趙小小，吳玥汀，董良，章陶亮，胡邦琦，李清，王風(fēng)平

1. 上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，上海 200240

2. 上海交通大學(xué)海洋學(xué)院，上海 200240

3. 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所，青島 266071

西太平洋暖池作為全球熱量與水汽再分配的重要來(lái)源，對(duì)全球氣候的調(diào)節(jié)具有重要影響[1]。而西菲律賓海盆作為熱帶西太平洋最大的邊緣盆地[2]，地處西太平洋開闊大洋，遠(yuǎn)離大陸，通常河流輸入的陸源物質(zhì)較少，而以冬季風(fēng)輸入的亞洲風(fēng)塵為主[3-7]，這使得西菲律賓海成為研究北半球高緯驅(qū)動(dòng)下東亞冬季風(fēng)對(duì)低緯氣候變化過(guò)程影響的重要區(qū)域。這一區(qū)域沉積物所記錄的海洋上層水體熱力學(xué)和陸源輸入在地質(zhì)歷史時(shí)期的變化，對(duì)于理解高低緯之間的海陸相互作用具有重要意義。

圖1 研究區(qū)域風(fēng)場(chǎng)及洋流示意圖Fig.1 Schematic diagram of wind field and ocean currents in the study area

獨(dú)特的地理位置與洋流體系造就了該區(qū)域相對(duì)單一的沉積來(lái)源。從洋流系統(tǒng)來(lái)看，北赤道流流經(jīng)該區(qū)域[2]（圖1），阻擋了自西向東的物質(zhì)輸送，同時(shí)，北赤道流向北的分支-黑潮也阻擋了日本、臺(tái)灣和中國(guó)大陸向西菲律賓海盆的物質(zhì)輸送，而北赤道流的南向分支-棉蘭老流阻擋了菲律賓呂宋島以及棉蘭老島向該區(qū)域的物質(zhì)輸送[6,8]，故從亞洲大陸河流輸送的沉積物都僅存在于中國(guó)邊緣海以及沖繩海槽[9]。徐兆凱等結(jié)合Sr-Nd同位素、稀有元素和總有機(jī)碳等數(shù)據(jù)，定量研究了第四紀(jì)中晚期（0～700 ka）亞洲大陸向西菲律賓海的風(fēng)塵輸入，發(fā)現(xiàn)風(fēng)塵輸入占總碎屑沉積物的15%～50%，其余來(lái)自火山島弧（如呂宋島）的風(fēng)化[3]。黏土礦物學(xué)證據(jù)也表明，西菲律賓海沉積物中的陸源組分主要為從亞洲大陸由風(fēng)塵遠(yuǎn)距離輸送的伊利石[2]，伊利石/蒙脫石的比值常被用來(lái)示蹤風(fēng)塵輸入的狀況，伊利石/蒙脫石比例越高，表明風(fēng)塵輸入越強(qiáng)[6,10]。而伊利石/蒙脫石比例在冰期高于間冰期，說(shuō)明冰期風(fēng)塵輸入相對(duì)較高[10]。蔣富清等同樣利用Sr-Nd同位素特征分析得出，西菲律賓海的細(xì)砂顆粒沉積主要來(lái)源于中國(guó)中西部地區(qū)以及黃土高原，且風(fēng)塵成分和堆積速率有著明顯的冰期—間冰期旋回（冰期堆積速率高于間冰期）[11]，進(jìn)一步說(shuō)明全球氣候變化是低緯西太平洋地區(qū)風(fēng)塵輸入變化的主要控制因素[12]?；谝陨涎芯?，可以推測(cè)在地質(zhì)歷史時(shí)期東亞冬季風(fēng)強(qiáng)盛期，風(fēng)塵向西菲律賓海輸入了大量陸源物質(zhì)。

古菌細(xì)胞膜脂主要由具有類異戊二烯結(jié)構(gòu)的甘油二烷基甘油四醚（isopernoid glycerol dialkyl glycerol tetraethers, iGDGT）組成[16]。iGDGTs通常具有 0～8個(gè)五元環(huán)（圖2），最常見(jiàn)的為具有0～4個(gè)五元環(huán)的GDGT-0, GDGT-1, GDGT-2, GDGT-3, 和 GDGT-4，以及包含一個(gè)環(huán)己烷的Crenarchaeol（通常為奇古菌的特征生標(biāo)，為紀(jì)念這一化合物的發(fā)現(xiàn)仍沿用為泉古菌醇）[17]。2002年，Schouten等根據(jù)全球大洋表層沉積物iGDGTs的環(huán)化率與年平均海表溫度（SST）的線性關(guān)系，建立了古海水溫度的代用指標(biāo)TEX86，并得到了廣泛應(yīng)用[18]，盡管該指標(biāo)的具體內(nèi)涵仍有爭(zhēng)議，但其在冰期—間冰期尺度甚至更長(zhǎng)時(shí)間尺度仍可作為上層水體溫度（表層、次表層）的重要代用指標(biāo)[19]。本文仍沿用最初的表層海水溫度指標(biāo)概念，進(jìn)行相關(guān)重建與討論。

圖2 iGDGTs與brGDGTs結(jié)構(gòu)圖[15-16]Fig.2 Structures of iGDGTs and brGDGTs[15-16]

另一種來(lái)源于細(xì)菌的支鏈GDGT（branched GDGT,brGDGT）被廣泛發(fā)現(xiàn)于全球不同環(huán)境，在土壤中含量最高，相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)其環(huán)化率（CBT）及其甲基化率（MBT）與土壤的pH及大氣溫度顯著相關(guān)，被用于重建陸地環(huán)境的大氣溫度及土壤pH值的變化[15]。brGDGT是由兩個(gè)C28碳鏈組成，每條鏈上帶有2～3個(gè)甲基和0～2個(gè)環(huán)戊基（圖2）[15]。最初，海洋環(huán)境中的brGDGTs被認(rèn)為是由土壤細(xì)菌產(chǎn)生并搬運(yùn)到海洋當(dāng)中[20]?；谕寥琅c海洋古菌、細(xì)菌GDGTs分布的相對(duì)豐度差異，荷蘭學(xué)者提出了新的陸源輸入指標(biāo)—BIT（Branched and Isoprenoid Tetraether），用來(lái)指征海洋沉積物中土壤來(lái)源有機(jī)物的貢獻(xiàn)[15,20]，BIT指數(shù)范圍是0到1，BIT指數(shù)越高，陸源貢獻(xiàn)越大[20]。

基于此，我們對(duì)西菲律賓海盆沉積柱中膜脂組成進(jìn)行了分析，提供了西菲律賓海盆4個(gè)百萬(wàn)年以來(lái)陸源輸入和上層水體溫度的變化記錄。為進(jìn)一步理解以西太平洋暖池為代表的熱帶海區(qū)與以冬季風(fēng)為代表的高緯驅(qū)動(dòng)過(guò)程之間的相互作用研究提供新的視角。

1 樣本采集與研究方法

本研究沉積柱 XT-47（14° 33′ 49.135 8"N、133°13′ 36.004 2"E, 長(zhǎng)度 632 cm，水深 5 700 m）位于西太平洋西菲律賓海盆，該區(qū)域?qū)儆诜坡少e板塊，處在由不連續(xù)的海山組成的帕勞海脊西部邊緣，太平洋中央海脊東端（圖1）。

1.1 定年方法

XT-47沉積柱0～260 cm采用有機(jī)碳的AMS14C測(cè)年，結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道的硅藻席沉積時(shí)間，推測(cè)前260 cm的年齡為16.6～18.8或16.6～29 ka[6]。260 cm以深采取放射蟲生物地層學(xué)定年，年齡模式如圖3所示。

1.2 沉積柱特征

本研究沉積柱長(zhǎng)度為632 cm，沉積物成分特征上存在明顯分界（圖4）。其中，0～260 cm為灰色紋層硅藻席（LDM）；260～470 cm為灰黃色硅藻泥（DC）和紅褐色遠(yuǎn)洋黏土（PC）互層；而470～632 cm為紅褐色遠(yuǎn)洋黏土沉積。

像我這樣突然過(guò)起“苦日子”的朋友還有不少,有朋友戲稱它為“新生活運(yùn)動(dòng)”。上世紀(jì)三四十年代,民國(guó)政府提倡過(guò)“新生活運(yùn)動(dòng)”,想塑造更現(xiàn)代的“國(guó)民”來(lái)對(duì)抗日本的侵略。那時(shí)的“新生活運(yùn)動(dòng)”是一種宏大敘事,而我們的“新生活”則是個(gè)體的甚至是私密的,我們想通過(guò)鍛造新的身體,來(lái)找回某種已經(jīng)失去的青春狀態(tài)。

圖3 XT-47沉積柱記錄的深度與年齡、沉積速率對(duì)應(yīng)關(guān)系綠色十字表示用有機(jī)碳AMS 14C測(cè)年的控制點(diǎn)；黃色十字表示用放射蟲生物地層學(xué)年齡的控制點(diǎn)。Fig.3 Correlation between depth, age and sedimentation rate of core XT-47Green crosses: bulk organic carbon AMS 14C ages; Yellow crosses:radiolarian biostratigraphic ages.

圖4 XT-47沉積物巖性特征、陸源輸入指標(biāo)（BIT）、上層海水溫度（SST）、總brGDGTs含量變化及其與同緯度南海站位SST[21]和中國(guó)黃土粒徑指標(biāo)對(duì)比[22]圖中BIT、SST和總brGDGTs曲線均由數(shù)據(jù)點(diǎn)局部加權(quán)回歸擬合得到；灰色區(qū)域中的數(shù)字代表MIS時(shí)期，LDM：灰色紋層硅藻席，DC：灰黃色硅藻泥，PC：紅褐色遠(yuǎn)洋黏土。Fig.4 XT-47 sediment lithology, variations of terrestrial input proxy（BIT）, sea surface temperature（SST）, changes of total brGDGTs compared with SST of South China Sea station site at the same latitude[21], and grains size ratio（G.S.R）of Chinese loess[22]The curves of BIT, SST and total brGDGTs in the figure are all obtained by data point locally weighted regression（LOESS）fitting. The numbers in the gray area represent the MIS stages. LDM: gray laminated diatom mat; DC: gray-yellow diatom clay; PC: reddish brown pelagic clay.

1.3 樣品前處理方法

將-20 ℃冷凍保存的沉積物樣品冷凍干燥后進(jìn)行研磨，裝入40 mL特氟龍管中，加入正構(gòu)四十六烷內(nèi)標(biāo)。然后依次用甲醇、甲醇/二氯甲烷（v∶v，1∶1）、二氯甲烷，各超聲、離心萃取兩遍。提取得到總有機(jī)物樣品過(guò)0.45 μm濾膜濾除雜質(zhì)后上機(jī)測(cè)試。

1.4 測(cè)試方法和質(zhì)量控制

GDGTs組分利用的是配備了大氣壓化學(xué)電離源APCI離子源的液相色譜—串聯(lián)四級(jí)桿飛行時(shí)間質(zhì)譜6 545（QTOF LC/MS）進(jìn)行分析。所用的高效液相是Agilent 1 290 Infinity II HPLC，分析色譜柱采用串聯(lián)雙超純硅 HILIC 柱（150 mm ×2.1 mm, 1.9 μm,Thermo Finnigan; USA），柱溫維持在 40 ℃，并設(shè)置進(jìn)樣量為5 μL。檢測(cè)GDGTs化合物條件為：正己烷和異丙醇作為流動(dòng)相，流速為0.2 mL/min，洗脫梯度為 0～5 min，84% 正己烷：16% 乙酸乙酯，5～65 min；正己烷比例從84%線性減至82%，之后在21 min內(nèi)沖洗色譜柱并回到100% 乙酸乙酯并維持4 min，最后用84%乙酸乙酯和16%的正己烷平衡30 min，流速保持在0.2 mL/min，化合物在APCI源中進(jìn)行離子化，APCI/MS條件為：霧化器壓力為60 psi，霧化溫度達(dá)到 400 ℃，干燥氣（N2）的流速為 5 L/min，溫度達(dá)到200 ℃，毛細(xì)管電壓為-3.5 kV，電暈電流為5 μA（約3.2 （約3.2 kV）。為提高檢測(cè)信噪比和重現(xiàn)性，采用全掃模式對(duì)離子進(jìn)行掃描，目標(biāo)GDGTs化合物質(zhì)核比（m/z）為 1 302，1 300，1 298，1 296，1 292，1 050，reak/＞1 048，1 046，1 036，1 034，1 032，1 022，1 020，1 018而標(biāo)樣C46 GDGT的荷質(zhì)比為744。通過(guò)各化合物離子峰[M+H]+的面積與加入內(nèi)標(biāo)的面積的比值來(lái)對(duì)GDGTs各組分進(jìn)行定量分析，分別得到上述iGDGTs和brGDGTs。GDGTs化合物檢測(cè)限為 2×10-4（圖 5）。

圖5 沉積物中iGDGTs和brGDGTs的液相色譜-質(zhì)譜圖Fig.5 Total HPLC-MS ion chromatogram of iGDGTs（a）and brGDGTs（b）of a typical marine sediment sample

1.5 計(jì)算公式

對(duì)西菲律賓海XT-47站位沉積柱的古環(huán)境重建基于古海水溫度指標(biāo)TEXH86和陸源輸入指標(biāo)BIT。

TEXH86及其衍生的海表溫度（SST）指標(biāo)的計(jì)算基于iGDGTs的濃度（方括號(hào)表示）[23]：

陸源輸入指標(biāo)BIT[20]：

不同甲基數(shù)的brGDGTs組成百分比按下面公式計(jì)算：

2 結(jié)果

2.1 年齡模式與沉積速率

XT-47最終年齡模型通過(guò)線性內(nèi)插法生成（圖3）。圖3中綠色十字表示用有機(jī)碳AMS14C定年分析的樣品深度，黃色十字表示用放射蟲生物地層學(xué)定年方法分析的樣品深度（表1）。深度0～260 cm（16.6～118.8 ka）內(nèi)，沉積速率為120 cm/a；而深度260～632 cm（18.8～4 100 ka）內(nèi)，沉積速率平均為 0.4 cm/a；18.8 ka以來(lái)（16.6～18.8 ka），沉積速率急劇增加，說(shuō)明該階段發(fā)生過(guò)大量硅藻的快速沉積事件。

表1 確定XT-47沉積柱年齡模型的年齡控制點(diǎn)及定年方法Table 1 Age control points and dating method to determine the core XT-47 age model

2.2 生物標(biāo)志物含量和代用性指標(biāo)的變化

沉積柱中總brGDGT平均濃度為16.77 ng/g，濃度范圍為0～62.98 ng/g。0～280 cm的brGDGT平均濃度為28.39 ng/g，280 cm以下平均濃度為5.69 ng/g（圖 4）。

陸源輸入指標(biāo)（BIT）在 0～260 cm（16.6～18.8 ka）深度范圍內(nèi)變化平緩，僅為0.01～0.2，而在深度260 cm（18.8～4 000 ka）以下，BIT值呈逐漸上升的總體趨勢(shì)，數(shù)值為 0.22～1（圖 4）。

TEXH86重建的表層海水溫度，在0～260 cm（16.6～18.8 ka）變化較為平穩(wěn)，平均溫度為 22.5 ℃，在±3 ℃范圍內(nèi)波動(dòng)；在260 cm以下波動(dòng)劇烈。隨著深度增加呈現(xiàn)先下降后升高再下降的趨勢(shì)，溫度變化范圍為0.6～26 ℃（圖4）。由于445 cm以下的層位，iGDGTs含量低于儀器檢測(cè)限，故無(wú)SST結(jié)果。

3 討論

3.1 BIT反映的陸源輸入變化及其指示意義

陸源輸入指標(biāo)BIT的變化可以分為3個(gè)階段（圖4）。首先是500～632 cm深度范圍內(nèi)（約4 100～1 100 ka）主要為遠(yuǎn)洋黏土沉積，BIT較高，為0.8～1，說(shuō)明陸源輸入較高。結(jié)合西菲律賓海區(qū)域特點(diǎn)，即受到東亞季風(fēng)的影響為主，因而這段時(shí)期，季風(fēng)將大量亞洲風(fēng)塵輸送到該海域并沉積。且該階段BIT值接近于1，因?yàn)樵撋疃确秶鷥?nèi)的樣品中Crenarchaeol的含量遠(yuǎn)低于brGDGTs的含量，這可能是由于iGDGTs相較于brGDGTs更容易被降解[24]。

其次，在260～500 cm深度范圍內(nèi)（約1 100 ～18.8 ka）的層位，BIT值大于0.3，表明陸源輸入較高，且在這段時(shí)期，BIT指標(biāo)呈現(xiàn)明顯的冰期—間冰期變化（圖4），在冰期陸源輸入增強(qiáng)，間冰期陸源輸入降低，但相對(duì)來(lái)說(shuō)還是處于比較高的程度（BIT＞0.3）。這可能是由于冰期冬季風(fēng)強(qiáng)盛，攜帶大量陸源物質(zhì)進(jìn)入西菲律賓海盆，這與黏土礦物學(xué)觀測(cè)得到的結(jié)果相符[3,7,10-11,25-26]。因此，我們對(duì)比了中國(guó)黃土高原指示冬季風(fēng)強(qiáng)弱的記錄，丁仲禮等將黃土高原土壤粒度＜2 μm與＞10 μm的含量比值（G. S. R）作為指標(biāo)指示冬季風(fēng)強(qiáng)度[22]，G. S. R與冬季風(fēng)強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)。對(duì)比我們的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，G. S. R指標(biāo)相位與BIT指標(biāo)相位基本一致，呈現(xiàn)冰期冬季風(fēng)增強(qiáng)，陸源輸入增加；相反，間冰期冬季風(fēng)減弱，陸源輸入也隨之減少（圖4）。綜上，西菲律賓海盆的陸源輸入應(yīng)主要受到東亞冬季風(fēng)的風(fēng)塵輸入影響。因此，我們推測(cè)brGDGTs和iGDGTs也會(huì)隨著東亞冬季風(fēng)從亞洲大陸攜帶至西菲律賓海域，而東亞冬季風(fēng)作為北半球高緯驅(qū)動(dòng)的重要過(guò)程[22]，最終導(dǎo)致了陸源輸入指標(biāo)BIT冰期—間冰期變化的模式。需要指出brGDGTs在長(zhǎng)距離的風(fēng)塵輸送中可能更容易被氧化降解[16]，但也不排除土壤中的黏土顆粒會(huì)與相對(duì)穩(wěn)定的物質(zhì)結(jié)合的可能，從而保護(hù)其不會(huì)被輕易降解[27]。

在 0～260 cm 深度范圍內(nèi)（16.6～18.8 ka），BIT值較低（BIT＜0.3），說(shuō)明陸源輸入較少，指示了末次冰盛期以來(lái)，東亞冬季風(fēng)強(qiáng)度逐漸減弱，輸入到西菲律賓海的風(fēng)塵物質(zhì)顯著減少。然而對(duì)比總brGDGTs的含量來(lái)看，0～260 cm的總brGDGTs含量與260～632 cm相比較高（圖4）。一般認(rèn)為，brGDGTs主要在陸源土壤中產(chǎn)生，但我們的結(jié)果顯示，在16.6～18.8 ka，陸源輸入低。這些看似矛盾的結(jié)果表明，0～260 cm的brGDGTs可能以海相自生來(lái)源為主，導(dǎo)致該段具有高的brGDGTs含量，卻有相對(duì)較低的BIT值。

圖6 不同端元brGDGTs三元圖分布Fig.6 Ternary graphs of distributions of brGDGTs with different end-members

3.2 不同來(lái)源brGDGT組成變化

為了進(jìn)一步確定brGDGTs的來(lái)源，利用三元圖對(duì)含有不同甲基支鏈數(shù)的brGDGTs組成進(jìn)行了分析（圖6）。將所有深度劃分成兩段層位，即0～265 cm為一個(gè)層位（圖中黃色圓點(diǎn)），用于表征海洋來(lái)源的brGDGTs樣品；265～609 cm為另一個(gè)層位（圖中黑色點(diǎn)），用于表征陸源的brGDGTs樣品（圖6），可以看出，陸源與海源的brGDGTs具有不同的組成。海源的brGDGTs（0～260 cm）主要集中分布于三元圖左下角偏上，傾向于有更多的五甲基brGDGTs（brGDGTⅡ）和更少的四甲基brGDGTs（br GDGTsⅠ）；而陸源的brGDGTs（＞260 cm）主要集中分布于三元圖左下角偏下，傾向于具有更多的四甲基brGDGTs和更少的五甲基brGDGTs。

雖然普遍認(rèn)為brGDGTs主要來(lái)源于陸地土壤，但也有前人研究報(bào)道，在海洋水體以及沉積物中也會(huì)產(chǎn)生brGDGTs[28-30]。肖文杰等提出，當(dāng)BIT＜0.16時(shí)，海洋沉積物中的brGDGTs以海洋來(lái)源為主導(dǎo)[28]。Sinninghe Damsté等利用全球土壤來(lái)源和沉積物來(lái)源的brGDGTs，根據(jù)brGDGTs甲基數(shù)的含量組成進(jìn)行了三元圖分析，發(fā)現(xiàn)海洋原位產(chǎn)生的brGDGTs的組成和土壤來(lái)源的相比有明顯不同[31]。不同來(lái)源的沉積物具有不同的brGDGTs組成，這可能是由于細(xì)菌在不同的生長(zhǎng)環(huán)境下會(huì)通過(guò)產(chǎn)生不同甲基支鏈數(shù)的brGDGTs對(duì)環(huán)境進(jìn)行響應(yīng)所導(dǎo)致。有研究者提出土壤的溫度和pH與brGDGTs的甲基支鏈數(shù)相關(guān)[28,32-33]。說(shuō)明不同環(huán)境下溫度和pH的不同，產(chǎn)生的brGDGTs會(huì)具有不同甲基支鏈數(shù)。這也為通過(guò)甲基化程度來(lái)分析brGDGTs來(lái)源提供參考[31]。

3.3 陸源輸入對(duì)于TEX86變化的影響

TEXH86重建的上層海水溫度（SST）與同緯度南海站位17 954（14° 47.8′ N、111° 31.5′ E, 水深1 520 m）由UK3’7指標(biāo)重建的SST變化幅度有較大差異[21]（圖4），推斷是由于陸地向海洋輸送的iGDGTs含量較高導(dǎo)致由TEXH86指標(biāo)計(jì)算得到的SST與真實(shí)值相比出現(xiàn)偏差。Weijers等在土壤中檢測(cè)到了少量的iGDGT1-3，說(shuō)明河流向海洋環(huán)境的輸送會(huì)使TEX86計(jì)算得到的SST值出現(xiàn)偏差，對(duì)TEX86的使用產(chǎn)生影響[34]。他們將來(lái)自陸源和海源兩個(gè)端元的樣品進(jìn)行混合，發(fā)現(xiàn)BIT值越高，TEXH86重建出的SST偏差越大，當(dāng)BIT值達(dá)到0.2～0.3時(shí)，TEXH86重建出的SST達(dá)到1 ℃的偏差[34]。而我們的研究數(shù)據(jù)表明，在260 cm深度以下，BIT值基本在0.3以上，因此，260 cm深度以下層位重建出的SST均有相當(dāng)大的偏差，TEXH86在此深度下重建的SST不再適用。而在深度0～260 cm，BIT平均值為 0.06，均小于 0.3，TEXH86可以較為真實(shí)地反映上層水體的溫度信息。

3.4 末次冰盛期以來(lái)的大量硅藻席沉積

陸源輸入也會(huì)對(duì)西菲律賓海盆初級(jí)生產(chǎn)力產(chǎn)生直接影響。有趣的是，XT-47沉積柱中的確存在獨(dú)特的沉積相特征：在0～260 cm，觀察到了大量紋層硅藻席沉積，結(jié)合放射性同位素測(cè)年以及相關(guān)文獻(xiàn)，推測(cè)該沉積事件發(fā)生在16.6～18.8 ka，即末次冰盛期（LGM）剛結(jié)束時(shí)（圖4）。李鐵剛等研究東菲律賓海硅藻席沉積時(shí)發(fā)現(xiàn)，東菲律賓海盆成席硅藻主要開始形成于末次冰盛期，且成席硅藻一般為大型硅藻[6]。陳敏等在西菲律賓海盆大部分地區(qū)的表層沉積中發(fā)現(xiàn)巨型硅藻Ethmodiscus. Rex（E.rex），為成席硅藻之一，本次研究站位也屬于該區(qū)域[35]。E.rex勃發(fā)需要穩(wěn)定的成層化的水體條件[6,36]，因此，本研究中發(fā)現(xiàn)的成席硅藻勃發(fā)與風(fēng)塵輸入的關(guān)系為：LGM期間，冬季風(fēng)強(qiáng)烈，風(fēng)驅(qū)上涌增強(qiáng)，水體不具備成層化條件，導(dǎo)致大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)混合。且E.rex勃發(fā)所需的硅主要來(lái)源于亞洲風(fēng)塵輸送[6]，陸源風(fēng)塵可能攜帶大量硅和鐵，為E. rex的勃發(fā)創(chuàng)造了條件。而LGM以來(lái)，隨著冬季風(fēng)強(qiáng)度的減弱，風(fēng)驅(qū)上涌也逐漸減弱，水體層化開始加強(qiáng)，E. rex在穩(wěn)定的成層化水體中大量繁殖，促進(jìn)了大型硅藻的勃發(fā)和硅藻席的形成。由此來(lái)看，我們的結(jié)果一定程度上間接支持了解釋大氣pCO2冰期旋回驅(qū)動(dòng)機(jī)制的“硅假說(shuō)”[37]和“硅質(zhì)堿度泵假說(shuō)”[38]。這為冰期大氣pCO2旋回的解釋提供了一定的啟示。

與前人的記錄有所不同，我們?cè)赬T-47孔260～470 cm深度范圍內(nèi)觀察到硅藻泥（DC）與遠(yuǎn)洋黏土（PC）交替出現(xiàn)的現(xiàn)象（圖4）。且DC出現(xiàn)時(shí)期正好對(duì)應(yīng)BIT值的波谷。說(shuō)明DC主要在陸源輸入降低時(shí)形成，東亞冬季風(fēng)強(qiáng)度減弱的間冰期沉積。DC沉積在冰期—間冰期交替出現(xiàn)，暗示了冰期—間冰期高緯冰量很可能通過(guò)東亞季風(fēng)驅(qū)動(dòng)了低緯熱帶海區(qū)硅藻的勃發(fā)。而陸源輸入高的時(shí)期，對(duì)應(yīng)DC沉積層的消失，說(shuō)明冬季風(fēng)搬運(yùn)的陸源營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不能刺激遠(yuǎn)洋硅藻的勃發(fā)，而間冰期西菲律賓海可能存在東亞夏季風(fēng)驅(qū)動(dòng)的上涌，從而促進(jìn)了該時(shí)段內(nèi)硅藻的勃發(fā)。

4 結(jié)論

（1）BIT指標(biāo)在西菲律賓海盆顯示出明顯的冰期—間冰期變化，且與中國(guó)黃土高原地區(qū)重建的東亞冬季風(fēng)強(qiáng)度同相變化。冰期東亞冬季風(fēng)強(qiáng)盛，BIT指征的陸源輸入增加；而間冰期東亞冬季風(fēng)減弱，BIT陸源輸入減小，指示BIT指標(biāo)仍可用于反映東亞冬季風(fēng)攜帶的風(fēng)塵輸入變化。

（2）末次冰盛期（LGM）以前，西菲律賓海盆陸源輸入指標(biāo)BIT大于0.3，暗示LGM以前有大量陸源輸入，該段TEXH86不能用于海水溫度的重建；而末次冰盛期以后，陸源輸入明顯減少，指示該段TEXH86仍可用于反映上層水體的溫度。

（3）以LGM為界，brGDGTs的組成出現(xiàn)明顯差異，經(jīng)過(guò)端元分析，我們推測(cè)，在LGM之前，該區(qū)域的brGDGTs以陸源輸入為主；而在LGM以來(lái)，以海相自生為主。

（4）該孔0～260 cm深度范圍的硅藻席顯示該地區(qū)在LGM以來(lái)存在一個(gè)大量硅藻的快速沉積事件，可能與LGM以來(lái)成層化水體的形成導(dǎo)致成席硅藻的勃發(fā)有關(guān)。而在260～470 cm，存在DC與PC交替出現(xiàn)的現(xiàn)象，且DC出現(xiàn)在間冰期，BIT低值時(shí)期，暗示DC沉積由冰期—間冰期旋回驅(qū)動(dòng)。這為解釋第四紀(jì)大氣pCO2旋回以及西太平洋與亞洲大陸海陸相互作用研究提供重要參考。