(dāng)數(shù)量的有孔蟲殼體溶蝕作用明顯,在巖心下部有孔蟲中可見有孔蟲殼體內(nèi)自生黃鐵礦填充。這些現(xiàn)象可能是有孔蟲死亡后在沉積過程中受到水流搬運(yùn)發(fā)生機(jī)械磨蝕出現(xiàn)破損,或者在成巖作用階段有孔蟲受到壓實(shí)作用、自生礦物交代填充等的影響所致。
DH7-2巖心沉積物中分布較為連續(xù)且平均含量超過1%的底棲有孔蟲共13種(表1),分別為Bolivinarobusta、Buliminamarginata、Hanzawaia nipponica、Ammonia compressiuscula、Ammonia pauciloculata、Ammonia ketienziensis、Elphidiumadvenum、Hyalinea balthica、Nonionella decora、Textulariaspp.、Cavarotaliaannectens、Globocassidulinasubglobosa、Cibicidoidessp.。其中主要的優(yōu)勢種為B.robusta和B.marginata,其平均含量分別為14.52%和12.17%(圖4)。樣品中平均豐度較低(<1%),但經(jīng)常出現(xiàn)的 屬 種 有 :Nonionbelridgensis、Astrononion tasmaniensis、Lagenaspp.、Cibicidoides subhaidingerii、Sigmoilopsis asperula、Fissurinalucida、Lenticulina costata等,另外還有一些含量極少的屬種,零星分布于個(gè)別層位。
表1 DH7?2巖心部分底棲有孔蟲平均含量Table 1 Average content of benthic foraminifera in core DH7?2
共鑒定出浮游有孔蟲5種,分別為Globigerina bulloides、Globigerinoidesruber、Neogloboquadrina dutertrei、Guembelitria vivans和Globorotalia menardii,占全部有孔蟲的23.6%。
從有孔蟲垂向分布可以看出(圖3),有孔蟲絕對豐度在70 cm開始迅速增加,在70~40 cm之間豐度較大,在45 cm達(dá)到最大值,40~0 cm有孔蟲豐度逐漸減小,其中底棲有孔蟲相對含量波動較小,僅在25~0 cm含量有所下降,玻璃質(zhì)殼含量明顯減少,而瓷質(zhì)殼含量相對增加,膠結(jié)殼有孔蟲在75~35 cm有較明顯增加,35~0 cm又相對減少。巖心樣品有孔蟲的S和H(S)均在120 cm處開始有明顯增加,且在120~20 cm之間有孔蟲的S和H(S)相對較大,而在190~120 cm之間兩者值較小。
在DH7-2中發(fā)現(xiàn)有14個(gè)屬種的底棲有孔蟲至少在三個(gè)樣品中的含量大于2%,對其進(jìn)行R型因子分析(表2),結(jié)果顯示出3個(gè)主要因子,其累計(jì)方差貢獻(xiàn)為69.25%,基本代表了底棲有孔蟲的主要分布。同時(shí),圖4中有孔蟲在整個(gè)巖心中的同步變化分析結(jié)果,可以明顯地分出3組有相似變化規(guī)律的有孔蟲,且因子分析結(jié)果和組分分析結(jié)果具有很好的一致性,因此,把該巖心出現(xiàn)的有孔蟲分成3個(gè)組合,并與因子分析結(jié)果一一對應(yīng)。
圖4 DH7?2巖心底棲有孔蟲相對豐度(%)Fig.4 Variation of relative abundance of benthic foraminifera(%)with depth in core DH7?2
表2 DH7?2底棲有孔蟲R型因子載荷矩陣Table 2 R?type factor load matrix of benthic foraminifera in core DH7?2
組合1:以H.nipponica為主,包括A.compressiu scula、Textulariaspp.、E.advenum和C.subhaidingerii等五個(gè)屬種有孔蟲,其中H.nipponica、A.compressiuscula、Textulariaspp.和E.advenum在因子1中正載荷較高。組合1中有孔蟲相對豐度變化規(guī)律均為巖心下部190~120 cm有孔蟲相對含量少,120~70 cm相對含量緩慢增加又減少,70~0 cm明顯增加。A.compressiuscula、Textulariaspp.、E.advenum這些種類的有孔蟲均為生活在20~50 m陸架海區(qū)的表生屬種[30],適應(yīng)富氧但營養(yǎng)物質(zhì)較為貧乏的海水環(huán)境。
組合2:以B.marginata為主,其次為C.annectens和H.balthica,B.marginata和C.annectens在因子2中表現(xiàn)出較大的負(fù)載荷,同時(shí)N.decora和Cibicidoidessp.在因子1中也有較大負(fù)載荷。組合2在巖心中190~120 cm有孔蟲相對豐度較高,并逐漸增加,但是120~70 cm相對含量趨于減少,在70~0 cm含量較少,并保持穩(wěn)定,該組合中B.marginata是生活在50 m以深的陸架淺海的內(nèi)生屬種,與C.annectens、N.decora和Cibicidoidessp.三個(gè)種一致,在相對水溫較暖的低氧富營養(yǎng)鹽的環(huán)境中較為富集[21,31]。
組合3:以B.robusta和A.ketienziensis為主要有孔蟲屬種,并且顯示了較高的正載荷。該有孔蟲組合在整個(gè)巖心中都具有較高的相對含量,是該區(qū)域的優(yōu)勢屬種,在巖心中相對含量的差異不明顯,代表了該區(qū)域整體的正常海水陸架沉積環(huán)境特征。該組合還包括A.pauciloculata,H.balthica和G.subglobosa。B.robusta和A.ketienziensis這兩種有孔蟲均為內(nèi)生種屬[31],其中,B.robusta是浙閩沿岸泥質(zhì)區(qū)優(yōu)勢種屬,多分布在東海陸架,深海和陸架淺海,40~120 m水深較冷水環(huán)境,而A.ketienziensis多出現(xiàn)在>50 m水深的淺海環(huán)境中。該組中有孔蟲都較適應(yīng)低氧富營養(yǎng)鹽的環(huán)境。
3.2.1 有孔蟲組合階段變化
有孔蟲豐度變化受到海洋環(huán)境變化的強(qiáng)烈影響,而沉積物中有孔蟲的變化,可以反映沉積環(huán)境的變化[18]。根據(jù)有孔蟲絕對豐度和底棲有孔蟲相對豐度的垂向變化和因子分析結(jié)果,可以看出兩次較明顯的突變,分別位于70 cm和120 cm。巖心樣品所含底棲有孔蟲組合較為單調(diào),但在70 cm發(fā)生了變化,由B.marginata-B.robusta組合變?yōu)榱薆.robusta-H.nipponica組合,從組成變化上看,有孔蟲所反映的沉積環(huán)境總體呈現(xiàn)缺氧富營養(yǎng)鹽狀態(tài),但從下向上缺氧狀況減緩,營養(yǎng)鹽含量相對降低。
因此,根據(jù)以上分析將有孔蟲組合變化分為三個(gè)階段(圖5)[32-37]:
圖5 DH7?2巖心有孔蟲組合及主成分變化與沉積環(huán)境變化相關(guān)指標(biāo)(EAWM:東亞冬季風(fēng)[32cm3/g33];EASM:東亞夏季風(fēng)[34?35],紅線為平滑曲線;SSTA:東海海水表層溫度距平年際變化[36];長江徑流量和輸沙量數(shù)據(jù)來自文獻(xiàn)[37])Fig.5 Foraminifera principal component change in core DH7?2 and related indices of sedimentary environment change(EAWM:East Asian Winter monsoon[32?33];EASM:East Asian Summer monsoon[34?35],red line is the smoothed curve;SSTA:sea surface temperature anomaly[36];the runoff and sediment discharge data of the Changjiang River are from reference[37])
190~120 cm(1840—1900年):該段內(nèi)以底棲有孔蟲組合1含量最低,組合2、3含量高,因子F1得分低,F(xiàn)2和F3得分較高。其中,適應(yīng)于富營養(yǎng)鹽環(huán)境的B.marginata和B.robusta含量最高,平均豐度分別為15.5%和13.7%,這兩個(gè)種均為內(nèi)生冷水屬種,適應(yīng)較冷水富氧環(huán)境的H.nipponica等有孔蟲相對較少。該段內(nèi)底棲有孔蟲絕對豐度整體較低,但有孔蟲組合2與組合3相對含量較高,有孔蟲適應(yīng)于富營養(yǎng)鹽的環(huán)境,并有明顯的波動,顯示出該段內(nèi)較為波動的沉積環(huán)境。而據(jù)氣候記載1822—1900年中國處于氣候較冷時(shí)期,東亞冬季風(fēng)較強(qiáng),溫度較低,引起沿岸流流速加快,導(dǎo)致沉積物粒度較粗[38],與本研究對比發(fā)現(xiàn)DH7-2巖心沉積物粒度在該段內(nèi)確實(shí)存在粒度較粗,且有波動現(xiàn)象,同時(shí),該段浮游有孔蟲相對豐度含量較高,由于東海內(nèi)陸架自生浮游有孔蟲可忽略不計(jì),大多數(shù)內(nèi)陸架沉積物中的浮游有孔蟲都是潮流從外陸架輸入沉積下來,或者外陸架的陸架沉積物再懸浮后被搬運(yùn)再沉積而來[39]。因此,該段內(nèi)主要環(huán)境影響因素為東亞冬季風(fēng)較強(qiáng)導(dǎo)致水體混合強(qiáng)烈使得水體含氧量較高[40],同時(shí)較強(qiáng)東亞夏季風(fēng)使得臺灣暖流增強(qiáng)[20],攜帶著營養(yǎng)鹽進(jìn)入東海內(nèi)陸架,兩者共同作用,適應(yīng)較冷水富氧環(huán)境的H.nipponica等有孔蟲相對較少,適應(yīng)于低氧富營養(yǎng)鹽環(huán)境的B.marginata等有孔蟲相對含量較高,但有孔蟲絕對豐度較低。
120~70 cm(1900—1945年):該段內(nèi)底棲有孔蟲組合1含量波動較大,相對含量較190~120 cm段增加,組合2有孔蟲相對含量由最大逐漸減少,而組合3保持了較高的含量且較穩(wěn)定,因子F1也有所增加,F(xiàn)2有最低值階段,同時(shí),底棲有孔蟲絕對豐度也呈現(xiàn)增加的趨勢。該段仍然以B.robusta和B.marginata含量最高,平均豐度分別為14.8%和14.3%,但是B.marginata相對含量表現(xiàn)為向上明顯減少的趨勢;組合1中的H.nipponica、A.compressiuscula、Textulariaspp.等則出現(xiàn)顯著增加趨勢(圖4)。該階段組合2有孔蟲含量的變化與東亞夏季風(fēng)強(qiáng)度增加的趨勢正好相反,而F2曲線與之吻合,并且與東海SST增加也較吻合。推測該段內(nèi)在東亞夏季風(fēng)影響下臺灣暖流增強(qiáng),該區(qū)域水溫升高,同時(shí)帶來豐富營養(yǎng)物質(zhì),使得底棲有孔蟲發(fā)育。該段粒度變化較為穩(wěn)定,以細(xì)顆粒沉積為主,表明沉積環(huán)境較為穩(wěn)定,推測是由于東亞冬季風(fēng)指數(shù)較小,變化趨勢較為穩(wěn)定。
70~0 cm(1945—2012年):底棲有孔蟲組合1相對含量達(dá)到整個(gè)巖心的最高值,但向上有孔蟲含量逐漸減少,組合2則趨于低值,而組合3變化不大,因子2和因子3相對較高并保持穩(wěn)定。該段以B.robusta和H.nipponica為主要有孔蟲屬種,平均豐度為14.6%和9%,對比190~70 cm,底棲有孔蟲主要屬種發(fā)生了明顯的改變,由B.marginata-B.robusta組合變?yōu)榱薆.robusta-H.nipponica組合,有孔蟲絕對豐度迅速增加,并在該段內(nèi)有最大豐度,該段平均絕對豐度為964 N/g是190~70 cm整段平均絕對豐度234 N/g的4.1倍,也是膠結(jié)質(zhì)的有孔蟲含量較高的部分。該段沉積物粒度平均粒徑也變粗,粗粒級組分含量較高,與此同時(shí),長江輸沙量逐漸減少(圖5),而該階段東亞冬季風(fēng)有波動,但是并沒有特別的變化,分析認(rèn)為是長江輸沙減少導(dǎo)致的河口和近海沉積物粗化,這也被最近的研究所證實(shí)[41];東亞夏季風(fēng)強(qiáng)度保持穩(wěn)定,并有逐漸減小的趨勢,可能導(dǎo)致臺灣暖流逐漸減小,帶來的營養(yǎng)鹽也逐漸減少。
這個(gè)階段,長江流域范圍內(nèi)人類活動的影響開始顯現(xiàn)[42],由長江輸入東海的各類營養(yǎng)鹽急劇增加,大大促進(jìn)了有孔蟲的發(fā)育,且該階段表層海水溫度高,也有利于有孔蟲的發(fā)育。有孔蟲絕對豐度在40 cm處(1970年)達(dá)到最大值后又逐漸減小,推測是該時(shí)期東亞冬季風(fēng)和東亞夏季風(fēng)均由強(qiáng)減弱,冬季風(fēng)影響下的沿岸流也逐漸減弱,水體混合減弱,含氧量降低,攜帶物質(zhì)及營養(yǎng)鹽減少,同時(shí)東亞夏季風(fēng)減弱,由臺灣暖流帶來的營養(yǎng)鹽也減少,從而影響有孔蟲豐度降低。
對比各指標(biāo)發(fā)現(xiàn),發(fā)生變化層位與粒度組分變化層位較為一致,其中120 cm處的突變,可能與東亞冬季風(fēng)減弱有關(guān),表現(xiàn)為沉積物粒度由粗變細(xì),水溫下降,代表冷水環(huán)境的有孔蟲明顯增加;70 cm處的突變,可能與水溫增加[36]和人類活動強(qiáng)烈增加有關(guān)[43],有孔蟲絕對豐度增加明顯,營養(yǎng)開始過剩,低氧程度可能增加,適應(yīng)生活在較高含氧量的底棲有孔蟲屬種明顯減少。
3.2.2 底棲有孔蟲組合變化的影響因素分析
由以上分析可以發(fā)現(xiàn),研究區(qū)底棲有孔蟲的豐度受到東亞季風(fēng)強(qiáng)度、河流輸入和人類活動等因素的共同影響。DH7-2巖心所在區(qū)域受到兩側(cè)浙閩沿岸流和臺灣暖流的影響,浙閩沿岸流為巖心所在的區(qū)域帶來豐富的營養(yǎng)鹽,而臺灣暖流為巖心所在區(qū)域帶來高溫的洋流,通過前人研究可以知道,南下的浙閩沿岸流的輸運(yùn)強(qiáng)度受到東亞冬季風(fēng)的影響,而臺灣暖流主要受到東亞夏季風(fēng)的影響,因而底棲有孔蟲的相對豐度變化在一定程度上受到東亞季風(fēng)強(qiáng)度演化的綜合影響。東亞夏季風(fēng)對巖心有孔蟲的影響主要在190~70 cm段,該段內(nèi)東亞夏季風(fēng)與適應(yīng)暖水環(huán)境的有孔蟲含量及因子2變化規(guī)律較為一致;東亞冬季風(fēng)較為穩(wěn)定的變化趨勢與代表該區(qū)整體沉積環(huán)境的有孔蟲因子3較為一致。對比之下,東亞季風(fēng)對底棲有孔蟲的影響在1945年后(70~0 cm)顯得非常微弱,取而代之的是受人類活動的影響占主導(dǎo)。
歷史資料分析表明,自1960年以來,長江口硝酸鹽濃度上升10倍,磷酸鹽上升2倍,N/P比值從1963年的30,上升至2004年的150,底層水體中溶解氧濃度降低明顯[44],而有孔蟲絕對豐度自1945年開始迅速增加,認(rèn)為與長江輸入營養(yǎng)鹽的劇烈增加有關(guān)。自1970年以來,長江口進(jìn)入富營養(yǎng)鹽化狀態(tài),赤潮頻發(fā),長江口以及鄰近海域低氧區(qū)逐年擴(kuò)大[45],河口及近海低氧導(dǎo)致底棲有孔蟲受到影響,適宜富氧環(huán)境的H.nipponica等屬種相對含量自1960年代開始,由最大開始呈下降趨勢,說明了人類活動帶來的富營養(yǎng)化和水體低氧區(qū)域的擴(kuò)展,而有孔蟲絕對豐度也由最大開始減少,同時(shí)說明人類活動帶來的富營養(yǎng)化和水體低氧化,一定程度地限制了有孔蟲的進(jìn)一步發(fā)育。
通過東海內(nèi)陸架沉積物巖心有孔蟲組合變化和影響因素的綜合分析,認(rèn)為浙閩沿岸泥質(zhì)區(qū)近200年來有孔蟲組合變化可以劃分為3個(gè)階段,1822—1900年,有孔蟲絕對豐度低,冷水富氧環(huán)境的有孔蟲較為發(fā)育;1900—1945年,有孔蟲絕對豐度和適宜暖水環(huán)境的有孔蟲增加;自1945年以來,有孔蟲絕對豐度急劇增加,底棲有孔蟲種屬組合也出現(xiàn)明顯的改變。百年尺度內(nèi)有孔蟲組合的變化主要受區(qū)域性氣候因素和人類活動雙重驅(qū)動下該區(qū)海水水體含氧量和營養(yǎng)鹽狀態(tài)的制約。1945年之前,該處有孔蟲主要受到東亞季風(fēng)制約,冬季風(fēng)強(qiáng)勁時(shí)水體混合增強(qiáng),有利于適應(yīng)富氧環(huán)境的底棲有孔蟲發(fā)育;而夏季風(fēng)強(qiáng)勁時(shí)有利于臺灣暖流帶來豐富的營養(yǎng)鹽,促進(jìn)暖水富營養(yǎng)鹽環(huán)境的底棲有孔蟲發(fā)育。1945年以來,人類活動對有孔蟲的影響開始占主導(dǎo)地位,人類活動向河口和近海輸入豐富的營養(yǎng)鹽大大促進(jìn)了有孔蟲的發(fā)育,導(dǎo)致有孔蟲豐度峰值的出現(xiàn),但富營養(yǎng)化和水體低氧區(qū)域的擴(kuò)展則又一定程度地限制了有孔蟲的進(jìn)一步發(fā)育。