巽他陆架末次冰期以来孢粉搬运距离变化对古气候重建的约束

The climate change in the low latitude area since the last glacial is one of the most hotspot for Quaternary climate research. Meanwhile, the tropical vegetation has a good correspondence with tropical climate change, and it is one of the major factors controlling the climate modeling as well as the environment prediction. But marine pollen record, which was used to reconstruct the history of climate and environment change, reflects not only vegetation state of source area, but also the changes in pollen deposition, which would make the interpretation of the sedimentation records produce a great deviation with the actual clinate and environment condition. In this study, pollen analysis on the surface samples and several cores retrieved from the Sunda Shelf in southern South China Sea, as well as the geochemistry analysis, including clay minerals, organic carbon, and grain size, are used to analyzing the relationship between the deposition record of surface samples and sediment cores. That is clarifying the spatial and temporal distribution of the pollen and other sediments along the continental shelf. Then combining the sea-level change and shallow-seismic records, we will discuss the influence of the sea-level change on the record of the distance between vegetation source and the deposition point, and on the distribution pattern of the sediment in marine record. It helps us to understand deeply the impact of the sea-level change and sedimentary processes on the transport and deposit of the pollen grains, which further reveal the significance of marine pollen records as the climate and environmental indicators.

低纬地区末次冰期以来的气候变化一直是第四纪古气候研究的焦点之一，其中热带植被对气候变化极为敏感，在气候模拟、环境预测中占有不可估量的重要地位。但作为植被研究主要手段的海洋孢粉记录会受到孢粉搬运距离等沉积过程的影响，其反映的植被、气候和环境变化信息会存在一定的偏差。本项目选取南海南部巽他陆架地区的表层样和沉积柱状样以及浅层地震剖面资料为主要研究材料，通过海洋孢粉分析，与粘土矿物、粒度、C/N比值等地球化学测试，探讨表层样与沉积柱状样之间各记录的相互联系，阐明陆架地区孢粉等沉积物的时空分布规律。然后结合海平面变化记录和浅层剖面资料，分析海平面变化等引起的陆架地区物源与沉积点距离变迁对沉积物分布的影响，深入认识海平面变化和沉积过程对海洋孢粉输运沉积的影响，进一步揭示海洋孢粉沉积记录中各环境指标的指示意义，以期能恢复比较可靠的古气候、古环境状态。

海洋孢粉记录，凭借其良好的年代框架、高分辨率沉积等优势，为西太平洋地区的植被演化、人类活动、气候变化和海洋环境演变等提供关键性的基础。由于海平面以及由此引起的海陆分布格局等方面变化会导致陆地植被分布和海洋孢粉的传播路径等变动，从而影响海洋孢粉记录对于植被、气候、环境等的指示意义。本项目针对南海地区表层样和柱状样的孢粉分析、地球化学分析和地形地貌分析等手段，对于海平面变化和地形地貌对海洋孢粉记录的影响进行研究。将南海南部陆坡末次冰期以来的孢粉记录与西太平洋其它边缘海地区的记录对比得到，南海南部陆坡地区冰期时的红树林含量仍然较高，巽他陆架等地区冰期时的蕨类孢子含量则为明显高值。这与其它地区末次冰期时海洋孢粉中的红树林花粉和蕨类孢子含量比间冰期时要低，特别是在末次冰盛期，明显不同。主要原因是不同地区的地形分布特征不同，特别是陆架延伸范围。在冰期海平面下降时，地形差异导致陆架出露的幅度存在明显的差异。如果陆架较宽，则海平面波动会显著改变植被分布范围和孢粉传播距离等，从而对孢粉数据的气候、环境指示意义产生影响。在不同的时间尺度，和不同的区域进行资料分析时，要充分考虑钻位所处区域的地形地貌分布特征，特别是陆架分布范围。另一方面，结合剖面的孢粉分布特征以及剖面地形地貌特征，得到海洋孢粉主要是相邻陆地的近源孢粉通过空气、河流以及后期扩散作用等传播至沉积点，并且大量木本和草本花粉主要沉积在离岸30km的范围内；松属花粉由于主要通过空气传播，花粉传播能力较强，有很大一部分沉积在在离岸40-100km的范围内；孢子的传播能力也较强，在离岸80-110km的范围内，其含量远远高于花粉总量。而在主要以远源物质为主的海洋孢粉沉积区，海流在孢粉搬运过程中起了主导作用。同时，海底地形中坡折带的孢粉浓度较高，这可能是坡度变缓有利于物质堆积。由此可见，海平面变化对于沉积记录的影响与区域地形地貌的关系密切。在南海南部的孢粉记录更对的反映了海平面变化过程，而气候记录的指示意义较弱。相对的，在陆架较为狭窄的区域，孢粉记录虽然反映海平面变化，但更多的是气候变化为主。这对于不同区域的孢粉记录，甚至沉积记录对比具有很好的启示作用。