【摘要】：首先綜述了現(xiàn)代熱帶海洋生產(chǎn)力的分類與影響因素,然后討論了古生產(chǎn)力替代性指標的分類與各類方法的優(yōu)點與局限性。在此基礎(chǔ)上,通過收集整理前人使用不同替代性指標對熱帶海洋古生產(chǎn)力重建的結(jié)果,討論了熱帶海洋古生產(chǎn)力記錄的特征、周期性與驅(qū)動機制。發(fā)現(xiàn)從末次冰期到全新世熱帶海洋古生產(chǎn)力在冰期時明顯偏高,但冰期生產(chǎn)力高間冰期生產(chǎn)力低的規(guī)律并不一直適用,MIS 22前后西太平洋初級生產(chǎn)力在冰期—間冰期的變化發(fā)生反轉(zhuǎn)。熱帶海洋古生產(chǎn)力的周期性也與高緯海區(qū)顯著不同,歲差和斜率的信號更為顯著。還存在約30 ka等不同軌道周期疊加之后形成的周期。顆石藻計算的海洋生產(chǎn)力可能存在約400 ka周期,這對全球碳同位素的影響有待深入研究。
【圖文】：

新磯?代夫季風的海區(qū)，除了少數(shù)近岸站位，其他均表現(xiàn)為末次冰期生產(chǎn)力更高［19，48］。可以看出在赤道海區(qū)生物泵強度總體在冰期較高，更多的碳在冰期中以有機碳的形式埋藏在熱帶海區(qū)的沉積物中。從現(xiàn)代的觀測來看赤道地區(qū)由于存在大面積的上升流，是一個顯著的碳源［49］，而在冰期中增強的生物泵是否可以改變熱帶海區(qū)碳的源匯過程值得進一步探討，這可能為解決冰期—間冰期大氣二氧化碳的變化提供新方向。不同替代性指標所計算的輸出生產(chǎn)力與初級生產(chǎn)力之間存在一定的差異，這種差異在上升流海區(qū)更為明顯(圖1)，可能是由于非生產(chǎn)力因素對沉積過程產(chǎn)生影響。圖1從末次冰期到全新世海洋生產(chǎn)力變化以及現(xiàn)代海洋初級生產(chǎn)力的分布Fig．1ThevariationofmarineproductivityfromthelastglacialtoHoloceneandthedistributionofmodernprimaryproductivity(a)為輸出生產(chǎn)力;(b)為初級生產(chǎn)力;紅色點代表該站位海洋生產(chǎn)力在MIS2＞MIS1;藍色點代表MIS2＜MIS1;灰色點表示2個時間內(nèi)海洋生產(chǎn)力大致相當;白色表示不同指標的數(shù)據(jù)存在差異難以確定或是存在非生產(chǎn)力過程對結(jié)果造成了影響;現(xiàn)代海洋生產(chǎn)力數(shù)據(jù)使用VGPM算法計算［40］，單位為gC/(m2·a)，來源于OceanProductivity網(wǎng)站(a)Thepatternofexportproductivity;(b)Thepatternofprimaryproductivity;ＲedpointsmeantheproductivityinMIS2waslargerthanthatinMIS1atthesite;BluepointsmeantheproductivityinMIS1waslargerthanthatinMIS2;GraypointsmeantheproductivityinMIS2wassimilartotheproductivityinMIS1;Whitepointsmeantheresultsofdifferentproxiesarecontraryortherewereotherprogressthatmayinfluencetheresults;Themodernprimaryproductivitydata(gC/(m2·a))arebasedtheVGPM?

，55］。蘇祿海的初級生產(chǎn)力具有顯著的100ka周期，主要是因為冬季風風速大小控制了該海區(qū)的初級生產(chǎn)力［56］。班達海的記錄主要表現(xiàn)為23ka和41ka周期，現(xiàn)代觀測表明班達海的生產(chǎn)力與季風和ENSO控制的降水量密切相關(guān)［57］。不同海區(qū)海洋生產(chǎn)力的周期性取決于控制該海區(qū)的初級生產(chǎn)力以及有機碳沉降保存等過程的周期性:與冬季風強度、底層水含氧量、風塵輸入、沉積速率有關(guān)的常約為10ka的周期;而與夏季風強弱或是ENSO強度有關(guān)則更多的表現(xiàn)為約20ka和約40ka的周期。除了約20ka、約40ka和約100ka等米蘭科維圖2暖池區(qū)輸出生產(chǎn)力和初級生產(chǎn)力的頻譜分析Fig．2FrequencyanalysisoftheexportproductivityandprimaryproductivityintheWestPacificWarmPoolODP807生產(chǎn)力數(shù)據(jù)來自于參考文獻［12］TheproductivitydataofODP807isfromreference［12］奇周期，熱帶海洋的生產(chǎn)力還存在約30ka周期等非軌道參數(shù)周期。印度—太平洋暖池區(qū)的顆石藻群落變化顯示初級生產(chǎn)力存在約30ka周期［47］，類似的周期在黏土礦物、二氧化碳濃度等其他記錄中也有發(fā)現(xiàn)［38，58，，59］。約30ka周期的存在可能是由于冰期—間冰期海洋生產(chǎn)力存在不同的控制因素，2種因素共同控制造成的［60］。西太平洋的邊緣海既是季風區(qū)又是ENSO活躍的海區(qū)，歲差周期上ENSO和季風對降雨量影響的強弱轉(zhuǎn)換決定了海洋初級生產(chǎn)力的變化。間冰期中溫度較高，較強和更頻繁的ENSO現(xiàn)象控制了降水和生產(chǎn)力的變化;當冰期來臨時夏季風的強弱控制了降水，生產(chǎn)力的控制因素變?yōu)榧撅L［61］。根據(jù)波疊加原理，不同頻率的波疊加之后新生成的波主要包括2個頻率，分別是2個原始波頻率的和與差。那么周期為100ka和20ka的波相互疊加則會產(chǎn)生一個周期約為30ka的波(1/23－1/100
【作者單位】： 同濟大學海洋地質(zhì)國家重點實驗室;
【基金】：國家自然科學基金項目“從室內(nèi)培養(yǎng)到地質(zhì)記錄探索顆石藻在南海碳循環(huán)中的作用”(編號:91228204)和“東、黃海現(xiàn)代顆石藻及其環(huán)境響應”(編號:41376047)資助~~
【分類號】：Q178.53

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本文編號：2551318