南海北部和中部沉积物捕获器中的硅藻记录及其古海洋学意义

了解现代海洋硅藻与海洋环境之间的关系是利用沉积物硅藻探索过去海洋环境变化的根本依据，但到目前为止许多海域现代海洋硅藻季节性变化、硅藻群落在沉积过程中所经历的变化等问题及其与海洋环境之间的关系还不甚明了。本项目拟利用在南海北部和中部两个沉积物捕获器站点获取的连续时间序列沉积颗粒物样品及其相应位置上的表层沉积物样品，通过两个站点不同时间、不同水深沉积颗粒物样品中的硅藻记录，分析南海北部和中部海洋硅藻的季节性变化规律及其与海洋环境变化以及东亚季风气候之间的关系；了解ENSO变换尤其是厄尔尼诺事件的发生对南海北部和中部海域硅藻生长的影响；比较不同水深沉降硅藻群落特征及其与表层沉积硅藻组合面貌的差异，探讨南海北部和中部表层沉积物硅藻记录对现生海洋硅藻群落的反映程度及其影响因素；分析利用沉积物硅藻记录恢复南海北部和中部古海洋环境变化的可靠性和需要注意的问题，为南海海洋微体古生物学研究提供新的科学依据。

本项目通过对南海北部和中部两个站位沉积物捕获器所收集到的连续时间序列颗粒物样品进行硅藻分析，了解了南海现代硅藻的季节变化、年际差异及其环境控制因素，为利用沉积物硅藻恢复古海洋环境提供理论依据。研究发现南海现代水体硅藻存在明显的季节性变化规律。南海北部硅藻通量高值主要出现在冬季，而在南海中部海域冬季和夏季都可能出现硅藻通量高值，与此同时，硅藻的属种组合也随之发生变化。南海海水物理性质的季节性变化、季风引起的表层环流体系和上升流体系的发育等都会对南海水体硅藻的生长速率和属种组成产生强烈影响。此外中尺度涡或沙尘暴等短时间尺度事件也可能会对南海硅藻的生长产生明显的影响。.厄尔尼诺-南方涛动循环对东亚季风系统及南海本身海水物理性质产生影响，从而强烈影响南海水体硅藻的生长速率和属种变化。厄尔尼诺事件发生时，南海表层水温增加，海水层化加强，混合层深度变浅，上层水体营养盐含量降低，因此硅藻的生长受到了明显的抑制。在不受厄尔尼诺事件影响的年份，南海水体硅藻以羽文目为主，其中菱形藻属占绝对优势地位，圆心目硅藻含量则相对较低。而在厄尔尼诺事件发生时，以圆筛藻、根管藻、海链藻、直链藻等为主的圆心目硅藻百分含量显著增加，而羽文目硅藻含量则显著降低。.不同水深沉积物捕获器中的硅藻记录显示在南海北部深层水体中存在明显的颗粒物侧向运移，南海中深层环流的存在可能是导致深层颗粒物侧向运移的重要原因。.南海沉积物捕获器与表层沉积物中的硅藻属种组成存在非常显著的差异，这表明在南海上层沉降下来的硅藻种群结构在海底沉积物水界面发生了巨大的变化。菱形海线藻是南海表层沉积物中的绝对优势种，此外诸如圆筛藻，海链藻，根管藻、直链藻等圆心目硅藻百分含量也较高，而以菱形藻、脆杆藻等为代表的个体娇小，硅质壁薄的羽文目硅藻含量甚低，一些个体较大的羽文目硅藻如拟脆杆藻，海洋菱形藻等含量在表层沉积物中有所增加。表层沉积物中的硅藻群落特征与厄尔尼诺年水体硅藻群落特征更为相似。.菱形海线藻是少数在沉积物捕获器以及表层沉积物中含量都较高，保存较好的硅藻种类。南海沉积物捕获器中菱形海线藻存在多个变种，其变种占所有菱形海线藻的百分含量与总的硅藻通量之间存在明显的相关性，当硅藻通量较高时，以菱形海线藻正种为主，而硅藻通量较低时菱形海线藻变种相对百分含量较高。因此菱形海线藻变种的含量在南海可作为一个有效的替代指标指示古海洋生产力的变化。