趙秀麗,張祥玉,章 磊,李守軍,石豐登,劉建興
(1.山東科技大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院,山東 青島 266590;2.自然資源部第一海洋研究所 海洋地質(zhì)與成礦作用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 青島 266061;3.青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 海洋地質(zhì)過(guò)程與環(huán)境功能實(shí)驗(yàn)室,山東 青島 266037)
中國(guó)東部和南部有著廣闊的大陸架,如黃海、東海和南海。第四紀(jì)冰期和間冰期旋回導(dǎo)致海平面大幅度升降[1-2],陸架海沉積序列記錄著豐富的區(qū)域、全球環(huán)境演化信息。我國(guó)近海孢粉學(xué)研究已取得大量研究成果,對(duì)南黃海表層、柱樣以及鉆孔沉積物進(jìn)行了大量孢粉分析。石豐登等[3]對(duì)南黃海CJ08-185柱樣進(jìn)行了孢粉分析,并依據(jù)孢粉成分的變化將柱樣劃分出3個(gè)孢粉組合帶,反映了大西洋期氣候溫暖濕潤(rùn),亞北方期氣候溫暖略干,亞大西洋期氣候溫和濕潤(rùn)。李杰等[4]依據(jù)南黃海北緣DLC70-3孔71.2 m長(zhǎng)沉積序列的孢粉記錄,恢復(fù)了南黃海13萬(wàn)年以來(lái)的古環(huán)境變化。MIS5和MIS3的亞間冰階及MIS2/1(冰消期)階段,為沉積動(dòng)力相對(duì)穩(wěn)定的淺?;?yàn)I海環(huán)境;而MIS5和MIS3階段的亞冰階和MIS4階段,氣候偏冷,屬沉積動(dòng)力相對(duì)復(fù)雜的濱岸湖泊或沼澤等陸相環(huán)境。
研究表明,在末次冰期最盛期(22 ka~14 ka B.P.)[5],黃海大部分出露成陸,在冰后期經(jīng)歷過(guò)頻繁的氣候冷暖變化事件[3-4]。目前存在的主要問(wèn)題是年代數(shù)據(jù)不夠充足,有些柱樣的年代存在爭(zhēng)議;取樣密度稀疏,對(duì)冰期-間冰期旋回中的氣候快速顫動(dòng)事件識(shí)別不夠。需要建立較為準(zhǔn)確精細(xì)的年代框架,提高孢粉分析的分辨率,深入理解不同階段陸架區(qū)的環(huán)境演變過(guò)程。
南黃海處于暖溫帶與亞熱帶的過(guò)渡地帶,據(jù)地理位置大致可分為5個(gè)植被區(qū)[3]:①朝鮮半島、山東半島和蘇北、魯南丘陵山地分布區(qū),為暖溫帶針葉落葉闊葉混交林,主要有赤松、麻櫟、槲櫟及榆、楓楊等;②江淮丘陵落葉常綠闊葉混交林植被區(qū),以落葉櫟類(lèi)為主,含少量苦櫧、青岡櫟、冬青等常綠樹(shù)種,植被組成具暖溫帶與亞熱帶過(guò)渡性;③浙皖山區(qū)青岡櫟、苦櫧林植被區(qū),屬中亞熱帶常綠闊葉林,局部伴有喜溫的落葉樹(shù)種楓香;④蘇北沿海鹽生草甸植被區(qū),組成有藜科、禾本科、菊科等,面積不大;⑤平原地區(qū)栽培植物區(qū),主要有水稻、小麥以及油菜等。在河湖邊緣水生植被主要有眼子菜、香蒲、蓮、慈菇等。
黃海為一典型的半封閉型陸架淺海,平均海水深度44 m[6],黃河和長(zhǎng)江攜帶大量沉積物流入黃海,黃海沉積物沉積速率快,蘊(yùn)含豐富的古氣候、古環(huán)境變化信息。本次研究所用的NHH01鉆孔(35°13′N(xiāo)、123°13′E)位于南黃海中部泥質(zhì)區(qū),海水深度73 m(圖1)。
圖1 NHH01鉆孔位置圖及黃海表層沉積物分布[6]Fig.1 Location of borehole NHH01 and distribution of sediments in surface of the Yellow Sea
本次在鉆孔7.3 m(約22.0 ka B.P.)以上巖芯中選擇65個(gè)樣品進(jìn)行孢粉分析,除個(gè)別層位樣品缺失外均為10 cm間隔。樣品巖性0~5.1 m為灰色黏土,塊狀構(gòu)造,質(zhì)軟,分選好,可見(jiàn)有孔蟲(chóng)個(gè)體和貝殼碎片,局部夾粉砂;5.1~7.3 m為灰綠色黏土質(zhì)粉砂,分選性差,見(jiàn)零星貝殼碎片,局部見(jiàn)水平層理和波狀層理。
劉建興等[6-7]對(duì)NHH01孔進(jìn)行了高分辨率古地磁研究,結(jié)果顯示4.26~3.84 m為一地磁場(chǎng)反極性漂移,結(jié)合底棲有孔蟲(chóng)AMS14C測(cè)年分析,鉆孔深度4.59、5.69、7.3 m處的年齡校正值分別為10.2 ka B.P.、13.5 ka B.P.、22.0 ka B.P.,線(xiàn)性外推該反極性漂移的年限為9 470~8 540 a B.P.,其余層位樣品根據(jù)沉積速率采用線(xiàn)性?xún)?nèi)插法計(jì)算。
孢粉樣品在山東科技大學(xué)孢粉實(shí)驗(yàn)室分析。每個(gè)樣品用量3 g,為了計(jì)算孢粉濃度,處理前加入1片石松片劑(27 560粒/片),用過(guò)量10%鹽酸溶液浸泡去掉沉積物中的鈣質(zhì),再用過(guò)量36%氫氟酸浸泡,溶解硅質(zhì),用蒸餾水將樣品清洗至中性后,用孔徑10 μm的尼龍篩在超聲波清洗儀中過(guò)濾,去除雜質(zhì),篩上物收集后便可制片觀(guān)察。利用尼康E100生物顯微鏡進(jìn)行鑒定、統(tǒng)計(jì)、照相,樣品中皆含豐富的碳屑和孢粉。碳屑按照粒徑分為10~50、50~100、≥100 μm三個(gè)級(jí)別統(tǒng)計(jì),每個(gè)樣品統(tǒng)計(jì)碳屑1 000粒以上,孢粉250粒以上,孢粉百分比計(jì)算以陸生植物花粉總和為基數(shù),孢粉(碳屑)濃度(Cm)計(jì)算公式如下:
Cm=(27 560×統(tǒng)計(jì)孢粉(或碳屑)粒數(shù)N)/(統(tǒng)計(jì)石松孢子粒數(shù)×樣品質(zhì)量(g))。
3.1.1 植被生態(tài)類(lèi)型組合
共鑒定出81個(gè)孢粉類(lèi)型,歸屬于53科81屬[8-9],按照現(xiàn)代植物生長(zhǎng)條件及分布范圍分成以下植被生態(tài)類(lèi)型組合。
亞熱帶喬木類(lèi)(subtropical trees):以常綠櫟屬(Quercus-evergreen)、栲屬(Castanopsis)、柯屬(Lithocarpus)、青岡櫟(Cyclobalanopsisglauca)為主,此外還有楓香屬(Liquidambar)、山核桃屬(Carya)等。
亞熱帶溫帶喬灌木類(lèi)(subtropical/temperate trees and shrubs):杜鵑屬(Rhododendron)、榆屬(Ulmus)、樸屬(Celtis)、忍冬屬(Lonicera)、繡線(xiàn)菊(Spiraea)、薔薇屬(Rosa)、冬青屬(Ilex)、胡頹子屬(Elaeagnus)、???Moraceae)、鹽膚木屬(Rhus)、化香屬(Platycarya)、黃杞屬(Engelhardtia)、水青岡屬(Fagus)、木犀科(Oleaceae)、無(wú)患子科 (Sapindaceae)、蕓香科(Rutaceae)等。
溫帶落葉闊葉喬木類(lèi)(Temperate broad-leaved tree):以榿木屬(Alnus)、落葉櫟屬(Quercus-deciduous)為主,還有栗屬(Castanea)、樺木屬(Betula)、榛屬(Corylus)、鵝耳櫪屬(Carpinus)、楓楊屬(Pterocarya)、胡桃屬(Juglans)、柳屬(Salix)、椴屬(Tilia)、槭屬(Acer)、梧桐科(Sterculiaceae)等。
裸子植物中以山地針葉林松屬(Pinus)、云杉屬(Picea)、鐵杉屬(Tsuga)為主,可見(jiàn)零星的冷杉屬(Abies)、柏科(Cupressaceae)、落葉松(Larix)、落羽杉屬(Taxodium)、羅漢松屬 (Podocarpus)等,另有少量麻黃屬(Ephedra)。
陸生草本植物組(Terrestrial Herbs):以蒿屬(Artemisia)、莎草科(Cyperaceae)、禾本科(Gramineae)為主,另外還見(jiàn)藜科(Chenopodiaceae)、蓼屬(Polygonum)、菊科紫苑屬(Aster)、蒲公英(Taraxacum),苦賣(mài)菜(Ixeris)、唇形科(Labiatae)、毛茛科(Ranunculaceae)、地榆屬(Sanguisorba)、白刺屬(Nitraria)、唐松草屬(Thalictrum)、葎草屬(Humulus)等,偶見(jiàn)百合科(Liliaceae)、石竹科繁縷屬Stellaria(Caryophyllaceae)、傘形科(Umbelliferae)、拉拉藤屬(Galium)、茜草屬(Rubia)、繡球?qū)?Hydrangea)、十字花科(Cruciferae)、豆科(Leguminosae)、大戟科 (Euphorbiaceae)等。
水生草本植物組(Aquatics Herbs):香蒲屬(Typha)、黑三棱屬(Sparganium)、眼子菜科(Potamogetonaceae)、狐尾藻屬(Myriophyllum)、杏菜屬(Nymphoides)等。
蕨類(lèi)植物孢子有:水龍骨屬(Polypodium)、蕨屬(Pteridium)、鳳尾蕨屬(Pteris)、骨碎補(bǔ)屬(Davallia)、里白屬(Hicriopteris)、石松屬(Lycopodium)、紫萁屬(Osmunda)、卷柏屬(Selaginella)、膜蕨屬(Hymenophyllum)、金星蕨屬(Parathelypteris)、鱗蓋蕨屬(Microlepia)、鐵線(xiàn)蕨屬(Adiantum)、桫欏屬(Cyathea)、金毛狗屬(Cibotium)等。
藻類(lèi):盤(pán)星藻(Pediastrum)、環(huán)紋藻(Concentricystes)、雙星藻(Zygnema)、口蓋藻(Operculodinium)、刀舌藻(Lingulodinium)、刺甲藻(Spiniferites)。
3.1.2 孢粉組合特征
根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果中碳屑及孢粉含量變化(圖2、圖3),自下而上可劃分為9個(gè)孢粉組合,各組合特征如下:
圖2 NHH01孔主要孢粉屬種百分含量變化分布圖Fig.2 Main pollen and spore percentage diagram of core NHH01
圖3 NHH01孔碳屑和孢粉大類(lèi)含量變化分布圖Fig.3 Distribution of content change of charcoal and major sporopollen categories in core NHH01
1.組合1 (7.3~6.7 m)(22.0~18.81 ka):松屬(Picea)-蒿屬(Artemisia)-莎草科(Cyperaceae)組合。
本組合蕨類(lèi)植物含量極少,為1.4%~8.7%,平均4.0%;主要為水龍骨屬;裸子植物含量10.66%~ 22.86%,平均為14.99%,其中云杉屬含量最高,平均8.8%,其次為松屬,平均4.6%,麻黃屬含量平均0.8%;被子植物含量最高,為75.71%~86.89%,平均81.0%,以陸生草本植物為主,含量44.3%~77.9%,平均67.2%,蒿屬含量平均22.3%,莎草科平均17.6%。禾本科平均12.9%,藜科平均7.3%,其次有少量紫苑屬、蒲公英屬、蓼屬、唐松草屬、毛茛科等;水生草本植物以香蒲屬為主,平均含量5.0%;溫帶落葉闊葉植物含量平均4.5%,主要有落葉櫟、栗屬岡櫟,其次有桑屬、榆屬、繡線(xiàn)菊屬、薔薇屬、山毛櫸屬等。
本組合總碳屑濃度普遍很高,為42 551~97 961 N/g,大于100 μm碳屑濃度為2 029~9 005 N/g,平均5 187 N/g;孢粉濃度為776~2 700N/g,平均1 477 N/g。甲藻類(lèi)極少,有環(huán)紋藻、盤(pán)星藻等淡水藻類(lèi)。植物殘片較多。
2.組合2 (6.7~5.4 m)(18.81~12.6 ka):云杉屬(Picea)-禾本科(Gramineae)-蒿屬(Artemisia)組合。
本組合與組合1相似,蕨類(lèi)植物含量為0.7%~7.3%;主要為水龍骨科,其次有里白屬、蕨屬零星出現(xiàn);裸子植物含量7.14%~19.01%,其中云杉屬含量最高,平均9.5%,其次為松屬,偶見(jiàn)麻黃屬;被子植物含量最高74.62%~90.08%,平均83.85%,仍以陸生草本植物為主,含量為56.9%~80.1%,蒿屬含量平均26.1%,莎草科含量減少,平均16.7%,禾本科含量有所增加,平均15.2%,藜科平均7.0%,水生草本植物平均6.48%,以香蒲屬為主,平均含量5.6%,偶見(jiàn)狐尾藻屬、眼子菜科等;亞熱帶組分比組合1含量降低。
本組合總碳屑的濃度為91 342~124 373 N/g,大于100 μm的碳屑濃度為5 104~10 364 N/g,平均8 002 N/g;孢粉濃度為974~2 386 N/g,平均1 791 N/g。
3.組合3 (5.4~4.3 m)(12.6~9.56 ka):禾本科(Gramineae)-蒿屬(Artemisia)-莎草科(Cyperaceae)-香蒲屬(Typha)組合。
本組合蕨類(lèi)植物含量為5.2%~12.1%,水龍骨科、里白屬含量稍有增加;裸子植物含量6.61%~24.07%,松屬含量增加,為2.4%~18.5%,平均7.7%,云杉屬含量有所降低,偶見(jiàn)麻黃屬、柏科、杉科;被子植物含量最高,為68.15%~88.02%,平均79.35%,陸生草本植物含量下降,為35.2~65.1%,平均52.9%,蒿屬含量平均17.3%,莎草科平均15.7%。禾本科平均10.6%,藜科平均4.7%,其次有少量紫苑屬、蓼屬、唐松草屬、毛茛科、唇形科等;水生草本植物含量增加,平均15.54%,以香蒲屬為主,平均含量14.4%,偶見(jiàn)眼子菜、黑三棱屬、狐尾藻屬等;溫帶落葉闊葉植物含量稍有增加,平均7.29%,主要有落葉櫟、樺屬、榿木屬、榛屬、胡桃屬,其他零星可見(jiàn)的有柳屬、椴屬、栗屬等;亞熱帶溫帶植物為2.36%~7.72%,平均3.61%,主要有榆屬、薔薇屬,其次有青岡櫟、桑屬、山毛櫸屬等零星可見(jiàn)。
本組合總碳屑濃度降低,為27 689~120 201 N/g,大于100 μm碳屑的濃度為903~10 183 N/g,平均3 370 N/g;孢粉濃度為711~2 270 N/g,平均1 306 N/g。甲藻類(lèi)較少,偶見(jiàn)環(huán)紋藻、盤(pán)星藻等淡水藻類(lèi)。
4.組合4 (4.3~3.5 m)(9.56~7.78 ka):松屬(Pinus)-蒿屬(Artemisia)-青岡櫟屬(Cyclobalanopsis)組合。
本組合裸子植物含量增加為17.0%~29.0%,平均為24.0%,松屬含量增加,平均20.1%,偶見(jiàn)云杉屬、麻黃屬、柏科、杉科等;被子植物含量下降57.6%~68.5%,平均63.3%,陸生草本植物含量28.6%~38.8%,平均34.4%,以蒿屬、莎草科、藜科為主,水生草本植物含量低,以香蒲為主,平均含量4.8%;溫帶落葉闊葉植物含量稍有增加9.3%~14.6%,主要有落葉櫟、栗屬、樺屬、榿木屬、榛屬、胡桃屬、柳屬、椴屬零星可見(jiàn);亞熱帶溫帶植物為8.41%~15.87%,平均11.36%,主要有青岡櫟、栲屬。
本組合總碳屑濃度大大降低,為24 049~36 647 N/g,大于100 μm碳屑濃度為707~1 161 N/g,平均910 N/g;孢粉濃度為1 228~1 804 N/g,平均1 438 N/g。
5.組合5 (3.5~3.3 m)(7.78~7.33 ka):云杉屬(Picea)-蒿屬(Artemisia)-莎草科(Cyperaceae)組合。
本組合裸子植物含量減少,平均為13.7%,其中云杉屬含量增加,平均8.3%,松屬含量降低,偶見(jiàn)麻黃屬;被子植物含量平均為81.21%,其中陸生草本植物含量增加,平均為70.6%,以蒿屬、莎草科、禾本科、藜科為主,溫帶落葉闊葉植物和亞熱帶常綠落葉植物等零星可見(jiàn)。
本組合總碳屑濃度大大增加,平均104 141 N/g,大于100 μm碳屑濃度平均為6 884 N/g;孢粉濃度平均為2 113 N/g。甲藻類(lèi)極少。
6.組合6 (3.3~2.5 m)(7.33~5.56 ka):松屬(Pinus)-莎草科(Cyperaceae)-蒿屬(Artemisia)-香蒲屬(Typha)組合。
本組合蕨類(lèi)植物稍有增加,平均為9.9%,裸子植物含量平均為14%,以松屬為主,偶見(jiàn)麻黃屬、鐵杉屬等;被子植物含量平均為76.1%,陸生草本植物含量下降,平均為52.3%,水生草本植物含量增加,平均15.0%,以莎草科、蒿屬、香蒲屬為主;溫帶落葉闊葉植物和亞熱帶常綠落葉植物等含量較少。
本組合總碳屑濃度較低,平均43 245 N/g,大于100 μm碳屑濃度平均為1 396 N/g;孢粉濃度低,平均為988 N/g。甲藻類(lèi)極少。反映氣候濕冷。
7.組合7 (2.5~2.2 m)(5.56~4.89 ka):松屬(Pinus)-青岡櫟屬(Cyclobalanopsis)-落葉櫟(QuercusD)組合。
本組合蕨類(lèi)植物稍有增加,平均為10.7%,裸子植物含量平均為19.3%,以松屬為主;被子植物含量平均70%,陸生草本植物含量下降,平均37.3%,水生草本植物下降,平均6.5%,仍以蒿屬、莎草科、香蒲屬為主;溫帶落葉闊葉植物含量為11.9%~14.7%,亞熱帶常綠落葉植物含量增加,為10.5%~15.4%,主要為青岡櫟、常綠櫟、栲屬等。
本組合總碳屑濃度較低,平均50 848 N/g,大于100 μm碳屑濃度平均為1 688 N/g;孢粉濃度平均為1 382 N/g。甲藻類(lèi)增多。
8.組合8 (2.2~1.4 m)(4.89~3.11 ka):莎草科(Cyperaceae)-蒿屬(Artemisia)-香蒲屬(Typha)組合。
本組合裸子植物含量平均為12.9%,以松屬為主;被子植物含量平均為70%,草本植物含量在2.2 m(4.89 Ma)處最高,向上逐漸降低,為51.6~80.8%,其中莎草科、禾本科、香蒲屬含量增加,蒿屬含量下降;溫帶落葉闊葉植物含量為3.7%~10.5%,亞熱帶常綠落葉植物含量降低,為1.6%~7.0%。
本組合總碳屑濃度高,平均為440 781 N/g,大于100 μm碳屑的濃度平均為2 683 N/g;孢粉濃度平均為1 642 N/g。甲藻類(lèi)較少。
9.組合9 (1.4~0.0 m)(3.11~0.0 ka):松屬(Pinus)-常綠櫟(QuercusE)-落葉櫟(QuercusD)組合。
本組合裸子植物含量平均為24.4%,以松屬為主;被子植物含量平均為63.3%,陸生草本植物含量降低,平均為29.8%,以蒿屬為主,香蒲屬含量下降,平均為1.9%;溫帶落葉闊葉植物8.7%~21.3%,以落葉櫟類(lèi)為主,亞熱帶常綠落葉植物含量增加,平均為16.6%,以青岡櫟、常綠櫟為主。
本組合總碳屑濃度較低,平均為32 439 N/g,大于100 μm碳屑的濃度平均為973 N/g;孢粉濃度平均為1 754 N/g。甲藻類(lèi)數(shù)量豐富。
海洋沉積物中的孢粉分析數(shù)據(jù)能很好地反映陸緣的植被分布及海平面升降[4,9]。黃海表層沉積物孢粉分布規(guī)律顯示[9]:草本植物花粉在大陸架離岸近的區(qū)域或河流入??诟浇练e物中含量高,越往深海含量越低;而松屬等具氣囊花粉沉降速度相對(duì)較慢,靠風(fēng)傳播,表現(xiàn)出離岸越近含量越少的規(guī)律;木本植物以松、櫟、樺、榆為主,柳、栗、胡桃等花粉含量較少,這些花粉主要來(lái)自遼東半島和山東半島。連云港以南的陸緣地區(qū)分布著含常綠闊葉樹(shù)的落葉闊葉林區(qū),為極少數(shù)常綠植物花粉的來(lái)源區(qū)[9]。
因此,NHH01孔位置附近具有代表性或相關(guān)性顯著的能指示區(qū)域或地方性植被的花粉類(lèi)型主要包括松屬、蒿屬、藜科、莎草科、禾本科、櫟屬、樺屬、常綠櫟類(lèi)等,所以草本植物花粉含量增高與研究區(qū)附近草原擴(kuò)張有關(guān),反映海平面下降,陸架出露。草本植物花粉含量降低,松屬及其他闊葉木本植物花粉含量高反映海平面上升,草原退縮,陸架區(qū)被淹沒(méi);落葉闊葉及常綠樹(shù)種的含量變化可說(shuō)明陸緣區(qū)山地植被隨氣候波動(dòng)而發(fā)生的變化,為氣候較暖階段,木本花粉,尤其是常綠闊葉樹(shù)種呈增加趨勢(shì),少量熱帶、亞熱帶植物孢粉來(lái)源于南部,或與暖流有關(guān),因此常綠植物花粉含量高反映海平面上升。黃海沉積物中刺甲藻類(lèi)對(duì)環(huán)境反映十分敏感,為近岸或淺海環(huán)境的良好指示物[4,9]。
因此本次孢粉分析劃分的9個(gè)孢粉組合,可以反映出黃海及陸緣地區(qū)古植被演化階段為:
階段1(22.0~18.81 ka):大致為末次盛冰期早期階段,組合1的特征代表了混有稀疏針闊混交林的草原。以蒿屬、莎草科、禾本科等陸生草本植物為主,水生草本植物較少,反映氣候比較干旱寒冷,海平面降低,黃海陸架古植被為干旱草原景觀(guān)。
階段2(18.81~12.6 ka):為末次盛冰期晚期階段,組合2的特征代表了混有稀疏針闊混交林的濕潤(rùn)草原。水生草本植物含量略有增加,尤其至頂部5.4 m處(~12.6 ka)碳屑濃度達(dá)到最高,暗示有泥炭層形成,反映氣候轉(zhuǎn)暖,鉆孔附近為濕潤(rùn)的草原環(huán)境。
階段3(12.6~9.56 ka):為前北方期,組合3代表了植被組成為混有稀疏針葉闊葉混交林的沼澤草原,蒿屬、禾本科等陸生草本植物有所減少,水生草本植物香蒲明顯增加,落葉櫟、榆樹(shù)、樺樹(shù)等稍有增加,刺甲藻類(lèi)開(kāi)始少量出現(xiàn)。鉆孔附近為濱海沼澤至草原的環(huán)境。
階段4(9.56~7.78 ka):大致為北方期,植被為針葉落葉闊葉混交林,混有少量常綠植被。松樹(shù)林增加,云杉林衰退,草本植物大大減少,常綠櫟以及落葉櫟、榆樹(shù)、樺樹(shù)、榿木等增加,甲藻類(lèi)數(shù)量增加。說(shuō)明鉆孔位置遠(yuǎn)離陸地,反映氣候轉(zhuǎn)暖,氣候較為濕潤(rùn),海平面上升。
階段5(7.78~7.33 ka):大致為大西洋期早期,為混有松樹(shù)林、云杉林的干涼草原;陸生草本植物又有所擴(kuò)張,以蒿屬、莎草科、禾本科、藜科為主,溫帶落葉闊葉植物和亞熱帶常綠落葉植物等零星可見(jiàn)。刺甲藻類(lèi)極少出現(xiàn),反映海平面又降低。
階段6(7.33~5.56 ka):大致為大西洋期,為濕潤(rùn)沼澤草原。草原上生長(zhǎng)著莎草科、蒿屬、禾本科,水生草本植物香蒲增加,陸架周緣生長(zhǎng)著少量的溫帶落葉闊葉植物和亞熱帶常綠落葉植物。植被組成中水龍骨科稍有增加,松樹(shù)林漸漸取代云杉林,并有少許麻黃屬、鐵杉屬等。
階段7(5.56~4.89 ka):為大西洋期末期,草原退縮,陸緣植被為溫暖常綠落葉闊葉混交林。此時(shí)為溫暖時(shí)期。
階段8(4.89~3.11 ka):大致為亞北方期早期,反映了以針闊混交林,濕潤(rùn)草原為主的植被面貌。
階段9(3.11~0.0 ka):為亞北方期晚期至亞大西洋期,植被面貌為常綠落葉闊葉混交林。甲藻類(lèi)數(shù)量豐富,反映海平面上升。
本次孢粉分析反映了黃海地區(qū)古氣候、古地理的演化歷史:自~22.0~12.6 ka(LGM)時(shí)期氣候相對(duì)干冷,海平面下降,黃海陸架出露,蒿屬和禾本科陸生草本植物占據(jù)優(yōu)勢(shì);12.6~9.56 ka時(shí)期為過(guò)渡期,莎草科、香蒲屬等濕生草本植物有所增加,落葉櫟屬、榆屬、樺屬等溫帶喬木增加,說(shuō)明仍出露的部分陸架上分布著大量濕地及沼澤,為近海沼澤草原環(huán)境,揭示此時(shí)氣候較為濕冷,冰川融化,海平面有所上升,但存在氣候快速波動(dòng),10.0 ka時(shí)期甲藻類(lèi)極少,水生草本植物減少說(shuō)明在升溫過(guò)程中的一次短期降溫;9.56~7.78 ka期間亞熱帶常綠植物孢粉開(kāi)始增多,來(lái)源于南部沿海地區(qū),或南方暖流攜帶至沉積區(qū),反映氣候溫暖濕潤(rùn),海平面繼續(xù)上升,黃海陸架被淹沒(méi);7.78~7.33 ka時(shí)期,廣泛發(fā)育陸生草本植物,海平面又一次降低,反映氣候變得干涼;7.33~4.89 ka時(shí)期(大致為大西洋期)為全新世的最適宜期,氣候相對(duì)濕熱,海平面上升;在4.89 ka處又出現(xiàn)一次草本植物的擴(kuò)張,甲藻類(lèi)的衰退,反映經(jīng)歷了一次短暫的降溫事件,之后氣候較為溫暖濕潤(rùn),為現(xiàn)代陸架海環(huán)境。
貴州D4石筍δ18O也記錄了全新世3次最明顯的冷事件,分別發(fā)生于10.91、8.27以及4.75 ka B.P.,降溫幅度可達(dá)2~5 ℃[10]。石筍記錄的這些氣候突變事件時(shí)間的分辨率較高,為千年百年尺度,其延續(xù)年代的范圍可以與格陵蘭GISP2冰芯進(jìn)行對(duì)比。8.27及4.75 ka B.P.冷事件,可以和愛(ài)爾蘭CC3石筍記錄進(jìn)行對(duì)比[10-12]。南海記錄了11.3~10.0 ka B.P.的冷事件[13],MD05-2904站位δ18O、硅藻、孢粉資料記錄了11.4~10.1 cal ka B.P.的冷事件[14],南黃海NHH01孔孢粉記錄的10.0、7.78~7.33 ka氣候變冷事件比貴州、南海記錄的氣候變冷事件在時(shí)間上有所延遲,4.89 ka冷事件與貴州4.75 ka B.P.的冷事件在時(shí)間上較為一致。產(chǎn)生差異可能的原因有年齡控制點(diǎn)較少、內(nèi)插法獲得的數(shù)據(jù)偏差以及不同緯度地區(qū)局部氣候效應(yīng)的影響[15]。雖然均為降溫事件,但是南海地區(qū)在冰期陸架大面積出露,其上生長(zhǎng)了較多喬木植被,主要以熱帶亞熱帶常綠植物為主,草本植物含量最高60%左右[14],而黃海地區(qū)草本植物含量在80%左右,亞熱帶常綠植物極少,說(shuō)明南海地區(qū)較黃海地區(qū)氣候溫暖,可能是由于不同緯度地區(qū)受太陽(yáng)輻射及水汽等因素影響的差異造成的。
著名的“新仙女木事件”(~12.88~11.64 ka)是在格陵蘭冰心和北大西洋海底鉆孔中δ18O記錄的一次明顯降溫事件[16],貴州荔波董歌洞D4石筍δ18O記錄也顯示了12.80~11.58 ka期間的降溫事件[10],低緯度地區(qū),如中國(guó)南海17 940站位δ18O數(shù)據(jù)、孢粉資料和MD05-2904站的硅藻資料[17-18]等均明顯揭示了新仙女木事件的發(fā)生;另外,MD05-2904鉆孔的δ18O數(shù)據(jù)僅有0.75‰的變化[19],溫度下降幅度較小,大約1 ℃[20],而孢粉數(shù)據(jù)沒(méi)有顯著揭示新仙女木事件[14],在12.88~11.64 ka期間南黃海的孢粉植物群以草本植物為主,水生草本植物含量較多,說(shuō)明仍出露的部分陸架上分布著大量濕地及沼澤,此時(shí)氣候雖冷但并不干旱,表現(xiàn)為濕冷的氣候,筆者認(rèn)為這是在由冰期向間冰期過(guò)渡時(shí)期、氣候轉(zhuǎn)暖濕潤(rùn)的正常表現(xiàn)。新仙女木事件對(duì)本區(qū)影響并不顯著,這次變冷事件對(duì)不同區(qū)域的影響也存在差異。
米蘭科維奇理論認(rèn)為,北半球高緯度地區(qū)夏季太陽(yáng)輻射變化是驅(qū)動(dòng)第四紀(jì)冰期-間冰期旋回的主要因素,地球中、低緯度地區(qū)接受太陽(yáng)輻射量的變化主要受控于歲差(周期1~2.3萬(wàn)年)和偏心率(周期10萬(wàn)年)。但是末次盛冰期以來(lái),特別是全新世時(shí)期千年尺度的氣候波動(dòng)現(xiàn)象無(wú)法用Milankovitch理論進(jìn)行解釋?zhuān)潋?qū)動(dòng)機(jī)制是深入了解氣候系統(tǒng)演化過(guò)程的關(guān)鍵。但目前缺少全新世高分辨率氣候波動(dòng)周期等方面的詳細(xì)研究,研究地區(qū)仍十分有限,對(duì)全新世氣候不穩(wěn)定性的機(jī)制仍缺少統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)[21]。對(duì)于這一問(wèn)題還有待今后更多的研究工作。
1) 對(duì)NHH01孔柱狀樣末次盛冰期以來(lái)的65個(gè)孢粉樣品進(jìn)行分析,鑒定出53科81屬,建立了9個(gè)孢粉組合;草本植物花粉與針葉、落葉闊葉植物花粉含量此消彼長(zhǎng)。
2) 孢粉組合特征顯示了黃海及陸緣植被的演化歷史,反映了氣候的變化,末次盛冰期(22.0~12.6 ka)黃海地區(qū)為濱岸草地,氣候較為干冷;12.6~9.56 ka時(shí)期為冰期向全新世冰后期的過(guò)渡期,氣候濕冷,為濱海沼澤濕地;9.56~7.78 ka時(shí)期氣候溫暖濕潤(rùn),海平面上升;7.78~7.33 ka時(shí)期,氣候變得干涼,海平面短暫下降;7.33~4.89 ka時(shí)期(大致為大西洋期)氣候相對(duì)濕熱;4.89 ka之后氣候溫暖濕潤(rùn)。
3) 識(shí)別出3次明顯的氣候變冷事件,分別在10.0 ka、7.78~7.33 ka、4.89 ka;新仙女木事件對(duì)本區(qū)影響并不顯著,表現(xiàn)為濕冷氣候。