沉積記錄中脂類(lèi)生物標(biāo)志物對(duì)瓊東上升流強(qiáng)度的指示及其影響因素初探

王鑫，吳瑩，曹夢(mèng)莉，齊麗君，張經(jīng)

( 1. 華東師范大學(xué) 河口海岸學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 上海 200241)

1 引言

沿岸上升流是陸架區(qū)的一種重要現(xiàn)象，其持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)度及腹地氣候狀況、主流洋流和海底形態(tài)差異會(huì)影響海洋顆粒物的產(chǎn)生和沉積[1]。自20世紀(jì)初以來(lái)，研究者在上升流形成機(jī)制、沉積機(jī)制方面開(kāi)展了廣泛的研究。劉羿等[2]利用上升流區(qū)域?yàn)I珊瑚的Sr/Ca比值重建了海南島東部瓊東海域的夏季海表溫度，并進(jìn)一步重建了該區(qū)域1906?1996年上升流強(qiáng)度的變化。沉積物中保留的相關(guān)生物標(biāo)志物信息也能記錄上升流強(qiáng)度的變化，水體中的浮游植物與上升流相關(guān)聯(lián)產(chǎn)生可保存的骨架，為將上升流信號(hào)轉(zhuǎn)化為可識(shí)別的沉積記錄提供了理想的載體。Naidu和Niitsuma[3]、Salgueiro等[4]都利用沉積物中浮游有孔蟲(chóng)反演了研究區(qū)域上升流強(qiáng)度的時(shí)間序列。然而這些研究手段相對(duì)繁瑣且專(zhuān)業(yè)強(qiáng)度高。脂肪酸和正構(gòu)烷烴作為常見(jiàn)的生物標(biāo)志物，其相關(guān)的地學(xué)應(yīng)用研究頗多。然而，目前的研究多集中于利用脂肪酸和正構(gòu)烷烴示蹤有機(jī)質(zhì)的來(lái)源、分布和降解[1,5–8]。用其指示特定區(qū)域上升流強(qiáng)度卻鮮有報(bào)道。

硅藻豐度是指示上升流的重要指標(biāo)之一。研究表明，在葡萄牙沿岸上升流區(qū)、秘魯上升流區(qū)、太平洋東北海域、阿拉伯海沉積物中，硅藻的絕對(duì)豐度可以直觀地反映上升流強(qiáng)度[9–12]。本文研究區(qū)域位于海南島東部瓊東上升流區(qū)，該區(qū)域以硅藻為優(yōu)勢(shì)種[13]。沉積物中硅藻豐度可以反映硅藻生物量和初級(jí)生產(chǎn)力的變化，進(jìn)而重建上升流強(qiáng)度的時(shí)間序列[14]。研究表明，瓊東上升流主要受東亞夏季風(fēng)（East Asian Summer Monsoon，EASM）控制[15]，厄爾尼諾?南方濤動(dòng)（El Ni?o-Southern Oscillation，ENSO）受ENSO以及太平洋年代際振蕩（Pacific Decadal Oscillator，PDO）的共同調(diào)節(jié)，但ENSO又受PDO背景場(chǎng)的調(diào)節(jié)作用[16]。然而，ENSO與PDO如何共同影響上升流強(qiáng)度以及二者對(duì)上升流強(qiáng)度影響的貢獻(xiàn)比例，目前仍然是亟待解決的問(wèn)題。

本文利用沉積物中脂肪酸和正構(gòu)烷烴結(jié)合反演上升流強(qiáng)度年際變化，結(jié)合其他基本參數(shù)表征受上升流影響程度不同的兩區(qū)域在初級(jí)生產(chǎn)力上的差異，并根據(jù)硅藻豐度參數(shù)反演上升流強(qiáng)度年際變化序列，初步分析PDO和ENSO對(duì)上升流強(qiáng)度的影響。一方面，相對(duì)于此方法在傳統(tǒng)地學(xué)中的運(yùn)用，算是一次新的突破；另一方面，運(yùn)用此方法反演上升流強(qiáng)度年際變化趨勢(shì)，也為上升流研究領(lǐng)域提供了一種新的方法和可能性。

2 方法

2.1 樣品采集

海南島位于南海西北部，海南島東部沿岸發(fā)育著主要由季風(fēng)驅(qū)動(dòng)的季節(jié)性上升流——瓊東上升流，位于18.5°～20.5°N，110.0°～111.5°E之間的沿岸海域，上升流中心出現(xiàn)在19.2°～19.3°N附近[17–18]。瓊東上升流在4月份開(kāi)始發(fā)育，7月中旬至8月中旬達(dá)到最大強(qiáng)度，并一直持續(xù)到9月，風(fēng)是上升流的主要驅(qū)動(dòng)力。2008年8月，利用箱式采泥器采集兩根沉積物短柱柱樣S5和S10（圖1）。S5站位（18.63°N，111.24°E）位于受瓊東上升流影響的邊緣海域，柱長(zhǎng)25 cm；S10站位（19.04°N，110.76°E）位于瓊東上升流中心區(qū)域附近，柱長(zhǎng)18 cm。采樣后在船上立即以1 cm間隔分樣，樣品裝入自封袋后趕走空氣，立即保存于?20℃條件下，直至實(shí)驗(yàn)室分析。

圖1 采樣站位Fig. 1 The sampling stations

2.2 測(cè)定方法

采用LS100Q粒徑儀進(jìn)行樣品粒徑的測(cè)定，粒徑小于4.0 μm部分為黏土，4.0～63.0 μm部分為粉砂，大于63.0 μm部分為砂質(zhì)[8]。利用Vario ELⅢ元素分析儀測(cè)定沉積物有機(jī)碳含量（COC）以百分?jǐn)?shù)計(jì)，測(cè)定精度小于5%；使用Finnigan生產(chǎn)的Delta Plus XP穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀測(cè)定沉積物碳穩(wěn)定同位素（δ13C）值，以國(guó)際同位素參考基準(zhǔn)VPDB校正，測(cè)定精度為±0.1‰[19]。

生物標(biāo)志物的提取和測(cè)定：取適量干燥研磨后的沉積物，加入二氯甲烷?甲醇混合液（體積比2∶1），用微波消解法進(jìn)行萃取后離心分離；用旋蒸儀將上清液濃縮至近干，得到總脂，然后皂化2 h（70°C）。溫度降至室溫后，用正己烷萃取，分離得到上清液，重復(fù)萃取3次，萃取液進(jìn)行旋轉(zhuǎn)濃縮后用活化后的硅膠柱凈化分離，用正己烷淋洗得到正構(gòu)烷烴部分。用鹽酸調(diào)節(jié)下層溶液（含脂肪酸）的pH，用正己烷萃取溶液中的脂肪酸，重復(fù)3次，旋轉(zhuǎn)濃縮后，加入5% HCl-MeOH溶液，在避光70°C條件下加熱，甲酯化12 h。再次用正己烷將溶液中的脂肪酸甲酯萃取富集。將分析過(guò)程中脂肪酸和正構(gòu)烷烴的回收率控制在85%及以上。前處理分離收集得到的脂肪酸和正構(gòu)烷烴利用氣相色譜法測(cè)定。更詳細(xì)的前處理流程和上機(jī)測(cè)定步驟、色譜條件見(jiàn)文獻(xiàn)[20]。采用內(nèi)標(biāo)法控制數(shù)據(jù)質(zhì)量，脂肪酸和正構(gòu)烷烴所用定量?jī)?nèi)標(biāo)均為C19:0脂肪酸甲酯，回收內(nèi)標(biāo)分別為C21:0脂肪酸和C24D50，每次處理6個(gè)樣品，每個(gè)樣品均做基質(zhì)回收率，每?jī)膳鷺悠纷?次空白，每3批樣品做1次平行樣，平行樣相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為20%。

3 結(jié)果

3.1 基本參數(shù)

S5柱樣各層平均粒徑分布在20.6～74.3 μm之間，整根柱樣平均粒徑為35.8 μm，屬于粉砂質(zhì)沉積物，整體粒徑偏細(xì)（圖2a）。COC分布在0.51%～0.69%之間，平均值為0.58%，從表層到底層總體呈降低趨勢(shì)（圖2b），δ13C值分布范圍為?21.7‰～?22.1‰。

S10柱樣相比于S5粒徑更粗，平均粒徑為82.2 μm，屬于砂質(zhì)沉積物，平均粒徑隨深度的分布剖面如圖2e所示。從表層到3.5 cm，COC從最大值0.49%快速降低到最小值0.26%，3.5 cm以深隨深度增加變化幅度不大（圖2f）。S10柱樣δ13C平均值為?22.2‰，分布范圍為?21.6‰～?22.6‰。

圖2 S5與S10站位粒徑，有機(jī)碳含量（COC），總正構(gòu)烷烴（T-ALK）和總脂肪酸含量（TFA）隨深度變化剖面圖Fig. 2 The grain size，organic carbon content (COC)，total n-alkanes (T-ALK) and total fatty acids (TFA) profiles with depth in Station S5 and Station S10

3.2 生物標(biāo)志物

S5柱樣中正構(gòu)烷烴碳鏈分布在nC14?nC34，總正構(gòu)烷烴（Totaln-alkanes，T-ALK）以干重計(jì)含量范圍為0.68～6.68 μg/g，平均值為2.12 μg/g，以有機(jī)碳計(jì)為0.10～1.12 mg/g，平均值為0.36 mg/g（圖2c）。文中數(shù)據(jù)，如無(wú)特殊說(shuō)明，T-ALK均以有機(jī)碳計(jì)。正構(gòu)烷烴單峰和雙峰均有分布，低碳數(shù)峰群以nC16和nC18為主峰碳。

總脂肪酸（Total Fatty Acids，TFA）含量（以有機(jī)碳計(jì)）呈先增加后減少趨勢(shì)，在12.5 cm處達(dá)到最大值11.62 mg/g。整根柱子的總脂肪酸含量平均值為4.77 mg/g，分布范圍為0.62～11.62 mg/g（圖2d）。脂肪酸單峰和雙峰均有分布，以nC16:0、nC18:2n6和nC22：2為主，具有強(qiáng)烈的偶碳優(yōu)勢(shì)。

S10柱樣中T-ALK以干重計(jì)濃度范圍在0.79～9.80 μg/g，平均值為2.68 μg/g。以有機(jī)碳計(jì)濃度范圍在0.26～3.28 mg/g之間，平均值為0.75 mg/g（圖2g）。S10中正構(gòu)烷烴碳鏈分布在nC14?nC34之間，單峰型和雙峰型都有分布，中短鏈以nC16為主峰碳（圖3a）。

總脂肪酸含量從表層到底層整體呈減小趨勢(shì)，整根柱子脂肪酸濃度分布在0.98～2.32 mg/g之間，平均值為1.50 mg/g（圖2h），單峰型和雙峰均有分布，以nC16:0、nC18:2n6和nC22：2為主，具有強(qiáng)烈的偶碳優(yōu)勢(shì)（圖3b）。

圖3 S10站位典型正構(gòu)烷烴（a）和脂肪酸（b）譜圖Fig. 3 Typical n-alkanes spectra (a) and fatty acids spectra (b)of Station S10

4 討論

4.1 有機(jī)質(zhì)來(lái)源和降解

δ13C作為一種成熟的指示有機(jī)質(zhì)來(lái)源的參數(shù)被運(yùn)用于多個(gè)領(lǐng)域[8,19]。海洋浮游植物和陸源土壤、植物有著不同的δ13C值，海洋浮游植物δ13C一般在?20.5‰左右，δ13C相對(duì)富集，陸源土壤δ13C值相對(duì)虧損，一般在?25.0‰左右[20]，陸地C3維管束植物δ13C值則負(fù)值的絕對(duì)值更大，在?33.0‰～?23.0‰之間[21]。S5站位δ13C平均值為?22.0‰，S10站位為?22.2‰（表1），有機(jī)質(zhì)均為海陸混合來(lái)源，但以海源為主。S5站位δ13C值比S10站位更偏正，指示了更多海源有機(jī)質(zhì)的輸入。S10站位離岸更近，更靠近萬(wàn)泉河口，因而接受了更多陸源有機(jī)質(zhì)的輸入，與δ13C值所指示的有機(jī)質(zhì)來(lái)源一致。長(zhǎng)鏈脂肪酸（C22?C34)主要來(lái)自陸地植物，中短鏈脂肪酸主要來(lái)自海源有機(jī)質(zhì)[14]。S5站位與S10站位中脂肪酸主要以C16、C18為主，均顯示以海源有機(jī)質(zhì)輸入為主。碳鏈在20及以下和20以上的脂肪酸總和比值（∑C20?:0/∑C20+:0）在一定程度可反映海源和陸源有機(jī)質(zhì)輸入情況[14]。S5站位與S10站位表層、底層和整根柱樣∑C20?:0/∑C20+:0平均值均大于2（表1），指示兩站位有機(jī)質(zhì)均以海源輸入為主，與δ13C值及脂肪酸主峰碳指示一致。

表1 S5與S10站位T-ALK、TFA、HMW(n-FA/n-ALK)與δ13C值Table 1 T-ALK, TFA, HMW(n-FA/n-ALK) and δ13C values in Station S5 and Stations S10

在有機(jī)質(zhì)降解方面，兩站位差異明顯。HMW(n-FA/n-ALK)為鏈長(zhǎng)在C20?C30之間的正構(gòu)脂肪酸之和與鏈長(zhǎng)C25?C33之間的奇碳數(shù)正構(gòu)烷烴之和的比值，是一種常用的有機(jī)質(zhì)降解程度指示參數(shù)，該值越高，表征有機(jī)質(zhì)的降解程度越低[22]。如表1所示，S5站位HMW(n-FA/n-ALK)值主要分布在5.00～15.00之間，平均值為7.70，而S10站位該值主要分布在0～2.00之間，平均值為1.28。S5站位表層、底層和整根柱子HMW(n-FA/n-ALK)平均值遠(yuǎn)大于S10站位，指示S5站位有機(jī)質(zhì)降解程度遠(yuǎn)小于S10站位，其主要原因可能是S10站位處于上升流中心附近，海源碎屑等有機(jī)質(zhì)的再懸浮混合作用強(qiáng)于S5站位。此外，S10站位的粒徑分布在60～124 μm之間，平均值為82 μm（圖2e），而S5站位粒徑分布在20～74 μm之間，平均值為35 μm（圖2a），S10站位粒徑明顯大于S5站位，不利于有機(jī)質(zhì)的保存，導(dǎo)致S10站位有機(jī)質(zhì)降解程度較大，經(jīng)歷了更強(qiáng)的成巖作用。

S10站位表層、底層和整根柱子TFA平均值都低于S5站位，而T-ALK則是S10均大于S5站位（表1）。S10站位與S5站位TFA/T-ALK值隨深度變化差異明顯（圖4a，圖4c），S10站位TFA/T-ALK值在0～6.50之間變化，平均值為3.72，而S5站位TFA/T-ALK在0～60.00之間變化，平均值為22.83，隨著深度的增加，S10站位TFA/T-ALK值逐漸降低，表明隨著埋藏深度增大，對(duì)脂肪酸的降解程度大于對(duì)正構(gòu)烷烴的降解程度且呈逐漸增加趨勢(shì)。S5站位由于整體降解程度較低，TFA/T-ALK值并不存在S10站位這樣的趨勢(shì)。有文獻(xiàn)表明，南?，F(xiàn)代沉積物相對(duì)其他海域中的沉積物成熟度要高一些[23]，這與南海特定的地理環(huán)境決定其具有天然氣水合物形成的氣源條件、溫壓條件和有利于天然氣水合物成藏有關(guān)，正構(gòu)烷烴譜圖也表明正構(gòu)烷烴的含量幾乎不受石油污染的影響。在這樣的條件下，降解程度最低的表層沉積物中，S5站位TFA/T-ALK值為31.02，而S10站位為6.21，表明在兩站位中，當(dāng)顆粒物沉積到表層時(shí)，S10站位有機(jī)質(zhì)已經(jīng)經(jīng)歷了比S5站位更充分的降解，與HMW(n-FA/n-ALK)指示結(jié)果一致（表1）。這與上文所講S10處于上升流中心附近，垂直混合作用、再懸浮作用較強(qiáng)，各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被上升流反復(fù)帶到表層再沉降，從而導(dǎo)致的降解程度大相吻合。

圖4 S5與S10站位TFA/T-ALK和HMW(n-FA/n-ALK)值隨深度分布剖面圖Fig. 4 TFA/T-ALK and HMW(n-FA/n-ALK) values profiles with depth in Station S5 and Station S10

4.2 脂肪酸參數(shù)所指示的初級(jí)生產(chǎn)力變化

硅藻是海洋硅質(zhì)生物最主要的組成部分，硅藻對(duì)海洋環(huán)境的變化敏感，易受海水溫度、鹽度、營(yíng)養(yǎng)鹽等因素的影響而在硅藻種類(lèi)和豐度上表現(xiàn)出較大的差異[24]。在本文研究區(qū)域兩站位均受上升流的影響，硅藻通量和豐度可指征初級(jí)生產(chǎn)力變化[14]。脂肪酸種類(lèi)繁多，我們用C16、C18單不飽和脂肪酸和C20、C22多不飽和脂肪酸作為浮游植物標(biāo)志物，用C24?C30的偶數(shù)碳脂肪酸作為陸源脂肪酸標(biāo)志物，用支鏈C15和C17脂肪酸作為細(xì)菌源脂肪酸標(biāo)志物，研究S5站位與S10站位各類(lèi)脂肪酸來(lái)源的貢獻(xiàn)[25]。雖然S10站位降解程度較大，但浮游植物脂肪酸占比在表層、底層和整根柱子平均值均為S10站位高于S5站位（圖5），表明S10站位受上升流影響更大，實(shí)際初級(jí)生產(chǎn)力更高。S10站位細(xì)菌源脂肪酸比例S10站位高于S5站位，進(jìn)一步說(shuō)明了S10站位降解程度大于S5站位。

圖5 S5與S10站位不同來(lái)源脂肪酸比例在表層、底層和整根柱子平均值的分布Fig. 5 Proportion of different source fatty acids at stations S5 and S10 on the surface, bottom, and average values of the core

在脂肪酸參數(shù)中硅藻豐度指示參數(shù)有很多，C20:5、C16:1n9和C16:1/C16:0等均可作為硅藻的指示參數(shù)，但不飽和脂肪酸容易受生物地球化學(xué)過(guò)程的影響；∑C16:∑C18值也可反映硅藻生物量的變化趨勢(shì)，并減少UFA（不可分辨脂肪酸）對(duì)結(jié)果的影響[14]。已有研究表明硅藻為南海北部?jī)?yōu)勢(shì)種群，且硅藻豐度受夏季風(fēng)影響明顯，存在季節(jié)性變化[13]。S10站位脂肪酸∑C16:∑C18值均大于等于1，平均值為1.92，而S5站位∑C16:∑C18值在1左右，且大部分小于1，平均值為0.93（圖6），表明S10站位硅藻豐度更大，初級(jí)生產(chǎn)力更高。綜合以上幾個(gè)參數(shù)及前文所述，S10站位處于上升流中心附近，更有利于浮游植物生長(zhǎng)，初級(jí)生產(chǎn)力更高，但由于S10站位粒徑較粗、再懸浮作用強(qiáng)，有機(jī)質(zhì)降解程度更大，導(dǎo)致沉積物中有機(jī)碳、總脂肪酸等含量低于S5站位。

圖6 S5與S10站位浮游植物脂肪酸百分含量和∑C16:∑C18值隨深度變化剖面圖Fig. 6 The phytoplankton fatty acid proportion and ∑C16:∑C18 values profiles with depth in Station S5 and Station S10

我們利用兩站位的浮游植物脂肪酸百分含量和硅藻豐度參數(shù)∑C16∶∑C18隨深度變化研究上升流強(qiáng)度與初級(jí)生產(chǎn)之間的關(guān)系如圖6。S5站位浮游植物脂肪酸百分含量從表層到6.5 cm由高值迅速降低至低值，并在6.5 cm以下層位保持低值，與硅藻豐度參數(shù)∑C16∶∑C18并不能形成較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系（圖6a，圖6b）。原因可能是多方面的：S5站位本就處于上升流邊緣區(qū)域，受上升流影響很小，而∑C16∶∑C18為硅藻豐度參數(shù)，一定程度上可以指示上升流的影響，這與S5站位∑C16∶∑C18值比S10站位低很多對(duì)應(yīng)；前面已討論過(guò)S10站位有機(jī)質(zhì)降解程度高于S5站位，而浮游植物脂肪酸主要由多不飽和脂肪酸組成，在成巖過(guò)程中更易降解，導(dǎo)致浮游植物脂肪酸百分含量從表層到6.5 cm快速降解。而S10站位處于上升流影響的中心區(qū)域附近，沉積物經(jīng)歷了強(qiáng)烈的再懸浮和水柱降解[20]，在表層沉積物中降解程度就已經(jīng)相當(dāng)高。在S10站位中，兩參數(shù)在中上層具有較好的耦合關(guān)系（圖6c，圖6d），特別是在5.5～10.5 cm層位（圖6中陰影部分），浮游植物脂肪酸百分含量與∑C16∶∑C18值都是先增加到峰值然后再減小，該層位與圖7中1950?1980年對(duì)應(yīng)，而這段時(shí)間PDO處于冷相位，其余兩個(gè)時(shí)間段處于暖相位，可能對(duì)上升流強(qiáng)度起一定的控制作用，具體討論見(jiàn)下文，而S5柱樣由于缺少定年信息且受上升流影響較小，遂不多贅述。

4.3 硅藻豐度指示上升流強(qiáng)度年際變化可能受ENSO和PDO的影響

如前面所述，S5與S10站位均受上升流影響，S10站位處于上升流中心附近，受上升流影響大。脂肪酸參數(shù)∑C16∶∑C18可以當(dāng)作硅藻豐度的指示參數(shù)[14]，在海南島東部發(fā)育著季節(jié)性上升流—瓊東上升流，已有研究表明在南海北部硅藻通量在時(shí)間和空間分布與上升流發(fā)生時(shí)間和區(qū)域具有相關(guān)關(guān)系[26]。本文嘗試用硅藻指示參數(shù)∑C16∶∑C18表征上升流強(qiáng)度年際變化，如圖7所示，沉積速率引用許冬等[27]0.21 cm/a，兩者經(jīng)緯度幾乎重合。S10柱記錄了從1925?2008年期間沉積柱中的硅藻豐度并指示了該區(qū)域上升流強(qiáng)度。如圖7所示，硅藻豐度特征大致可分為3個(gè)區(qū)間1925?1950年，1950?1980年和1980?2008年。1950?1980年期間硅藻豐度顯著高于另外兩個(gè)階段，可能是由于在1950?1980年該區(qū)域上升流強(qiáng)度處于較強(qiáng)的水平，與劉羿等[2]（研究區(qū)域相近）利用上升流區(qū)濱珊瑚Sr/Ca比值重建的海南島東部瓊東海域上升流強(qiáng)度變化趨勢(shì)一致。上升流區(qū)珊瑚中Cu含量被證明與上升流的輸入有關(guān)，也可用來(lái)表征上升流強(qiáng)度。此處利用∑C16∶∑C18指示的硅藻豐度年際變化趨勢(shì)與Chen等[15]利用相近區(qū)域珊瑚中Cu含量反演的上升流年際變化趨勢(shì)也較一致，在1950?1980年顯著高于另外兩個(gè)階段，多參數(shù)耦合證明了利用硅藻豐度參數(shù)∑C16∶∑C18反演上升流強(qiáng)度是可靠的。

瓊東上升流通常發(fā)生在4?9月，主要受EASM控制[15]。已有研究表明PDO（太平洋上類(lèi)似于ENSO形態(tài)并具有顯著年代際振蕩周期的氣候變率模態(tài)）是影響EASM強(qiáng)度年際變化的主要因素[28]。如圖7所示，PDO指數(shù)在1925?2000年間可分為3個(gè)階段：1925?1950年，1950?1980年和1980?2000年，3階段分別處于暖相位、冷相位、暖相位，與∑C16∶∑C18所指示的硅藻豐度、劉羿等[2]反演的上升流強(qiáng)度年際變化趨勢(shì)和珊瑚中Cu含量所指示的上升流強(qiáng)度年際變化趨勢(shì)一致，推測(cè)PDO是瓊東上升流強(qiáng)度年代際變化的主要控制因素。有研究表明ENSO與EASM也存在相關(guān)關(guān)系，并影響上升流強(qiáng)度[29]，瓊東上升流在ENSO年附近會(huì)加強(qiáng)[30–31]。據(jù)最新研究結(jié)果顯示，ENSO變化周期較短在2～8 a，且受PDO背景場(chǎng)的調(diào)節(jié)[32]。Wu[33]研究發(fā)現(xiàn)，ENSO對(duì)西太平洋的影響并不是固定的，而是依賴(lài)于PDO的相位，當(dāng)PDO處于冷相位時(shí)，ENSO對(duì)季風(fēng)會(huì)有強(qiáng)烈的影響，當(dāng)PDO處于暖相位時(shí)，關(guān)系則不明顯。如圖7所示，兩灰色區(qū)域分別代表1925?1942年和1977?2008年，雖然在這兩時(shí)段ENSO作用更強(qiáng)，但由于PDO處于暖相位背景場(chǎng)下，可能對(duì)上升流強(qiáng)度的影響呈減小趨勢(shì)，且占據(jù)主導(dǎo)地位，因此ENSO對(duì)上升流的影響較??；但當(dāng)PDO處于冷相位時(shí)（增強(qiáng)EASM），對(duì)上升流強(qiáng)度原本就呈加強(qiáng)作用，ENSO和PDO對(duì)上升流的強(qiáng)度增強(qiáng)作用可能會(huì)疊加，如圖7所示，在1972?1973年∑C16∶∑C18值、珊瑚中Cu濃度和上升流指數(shù)都達(dá)到最大值，這與1972?1973間發(fā)生了強(qiáng)烈的ENSO事件相吻合。

圖7 PDO指數(shù)、∑C16:∑C18、上升流指數(shù)和珊瑚中Cu含量年際變化Fig. 7 Interannual variation of PDO index, ∑C16:∑C18,upwelling index and Cu content in corals

5 結(jié)論

本文通對(duì)海南島東部上升流區(qū)所采集的兩根柱狀沉積物進(jìn)行了粒徑、有機(jī)碳含量、δ13C、正構(gòu)烷烴和脂肪酸分析，分析了兩站位有機(jī)質(zhì)的來(lái)源和降解狀態(tài)，探討了受上升流影響程度不同的兩站位沉積相中初級(jí)生產(chǎn)力信號(hào)的有效保存，通過(guò)脂肪酸硅藻豐度參數(shù)指征了該區(qū)域百年尺度的上升流強(qiáng)度變化，并初步分析了其影響因素，研究表明：

（1）S5站位和S10站位有機(jī)質(zhì)來(lái)源均以海源自生源為主，S10站位有機(jī)質(zhì)降解程度遠(yuǎn)高于S5站位，其主要原因?yàn)椋篠10站位處于上升流中心附近，再懸浮和水柱降解作用強(qiáng)；此外，S10站位粒徑更粗，不利于有機(jī)質(zhì)保存。

（2）利用脂肪酸硅藻豐度指示參數(shù)∑16∶∑18和浮游植物脂肪酸比例指示了兩站位初級(jí)生產(chǎn)力記錄的差異性：雖然S10站位有機(jī)質(zhì)降解程度高于S5站位，但S10站位初級(jí)生產(chǎn)力仍高于S5站位；浮游植物脂肪酸百分含量和∑16∶∑18參數(shù)在剖面變化與上升流強(qiáng)度存在一定耦合關(guān)系。

（3）利用脂肪酸硅藻豐度反演的上升流的強(qiáng)度年際變化表明，上升流強(qiáng)度在1925?1950年、1950?1980年和1980?2008年間表現(xiàn)為弱、強(qiáng)、弱的趨勢(shì)，與PDO年代際變化趨勢(shì)一致，推測(cè)ENSO在短時(shí)間尺度上可能對(duì)上升流強(qiáng)度有一定調(diào)節(jié)作用，長(zhǎng)時(shí)間尺度上可能主要受PDO調(diào)節(jié)。