南黄海底质中底栖有孔虫分布与环境因子的转换函数研究

多年以来近海古环境研究大多停留在定性分析的水平上，已经远远不能满足为准确预测未来环境变化提供可靠参考的客观需求，而近年来推动了深海大洋区的古水温等参数定量恢复的地球化学方法在近海的应用也受到诸多限制，因此寻找可靠的定量指标已经成为突破瓶颈将近海古环境研究提升到更高水平的关键所在。因此本项目拟利用南黄海西北部表层沉积物中的底栖有孔虫群落组成以及实测的水温、盐度、水深、底质粒度等数据，利用多元回归方法分析主要环境因子与底栖有孔虫群落组合间的数值关系，建立相对可靠的"转换函数"，并利用相关表层和柱状样品评估函数的误差水平和适用性，项目若能顺利实施将极大提高南黄海近海古环境演化研究的精度，并为在其他海区定量恢复古温度、古盐度等关键环境参数提供一个典型范例.

本项目以南黄海近岸的304个表层沉积物样品为研究对象，对研究区内的底栖有孔虫分布规律进行了分析，然后以底栖有孔虫群落组成数据和收集的对应站位水深、夏季和冬季底层水盐度、温度、沉积物粒度、有机碳含量等环境数据为基本材料构建了物种——环境因子数据库。随后利用除趋势对应分析(DCA)和典型对应分析(CCA)方法提取了研究区内影响底栖有孔虫分布最为重要的三个环境因子：水深、夏季底层水温(Ts)和冬季底层盐度(Sw)。利用加权平均偏最小二乘(WA-PLS)方法建立了预测值和实测值之间的拟合优度R2达到了0.792、0.682和0.732，预测均方根误差(RMSEP)分别是各自环境梯度9%、12.9%、和11.7%和的三个数值转换函数。为了评估转换函数的实用性，选择研究区内年代框架为最近的3.9ka的NY01孔为研究对象，根据该柱有孔虫种群主要受控于温、盐变化的事实，筛选研究区内71个表层样品构建了夏季底层水温Ts、盐度Ss以及冬季底层水温Tw转换函数，应用于NY01孔建立了3.6cal.kaBP以来的Ss、Ts和Tw曲线，横向对比发现它们分别与与东亚季风区的夏季风和冬季风变化指标对应极好，可以作为南黄海近岸夏季风和冬季风的新指标，另外Ss和Tw曲线的对比还揭示了在过去的3.9ka之间夏季风和冬季风存在3个同向变化期和2个反向变化期，说明这一其间存在更为复杂的季风耦合模式。此次研究结果证实了底栖有孔虫的转换函数是一项具有极大潜在价值的古环境、古气候定量重建工具。