古上升流与古季风演化

南海是贯穿北太平洋和北印度洋的通道之一，终年受到冬、夏季风的影响和控制。一般情况下，冬季风力较强，持续时间大约5个月（10月中旬至翌年3月中），夏季风力较弱，持续时间大约3个月（6～8月）（Metzger ＆Hurlburt，1996）。1993年5月—1996年5月南海中部风速和表层温度的记录显示，冬季的风速大于夏季。较强的冬季风伴随着表层温度的下降，而较弱的夏季风伴随着表层温度的升高。在季节变化上，颗粒通量受季风控制比较明显，高值主要出现在冬季和夏季，而且冬季的颗粒通量和初级生产力要高于夏季的值。颗粒通量和初级生产力均在季风盛行期（冬和夏季风期）同时都相应升高，而在季风间期都相应降低（陈荣华等，2006），说明冬、夏季风是影响和控制南海颗粒通量及初级生产力变化的主要因素。同时，蛋白石通量、颗粒总通量、有机碳通量和初级生产力几乎同步变化。与南海中部生源颗粒通量冬季高于夏季相对应，南海中部冬季的营养盐也比夏季要高，因此，颗粒通量的变化与上层实际观测的水文和营养盐结果基本是一致的（陈建芳，2005）。

尽管南海现代颗粒通量的记录仅仅反映季节性和年际变化，与第四纪冰期旋回中气候和沉积物堆积速率的变化不在一个时间尺度上，但前者可以为后者提供参照和依据。南海北部（SCS－N）站位1987年9月—1988年3月的上层颗粒通量的结果显示，尽管只有7个月的记录，但所有颗粒通量（包括硅藻通量）的高值都出现在1987年11月—1988年2月的冬季风盛行期间，表明南海北部上层颗粒通量明显受冬季风的控制（Wiesner et al．，1996；陈建芳， 2005；郑玉龙等，2001）。南海季风驱动的叶绿素分布和初级生产力的研究也表明：无论是观察还是模拟的结果都显示，冬季北部出现高的叶绿素和初级生产力，而夏季越南岸外的高叶绿素区向东扩张可达南部区（Liu et al．，2002；赵辉等，2005）。南海南部ODP 1143站位2004年5月—2005年4月颗粒通量的研究显示，在夏季风盛行期的2004年8月和9月所有的颗粒通量及初级生产力都显著增加，而在冬季风盛行期的2004年11月—2005年2月都明显降低（王汝建等，2007），尽管只获得了一年的数据，但足以表明南海南部主要受夏季风的影响和控制。

根据研究，南海的两个上升流区（吕宋岸外SCS－NE和越南岸外SCS－SW）碳酸钙／蛋白石比值要比非上升流区（南海中部SCS－C）明显要低（陈建芳，2005），表明上升流区可能更有利于硅质生物的生长。由于上升流带来了丰富的营养物，造成硅质生物的大量繁殖和沉积物中的个体丰度增大。在季风活动区，季风是驱动上升流加强的主要因素。季风作用加强时，上升流活动普遍发生或强度加大，硅质生物的丰度也随之增大；反之，季风减弱，则硅质生物的丰度也明显减小，甚至接近消失。由于南海营养跃层比相邻的西菲律宾海要浅，在季风和台风等外力强迫下，上升的中、深层水可以带着营养充足的水一直可以到达表层（Gong et al．，1992）。冬季风可以带来富铁的风尘沉积至南海，夏季风带来的降水和风尘也可为南海上层生物提供N、Si、Fe营养物质（Duce et al．，1991）。由此对地层中硅藻丰度的分析结果，可以指示和追溯古上升流、古季风的变化特征和发育历史。

SA08－34钻孔位于南海南部偏西海区，该处是西南夏季风形成北上的必由之路，必然受到夏季风发育的影响和控制；又由于邻近赤道，海洋生态环境受北方的冬季风影响程度较小。根据SA08－34柱状样的硅藻丰度和百分含量变化划分的硅藻带与氧同位素分期相对应（图6－8）。不同时期的地层中硅藻个体丰度变化十分明显，在MIS1、MIS3期地层含有丰富的硅藻类群和较大的个体丰度，MIS2期硅藻数量非常贫乏。硅藻丰度的氧同位素旋回变化特征指示了该海域古上升流的演化。在夏季风活动区，夏季风是驱动上升流加强的主要因素，由此可以推测该海域夏季风在MIS1、MIS3期明显强化，其作用加强时，上升流活动普遍发生或强度加大，由于上升流带来了丰富的营养物，造成硅藻的大量繁殖和沉积物中的个体丰度增大。反之，冰盛期，夏季风减弱，冬季风几乎没有触发上升流，上层水体呈现贫营养状态，不利于硅质的生物繁殖和保存，硅藻的丰度也明显减小，甚至接近消失。但是从硅藻丰度的变化也可以看出不论在冰期亦或全新世，南海夏季风均存在不稳定性和旋回性的特征。

SA13－76孔除了明显的浊流砂层出现异常可以不考虑，硅藻带与氧同位素分期也分别相对应（图6－9）。在氧同位素1、3、5表现出高值，2、4表现为较低的值。该孔位于现代SCS－SW上升流区，硅藻丰度与SA08－34孔表现出同样的旋回特征，也指示了该现代上升流区自MIS5期以来，1、3、5期夏季风强化，2、4期减弱的演化历史，与SA08－34孔相互印证了南海西、南部古季风的变化特征和发育历史。