張海峰 王汝建 陳榮華 高愛國 李麗 王慧

（1同濟(jì)大學(xué)海洋地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200092；2國家海洋局海洋生態(tài)系統(tǒng)與生物地球化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江杭州310012；3國家海洋局第二海洋研究所，浙江杭州310012；4廈門大學(xué)海洋與地球?qū)W院，福建廈門361005）

0 前言

白令海位于太平洋的最北端，是連接北冰洋和太平洋的唯一通道，白令海及北太平洋與北冰洋之間的水團(tuán)交換過程對于理解物質(zhì)和熱量平衡及氣候變化具有十分重要的意義［1］。前人研究表明，白令海是一個(gè)受風(fēng)、海流和海冰綜合控制的高生產(chǎn)力生態(tài)區(qū)系，其顯著特征就是具有很高的表層生產(chǎn)力，尤其是在白令海盆東北和西北陸坡至陸架邊緣的上部水體中存在一個(gè)高生產(chǎn)力帶，被稱為“白令海綠帶”（Bering Sea Green Belt，BSGB）［2-4］。而其北部為寬闊的陸架，東、西兩側(cè)發(fā)源于阿拉斯加和西伯利亞的幾條河流搬運(yùn)來大量陸源物質(zhì)，記錄下豐富的海陸氣候變化信息。前人研究發(fā)現(xiàn)晚更新世以來白令海的海洋環(huán)境與全球氣候變化關(guān)系密切［5-9］，其沉積物記錄的古海洋學(xué)信息可以提供與米蘭柯維奇軌道周期相關(guān)的北半球冰蓋演化及高頻率的Heinrich和D／O（Dansgaard／Oeschger）事件的記錄，使其成為國際古海洋學(xué)和古氣候?qū)W研究的熱點(diǎn)之一［3-4，10-12］。

隨著分析測試技術(shù)的發(fā)展，生物標(biāo)志物（biomarker）分析方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于海洋地質(zhì)學(xué)以及古環(huán)境和古氣候演變的研究中［13-17］。海洋沉積物中的生物標(biāo)志物有兩種組分，其中，甾醇、烯酮類組分是研究海洋初級生產(chǎn)力和表層生物結(jié)構(gòu)的一種實(shí)用而有效的指標(biāo)［14-16］。研究表明，沉積物中這些生物標(biāo)志物的含量可以反映特定藻類的生產(chǎn)力，例如，菜子甾醇和巖藻甾醇可指示硅藻［18-19］，甲藻甾醇可以反映甲藻［20］，直鏈烯酮可以指示顆石藻［21-22］，n-C30-diol則代表黃綠藻［23-24］，這些藻類是目前大洋初級生產(chǎn)力的主要代表，其產(chǎn)生的類脂化合物具有不溶于水、不易揮發(fā)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、抗生物降解能力強(qiáng)的特點(diǎn)，在沉降和成巖過程中依然保存有碳骨架，在許多地質(zhì)環(huán)境中都可長期保存，因此可用于海洋浮游植物生產(chǎn)力和群落結(jié)構(gòu)的重建，為研究地質(zhì)歷史時(shí)期的古生產(chǎn)力提供了重要的信息［25-29］。而烷烴類和醇類組分來自于陸地植被和海洋浮游藻類，但其中的長鏈正構(gòu)烷烴和正構(gòu)醇主要來自陸地高等植物的葉蠟表皮部分，可以通過河流和風(fēng)搬運(yùn)到海洋中。研究表明［30-31］，高等植物葉蠟的長鏈正構(gòu)烷烴主要分布在 n-C21—n-C35，具有明顯的“奇高偶低”的奇碳數(shù)優(yōu)勢（即主要合成含奇數(shù)個(gè)碳原子的烷烴），通常是 n-C29，n-C31或 n-C33最高；而菌藻類的正構(gòu)烷烴主要分布在低碳數(shù)n-C11—n-C25，以n-C17或n-C19占優(yōu)勢，沒有明顯的奇偶優(yōu)勢［31］，前人也據(jù)此將n-C25—n-C33之間奇碳數(shù)的長鏈奇數(shù)正構(gòu)烷烴含量的總和（表示為 ΣOdd（n-C25—n-C33），簡稱烷烴總量），作為研究陸源物質(zhì)輸入的替代性指標(biāo)［30-32］。此外，還有一類沉水植物比較特殊，如狐尾藻和眼子菜等，其烷烴主要分布在n-C21—n-C25之間，主碳峰則是，明顯區(qū)別于陸生植物［34］。

另外，長鏈正構(gòu)烷烴的分子組組合特征，如碳優(yōu)勢指數(shù)（CPI）、平均鏈長指數(shù)（ACL）、烷烴指數(shù)（AI）以及n-C31／n-C27比值等，也常被用來進(jìn)一步研究海洋沉積物中陸源物質(zhì)的來源，恢復(fù)源區(qū)的植被特征和環(huán)境氣候演變［16，32］。其中，CPI可指示烷烴的成熟度和來源，因?yàn)楦叩戎参锿闊N顯著的奇偶優(yōu)勢在經(jīng)歷成巖、降解等作用后會(huì)降低，由此有別于化石烷烴［32，35-36］；ACL，AI以及 n-C31／n-C27指標(biāo)的建立則是基于現(xiàn)代植被的觀測結(jié)果，即草本植物和木本植物都產(chǎn)生 n-C27，n-C29和 n-C31，但前者常以 n-C31為主峰，后者主要以n-C27或n-C29為主峰，因此這幾個(gè)參數(shù)升降可代表草本植物相對貢獻(xiàn)的增減，反映源區(qū)植被類型的變化［35-36］。

然而，生物標(biāo)志物分析方法在白令海海洋地質(zhì)學(xué)和古環(huán)境、古氣候?qū)W研究工作中的實(shí)際應(yīng)用卻并不普遍［37-40］，至于將該方法應(yīng)用于該海區(qū)上層海洋環(huán)境和植物群落結(jié)構(gòu)的變化以及陸源輸送量的研究則更為缺乏。本文是在前人有限的工作基礎(chǔ)上，利用AMS14C測年方法建立的高分辨率年齡框架，對在白令海北部陸坡采集到的沉積物柱狀樣進(jìn)行了生物標(biāo)志物分析，恢復(fù)該區(qū)全新世以來初級生產(chǎn)力和浮游植物群落結(jié)構(gòu)的變化，探討該區(qū)陸源輸入量的變化及其源區(qū)植被和氣候演化，以期進(jìn)一步豐富白令海全新世以來高分辨率的古海洋學(xué)、古氣候?qū)W研究。

1 現(xiàn)代海洋環(huán)境

現(xiàn)代白令海的海流系統(tǒng)主要為氣旋式環(huán)流，海盆中央存在一個(gè)較大規(guī)模的逆時(shí)針環(huán)流系統(tǒng)（白令海渦流，BSG）［41］。北太平洋的水體從阿留申島弧上各水道涌入白令海后匯入主表層流，其中最重要的即是白令陸坡流（BSC），該海流常年存在于白令海盆與東北部陸架之間陸坡處，沿著大陸架邊緣自東南向西北流動(dòng)，發(fā)育成為主表層環(huán)流的東部邊界［1，42］，其在空間范圍上與 BSGB幾乎重合［2-4］。對該區(qū)初級生產(chǎn)力、葉綠素含量以及物理海洋學(xué)和海水化學(xué)的現(xiàn)代觀測表明［3，43］，BSC的存在刺激了原地初級生產(chǎn)力的增強(qiáng)，導(dǎo)致在這樣一個(gè)相對較窄但界限明顯的區(qū)域范圍內(nèi)，浮游生物勃發(fā)、生物量增高。同時(shí)，由于太陽輻射量的變化以及海冰的進(jìn)退，海水溫鹽也發(fā)生變化，導(dǎo)致BSGB的初級、次級生產(chǎn)力都具有季節(jié)性變化的特點(diǎn)。雖然BSGB生產(chǎn)力較高，但研究表明，大量的有機(jī)物并沒有從白令海輸出到開放大洋，而是就地堆積在陸架上，被底棲生態(tài)系統(tǒng)所利用［43］。

季節(jié)性海冰不僅對白令海上層海洋環(huán)境產(chǎn)生重要影響，還控制著具有極高生產(chǎn)力的春季浮游植物勃發(fā)的時(shí)間和地點(diǎn)［44］，這種生物勃發(fā)足以提供全年的有機(jī)物沉降量，是整個(gè)大陸架生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)［43，45-46］，尤其是當(dāng)海冰向南擴(kuò)張到大陸架坡折處，在海冰邊緣區(qū)域存在一個(gè)與海冰和BSC更密切相關(guān)的春季生物勃發(fā)［47］。現(xiàn)代白令海由于受到較暖的太平洋水輸入的影響，其阿留申海盆并沒有海冰形成［48］，海冰邊緣通常在4月份某些時(shí)候就到達(dá)其最南的位置，平均覆蓋范圍從東到布里斯托爾灣（Bristol Bay）北端、西至陸架邊緣普里比洛夫群島（Pribilof Islands）區(qū)域的陸架上（圖 1）［49-50］。

陸上入海河流不僅向白令海輸送豐富的淡水，還搬運(yùn)來大量的陸源物質(zhì)。有研究指出，阿拉斯加和西伯利亞地區(qū)的諸多河流對白令海淡水輸送的年平均速率至少在 104 m3·s－1［51］，其中最重要的是育空河（Yukon River）［51］（圖 1），該河流水系發(fā)達(dá)、支流眾多、水量充沛，是注入白令海長度最長、流域最廣、輸入貢獻(xiàn)量最大的河流，也是其生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)［49，52-53］，為白令海東部提供了最大的淡水輸入、沉積物和溶解物質(zhì)［54］，其次是卡斯科奎姆河（Kuskokwin River）和阿納德爾河（Anadyr River）［51，55］。有研究指出，白令海陸源物質(zhì)碎屑的主要源區(qū)是阿拉斯加地區(qū)，由育空河和卡斯科奎姆河搬運(yùn)至沉積區(qū)，其次是西伯利亞東部地區(qū)，主要通過阿納德爾河輸送［49］（圖1）。另外，還有一些小型河流也注入白令海，諸如堪察加河（Kamchatka River）［51］以及 Kvichak河、Nushagak河等［56］。

2 材料與方法

2.1 材料來源

本文研究的材料來源于1999年中國首次北極科學(xué)考察在白令海用重力活塞取樣器鉆取的B2-9站位沉積物柱狀樣樣品［57］。該站位位于59°17′32″N、178°41′50″W，水深為2 200 m，處在白令海北部陸坡區(qū)（圖1），柱狀樣長度為231 cm。柱狀樣的巖性單一，為一套深灰色的硅質(zhì)生物軟泥。采樣間隔為2 cm，共獲得115個(gè)樣品。

2.2 研究方法

采集后的樣品經(jīng)提取和分離后進(jìn)行了有機(jī)質(zhì)定性和定量分析［32］。所提取和分析的有機(jī)質(zhì)主要包括：長鏈正構(gòu)烷烴類、長鏈正構(gòu)醇類、烯酮類和甾醇類。有機(jī)質(zhì)提取和分離方法為：將樣品冷凍干燥，充分研磨后稱取2—4 g裝入10 mL的TFL管中，加入甲醇∶二氯甲烷（V∶V＝1∶3）混合溶液萃取有機(jī)質(zhì)；重復(fù)萃取4—5次；將上層萃取液收集到玻璃瓶中，在氮吹儀下吹干后加入含6%KOH的甲醇溶液進(jìn)行堿水解；室溫下放置約12 h后用正己烷萃取4—5次，收集的上層萃取清液經(jīng)氮吹濃縮后進(jìn)行硅膠柱層析分離；用正己烷淋洗收集烷烴組分，再用二氯甲烷（內(nèi)加5%甲醇）淋洗收集醇類、烯酮組分，分別經(jīng)吹干、濃縮后轉(zhuǎn)移至細(xì)胞瓶中；烷烴組分定量加入30μL異辛烷后直接用氣相色譜分析，醇類、烯酮組分則需進(jìn)行衍生化反應(yīng)（加入BSTFA）后再進(jìn)行氣相色譜分析。

圖2 白令海北部陸坡B2-9站位年齡框架Fig.2.The age model of Site B2-9 from northern Bering Sea Slope

氣相色譜分析采用Finnigan Trace GC Ultra氣相色譜儀測試，色譜條件：HP-1J色譜柱，柱長60 m，內(nèi)徑 0.32μm，涂層 0.17μm。FID檢測器溫度280℃，進(jìn)樣口溫度：280℃。分5段升溫程序，采用無分餾進(jìn)樣，載氣為 He，流速 1.0 mL·min－1。生物標(biāo)志物的定性主要采用內(nèi)標(biāo)和目標(biāo)峰的位置（保留時(shí)間）來定性，定量采用n-C24D50，n-C19H39OH內(nèi)標(biāo)法，通過目標(biāo)峰值與內(nèi)標(biāo)峰值來計(jì)算。利用內(nèi)標(biāo)物質(zhì)進(jìn)行檢驗(yàn)，該方法回收率＞85%，4次平行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差＜1%。以上分析和測試工作均在同濟(jì)大學(xué)海洋地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。

2.3 年齡框架

本文的年齡框架是根據(jù)10個(gè)樣品的有機(jī)碳AMS14C測年數(shù)據(jù)建立的，校正程序?yàn)镃alib 6.0程序，校正曲線選用mixed Marine＆NH Atmosphere混合曲線，經(jīng)多次校正對比，認(rèn)為海源有機(jī)碳平均含量選取75%最合理。校正后得到頂部年齡約980 a，底部年齡9 590 a（圖2），平均取樣分辨率達(dá)到75年／樣（據(jù)王汝建等，未發(fā)表資料）。

3 研究結(jié)果

3.1 浮游植物群落的變化

本文利用B2-9站位沉積物中甾醇、烯酮類生物標(biāo)志物的含量反映特定藻類的生產(chǎn)力（菜子甾醇-硅藻、甲藻甾醇-甲藻、長鏈烯酮-顆石藻、n C30-diol-黃綠藻），而以硅藻、甲藻、顆石藻和黃綠藻為代表的浮游藻類是目前大洋初級生產(chǎn)力的主要貢獻(xiàn)者；同時(shí)本文參考前人的研究結(jié)果［14-24］，以這四種藻類反映浮游植物群落結(jié)構(gòu)的變化，并將其含量總和記為浮游植物總量，作為初級生產(chǎn)力的替代性指標(biāo)。

數(shù)據(jù)顯示，近1萬年以來，B2-9站位沉積物中4種浮游藻類一致呈現(xiàn)出“S”型的變化趨勢（圖3，ad），雖然顆石藻的這種變化趨勢稍弱，但整體上仍呈現(xiàn)出升高-降低-再升高的趨勢（圖3，d），浮游植物總量也相應(yīng)呈現(xiàn)出十分明顯的“S”型變化趨勢（圖3，e）。同時(shí)，這種變化趨勢也具有明顯的階段性特點(diǎn)（圖 3，a-e）：9.6—6.9 ka BP，4種藻類的含量和浮游植物總量都處于高值期；6.9—3.5 ka BP，浮游植物生產(chǎn)量都有所降低，波動(dòng)幅度較??；4.4—3.5 ka BP期間達(dá)到全新世以來的最低水平；3.5—1.0 ka BP，浮游植物的生產(chǎn)量逐漸增加，至1.0 ka BP幾乎達(dá)到全新世以來的最高值。值得特別注意的是，在早全新世的生產(chǎn)力高值期，4種藻類的生產(chǎn)力以及浮游植物總量都經(jīng)歷了兩次顯著的降低過程，分別出現(xiàn)在9.4—9.1 ka BP和 8.0—7.7 ka BP期間。

圖3 白令海北部陸坡B2-9站位全新世以來浮游植物群落結(jié)構(gòu)及其變化.其中，a—d分別表示硅藻、甲藻、黃綠藻、顆石藻含量的變化；e為浮游植物總量的變化，反映初級生產(chǎn)力的變化；f為硅藻和甲藻占浮游植物總量的比例，反映兩者對初級生產(chǎn)力的貢獻(xiàn)；水平虛線標(biāo)示變化的時(shí)間界限，豎向虛線標(biāo)示50%貢獻(xiàn)率，實(shí)線顯示數(shù)據(jù)的S型變化趨勢，灰色陰影標(biāo)示早全新世快速氣候變化事件Fig.3.Phytoplankton community structure and its changes from Site B2-9 of northern Bering Sea Slope during the Holocene.a—d，the changes of diatoms，dinoflagellates，eustigmatophyceae，coccolithophores，respectively.e，the change of total phytoplankton，indicate the evolution of primary productivity.f，percentage of diatoms and dinoflagellates in total phytoplankton，show their contribution to primary productivity.Horizontal dashed lines indicate the time boundary of changes.Vertical dashed line is level of50%.Solid lines show the trend of changes，gray rectangles show the rapid climate change during early Holocene

從浮游藻類的組合結(jié)構(gòu)來看，幾乎每個(gè)樣品中硅藻的含量都是最高的，4.4—3.5 ka BP期間降幅最明顯（圖3，a）；其次是甲藻，其生產(chǎn)量與硅藻在同一個(gè)數(shù)量級，個(gè)別樣品中甚至高于硅藻（圖3，b）；黃綠藻和顆石藻的生產(chǎn)量都比硅藻和甲藻低1個(gè)數(shù)量級（圖3，c、d）。為進(jìn)一步研究浮游植物之間的共生組合關(guān)系，分別計(jì)算4種藻類生產(chǎn)量占浮游植物總量的百分比，發(fā)現(xiàn)硅藻和甲藻具有十分明顯的“此消彼長”的競爭關(guān)系（圖3，f）。同時(shí)，硅藻對浮游植物總量的貢獻(xiàn)率存在階段性的變化，以5.6 ka BP為界，此前低于50%，此后幾乎都高于50%，相對而言，甲藻的貢獻(xiàn)率整體降低（圖3，f）。

3.2 長鏈正構(gòu)烷烴的變化

白令海B2-9站位沉積物樣品中檢測出的長鏈正構(gòu)烷烴的碳數(shù)主要分布在n-C21至n-C35之間，奇數(shù)碳優(yōu)勢明顯，但與其他海區(qū)相比［16，32，58］，其主要碳數(shù)分布特征略有不同。首先，幾乎所有樣品的主碳峰都是n-C27而非 n-C29或n-C31，相比之下，雖然n-C25、n-C29和n-C31也都是較高的碳峰，但都低于n-C27，這與盧冰等［38-39］的研究結(jié)果是一致的；其次，在其他海區(qū)沉積物中含量較高的 n-C33在本區(qū)較低［16，32］，與此相反的是 n-C23的含量較高，幾乎在每個(gè)樣品中都高于n-C33的含量。本文采用ΣOdd（n-C25—n-C33）計(jì)算烷烴總量，作為陸源物質(zhì)輸入的替代性指標(biāo)，并單獨(dú)對 n-C23加以討論。另外，通過CPI，ACL，n-C31／n-C27以及 AI這幾個(gè)參數(shù)進(jìn)一步分析海洋沉積物中烷烴的來源，重建其源區(qū)的植被特征和氣候與環(huán)境的演變。相關(guān)參數(shù)的定義公式及在本文中的指示意義見表1。

表1 烷烴各參數(shù)公式及其環(huán)境指示意義Table 1.Alkane formula index and their environmental implications in this paper

圖4 白令海北部陸坡B2-9站位全新世以來烷烴總量及其分子組合特征的變化.其中，a—e分別表示烷烴輸入總量、碳優(yōu)勢指數(shù)、平均鏈長指數(shù)、C31／C27比值和烷烴指數(shù)的變化；實(shí)線箭頭和水平虛線顯示數(shù)據(jù)變化趨勢，豎向虛線和灰色長陰影區(qū)標(biāo)示各參數(shù)對早全新世兩次快速氣候變化事件的響應(yīng)，灰色短陰影區(qū)標(biāo)示CPI、ACL及C31／C27變化的對應(yīng)關(guān)系Fig.4.Total n-alkane and molecular parameters changes from Site B2-9 of northern Bering Sea Slope during the Holocene.a—e，the changes of total n-alkane，carbon preference index（CPI），average chain length（ACL），ratio of C31／C27 and alkane index（AI），respectively.Solid arrows and horizontal lines show the trends of data，vertical dashed lines and long gray rectangles indicate their response to the rapid climate change during early Holocene，short gray rectangles show the synchronization of CPI，ACL and C31／C27 changes

白令海B2-9站位近1萬年以來烷烴總量的變化范圍在 275.3—3 694.8 ng·g－1之間，平均值均1 681.2 ng·g－1，其中最高值出現(xiàn)在約 8.9 ka BP，最低值出現(xiàn)在約1.2 ka BP，這種顯著的差別與烷烴總量整體降低的趨勢是一致的（圖4，a）。同時(shí)，烷烴總量的變化也具有明顯的階段性：第一階段，9.6—7.8 ka BP，烷烴總量波動(dòng)較快，變化幅度也較大，但總體上較為穩(wěn)定，平均值較高，達(dá)2 657.3 ng·g－1；第二階段，7.8—6.7 ka BP，烷烴總量變化的頻率和波動(dòng)幅度都有所降低，呈略有增加的趨勢，但整體水平都低于第一階段，平均值為1 948.7 ng·g－1；第三階段，6.7—5.4 ka BP，烷烴總量進(jìn)一步降低，平均值為1 304.6 ng·g－1，變化趨勢與第二階段相似，但更為平穩(wěn)；第四階段，5.4—1.0 ka BP，烷烴總量總體上變化較為平穩(wěn)，平均值為4個(gè)階段中的最低值，但也達(dá)到814.2 ng·g－1，仍然屬于全新世陸源烷烴輸入水平較高的海區(qū)，明顯高于其他海區(qū)，如南大洋南塔斯曼海［16］、中國南海北部［32］。

與烷烴總量呈階梯狀降低的變化模式相較，CPI等指標(biāo)的變化略有不同。CPI值整體呈下降趨勢，但無明顯的階段性變化，其值在1.47—5.19之間，平均值為3.63，且絕大部分都大于3，只有極少幾個(gè)值小于 2（圖 4，b）。ACL、AI和 n-C31／n-C27的變化相對都比較穩(wěn)定，其中，ACL的變化范圍在27.81—28.93之間，平均值 28.18，除個(gè)別時(shí)期外，ACL的變化都相對穩(wěn)定（圖 4，c）；n-C31／n-C27變化范圍介于0.39—0.82之間，平均值為 0.58，除個(gè)別時(shí)期外，其變化與 ACL相似（圖4，d）；AI的變化范圍在0.38—0.49之間，平均值為0.44，除個(gè)別時(shí)期外，其變化趨勢最為穩(wěn)定，波動(dòng)幅度最?。▓D4，e）。

如前所述，B2-9站位沉積物中檢出的長鏈正構(gòu)烷烴有兩個(gè)顯著的特點(diǎn)：第一，n-C27的含量最高，其變化范圍介于90.5—1 187.3 ng·g－1之間，平均含量達(dá)494.2 ng·g－1，其變化趨勢也與烷烴總量十分一致（圖5，a、b），相關(guān)性 R2＝0.98，對烷烴總量的貢獻(xiàn)率介于26%—44%之間，貢獻(xiàn)最大且總體上較為穩(wěn)定（圖5，c）；第二，幾乎每個(gè)樣品中的 n-C23含量都比 n-C33含量高，前者含量介于57.3—627.3 ng·g－1之間，平均值為 234.8 ng·g－1（圖 5，d），明顯高于后者95.6 ng·g－1的平均值。n-C23含量的階段性變化的特點(diǎn)也很明顯，在8.2—7.8 ka BP期間經(jīng)歷了降低后略升高，但并未再達(dá)到之前的水平，而在7.3—7.1 ka BP間，n-C23含量達(dá)到全新世的最高值。

圖5 白令海北部陸坡B2-9站位全新世以來烷烴總量和單體碳同位素的變化.其中，a為烷烴輸入總量的變化；b、d分別為單體碳同位素n-C27、n-C23的變化，c為n-C27對烷烴輸入總量的貢獻(xiàn)率，e為n-C23至n-C31之間奇碳數(shù)正構(gòu)烷烴之和，以與烷烴輸入總量進(jìn)行對比；實(shí)線箭頭和水平虛線顯示數(shù)據(jù)變化趨勢，豎向虛線和灰色陰影區(qū)標(biāo)示早全新世期間烷烴總量和單體碳同位素兩次顯著的快速變化事件Fig.5.Total n-alkane andmono-carbon isotope changes from Site B2-9 of northern Bering Sea Slope during the Holocene.a，the changes of total n-alkane.b and d，show the changes of n-C27 and n-C23.c，show the contribution of n-C27 to total n-alkane.e，sum of odd n-alkane from n-C23 to n-C31，to compare with total n-alkane.Solid arrows and horizontal lines show the trends of data，vertical dashed lines and gray rectangles indicate the rapid changes of total n-alkane and mono-carbon isotope during early Holocene

4 討論

4.1 初級生產(chǎn)力與浮游植物群落結(jié)構(gòu)的變化

前文已詳述了B2-9站位1萬年以來浮游植物的變化特點(diǎn)，這種幾乎一致的“S”型的變化趨勢表明，全新世以來白令海北部陸坡區(qū)浮游植物群落的結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，主要藻類成員對于上層海洋環(huán)境的變化具有相似的響應(yīng)過程。在B2-9站位所處的BSGB高初級生產(chǎn)力的背景下，對初級生產(chǎn)力和浮游植物群落結(jié)構(gòu)的變化模式進(jìn)行深入分析具有重要意義。

季節(jié)性海冰作為白令海的一個(gè)重要的特征，對其上層海洋環(huán)境的影響是顯而易見的。有研究指出，11 ka BP海冰已經(jīng)退卻到白令海東南部Umnak Plateau的北部［59］。進(jìn)入早全新世，隨著海平面的快速上升，白令海峽重新打開［60］。到8 ka BP，白令陸橋的海岸線達(dá)到或接近現(xiàn)代的界限［61］，白令海已經(jīng)達(dá)到現(xiàn)代的海洋學(xué)條件［62］，與北太平洋之間的所有通道都被打開，海冰已經(jīng)有好幾千年沒有在白令海盆中形成［59］。Katsuki等［63］的研究指出，全新世白令海海冰的分布主要受控于阿留申低壓的位置，海冰的進(jìn)退據(jù)此分為3個(gè)階段：早全新世（7 ka BP以前），受位于白令海西部的阿留申低壓及位于阿拉斯加灣的小型低壓系統(tǒng)的控制，海冰擴(kuò)張；中全新世（7—3 ka BP期間），阿拉斯加灣上空的低壓系統(tǒng)減弱，引起整個(gè)白令陸架上的海冰消退；晚全新世（3 ka BP以來），由于阿留申低壓發(fā)育引起的西南盛行風(fēng)導(dǎo)致白令陸架上的海冰覆蓋面積進(jìn)一步減小。這些研究結(jié)果說明早全新世（7 ka BP之前）白令海海冰在陸架上擴(kuò)張，但并未到達(dá)白令海盆區(qū)域，海冰的南部邊緣就在白令陸架坡折至陸坡一線，7 ka BP以來就一直分布于白令海東部和北部陸架淺水區(qū)域［59，64］。根據(jù) Caissie等人［59］的研究結(jié)果，11.3 ka BP以來，白令海東南部硅藻組合從以海冰種為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐员碧窖蟮呐N為主；與此同時(shí)，表層海水溫度（SST）較此前上升了3℃，白令海南部終年無冰，進(jìn)入全新世后，SST也經(jīng)歷了升高-降低-升高的變化模式。Max等人［64］的相關(guān)研究也指出，進(jìn)入早全新世，白令海西部經(jīng)歷了SST上升的過程，自9 ka BP以來則逐漸降低，但在約3.5 ka BP以來，SST開始升高。

據(jù)此，可以解釋全新世以來B2-9站位沉積物中浮游植物含量和初級生產(chǎn)力的變化：早全新世（9.6—6.9 ka BP），海冰最遠(yuǎn)擴(kuò)張到陸架-陸坡邊緣一線，與此同時(shí)，白令陸坡流的上升帶來了下層海水中的營養(yǎng)物質(zhì)，引起了硅藻、甲藻等的春季勃發(fā)。這為初級生產(chǎn)力的升高做出了巨大貢獻(xiàn)，而喜海冰的屬種有可能在其中起到了主要作用。到了夏季，較高的SST和太陽輻射量（圖6，b）促進(jìn)了顆石藻等的勃發(fā)，進(jìn)一步提高了初級生產(chǎn)力；中全新世（6.9—3.5 ka BP），由于阿留申低壓系統(tǒng)向白令海西南方向遷移、阿拉斯加灣上空的低壓系統(tǒng)減弱甚至消失［63］，導(dǎo)致海冰消退至白令陸架上，白令陸坡區(qū)早春季節(jié)與海冰相關(guān)的生物勃發(fā)減弱甚至消失，導(dǎo)致浮游植物的生產(chǎn)量和初級生產(chǎn)力都逐漸降低。同時(shí)，由于區(qū)域溫度的降低［59，63］，尤其是約 4.7 ka BP左右開始的所謂新冰期冷事件［65］，導(dǎo)致海洋表層海水變冷，上層海洋環(huán)境惡化，甚至有可能影響富營養(yǎng)鹽的太平洋暖水的輸入，進(jìn)一步阻礙了浮游藻類的繁殖；晚全新世（3.5—1.0 ka BP），阿留申低壓系統(tǒng)繼續(xù)發(fā)育，盛行西南風(fēng)導(dǎo)致海冰被限制在陸架之上，陸坡區(qū)未再受到海冰的影響，營養(yǎng)鹽的供給成為控制初級生產(chǎn)力的主要因素，白令陸坡流源源不斷地把富營養(yǎng)鹽的海水輸送到北部陸坡區(qū)，為浮游植物帶來大量的營養(yǎng)物質(zhì)；SST和太陽輻射量都呈現(xiàn)出上升的趨勢，表層海洋環(huán)境趨于溫暖，促進(jìn)了浮游植物的生產(chǎn)；同時(shí)在沿白令海陸坡轉(zhuǎn)折帶，潮汐混合作用和橫向環(huán)流導(dǎo)致海水分層較差，300—800 m水深的營養(yǎng)鹽得以到達(dá)表層水體，使表層生產(chǎn)力增加、甚至可以達(dá)到熱帶的高生產(chǎn)力水平［2］。

值得注意的是，浮游藻類含量和浮游植物總量所指示的初級生產(chǎn)力在早全新世都經(jīng)歷了兩次幅度較大的降低過程，分別出現(xiàn)在9.4—9.1 ka BP和8.0—7.7 ka BP期間（圖3，a-e，圖 6，a）。與格陵蘭NGRIP冰芯中δ18O記錄的對比后發(fā)現(xiàn)：這兩次初級生產(chǎn)力降低的過程之前，冰芯中的δ18O也記錄兩次快速降溫事件，分別出現(xiàn)在9.4—9.2 ka BP和8.4—8.1 ka BP期間（圖6，c），但前者比后者分別滯后約100 a和約300 a（圖6，a、c）。這表明白令海是一個(gè)良好的、全球氣候變化的響應(yīng)區(qū)域，甚至是一個(gè)放大器。這種滯后現(xiàn)象可能受控于氣候變化信號的傳播，同時(shí)由于海水的熱容比較高，對氣候變冷的響應(yīng)幅度變小、響應(yīng)過程略有滯后，而浮游藻類突然降低是其對表層海洋環(huán)境變化的敏感響應(yīng)。

圖6 全新世以來白令海北部陸坡B2-9站位浮游植物總量與60°N-8月太陽輻射量以及NGRIP冰芯δ18 O的對比.其中，a為浮游植物總量的變化；b為60°N-8月太陽輻射量的變化，數(shù)據(jù)來自文獻(xiàn)［66］；c為格陵蘭NGRIP冰芯中δ18 O的變化，數(shù)據(jù)來自文獻(xiàn)［67］，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行了7點(diǎn)平滑處理；灰色陰影標(biāo)示早全新世快速氣候變化事件Fig.6.Contrast between total phytoplankton from Site B2-9 of northern Bering Sea Slope and insolation of 60°N-August，δ18 O of ice core from NGRIP during the Holocene.a，the change of total phytoplankton.b，insolation of60°N-August，the data obtained from［66］.c，7-point smoothedδ18O of ice core from NGRIP during Holocene，the data obtained from［67］.Gray rectangles show the rapid climate change during early Holocene

浮游藻類幾乎一致的變化表明，全新世以來白令海北部陸坡區(qū)表層浮游植物群落結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，這可能與營養(yǎng)鹽的濃度或分布結(jié)構(gòu)有關(guān)。其次，可以直觀地看出硅藻是白令海區(qū)初級生產(chǎn)力的最主要貢獻(xiàn)者，甲藻次之，而顆石藻和黃綠藻則低1個(gè)數(shù)量級。這可能反映硅藻、甲藻是白令海春季勃發(fā)的主要成員，而顆石藻、黃綠藻的勃發(fā)則是在夏末季節(jié)［59，64］，表 層 水 體 中 的 營 養(yǎng) 鹽 濃 度 低 甚 至 被 耗盡［4］，導(dǎo)致浮游藻類生產(chǎn)量顯著降低。此外，硅藻勃發(fā)吸收大氣中的CO2，形成有機(jī)質(zhì)，沉降到海底并被埋藏在沉積物中，而顆石藻在吸收CO2的同時(shí)其鈣質(zhì)的殼體又會(huì)被溶解而釋放出CO2，因此，較高的硅藻生產(chǎn)力和較低的顆石藻生產(chǎn)力表明白令海是較強(qiáng)的CO2匯區(qū)。

另外，硅藻和甲藻之間明顯的競爭關(guān)系表明兩者的生活環(huán)境較為相似，對營養(yǎng)物質(zhì)的攝取具有競爭性（圖3，f），由于白令海水體中硅質(zhì)的含量很高［10-11］，硅藻在競爭中占優(yōu)勢，同時(shí)，可能由于某些海冰種對較冷的生活環(huán)境也更加適應(yīng)，因此其生產(chǎn)量居于主要地位。這與在本區(qū)開展的研究工作和現(xiàn)代觀測結(jié)果是一致的［68-69］。5.4 ka BP前后兩者對浮游植物總量貢獻(xiàn)率的變化是對上層海洋環(huán)境變化的響應(yīng)：烷烴總量在5.4—5.0 ka BP下降至進(jìn)入全新世以來的最低水平，表明陸源物質(zhì)輸入經(jīng)歷一次較大的降低過程，表層海水中陸源有機(jī)質(zhì)的供應(yīng)量降低，在一定程度上限制了甲藻的生產(chǎn)，而海水中硅質(zhì)含量受影響較小，足以保障硅藻的生命活動(dòng)，因此出現(xiàn)了硅藻貢獻(xiàn)增加而甲藻貢獻(xiàn)降低的現(xiàn)象。

不過，也有學(xué)者指出，由于沉積物中生物標(biāo)志物的含量低，容易受到陸源物質(zhì)輸入“稀釋”作用的影響，因此嚴(yán)格上講不宜用來指示初級生產(chǎn)力的變化［25，70］。但通過與烷烴總量變化趨勢的對比發(fā)現(xiàn)，早全新世的烷烴總量最高，同期浮游植物的生產(chǎn)量也處于高值，并沒有降低；晚全新世兩者相反的變化趨勢也并不具有內(nèi)在的相關(guān)性，因此，陸源物質(zhì)輸入的“稀釋”作用對生物標(biāo)志物相對含量的影響較小，生物標(biāo)志物的相關(guān)參數(shù)仍然可以作為浮游植物群落結(jié)構(gòu)和初級生產(chǎn)力的替代性指標(biāo)。

4.2 高等植被輸入與源區(qū)的氣候變化

一般來說，海洋沉積物中保存下來的烷烴總量受控于兩個(gè)因素：高等植物源區(qū)烷烴的生產(chǎn)量及其向海洋中輸送的環(huán)境條件，這兩者都主要取決于氣候和環(huán)境的變化。陸源物質(zhì)輸送到海洋中主要有兩種方式［71］：河流直接輸入［72-73］以及經(jīng)空氣和風(fēng)塵的搬運(yùn)輸入［74-75］。這也是陸地高等植物生產(chǎn)的長鏈正構(gòu)烷烴輸入海洋、沉降、并保存在沉積物中的主要方式［32］。賀娟等人［32］在南海北部的研究中指出：最有利于烷烴輸送和保存的環(huán)境條件是溫暖潮濕環(huán)境和低海平面時(shí)期。白令海地區(qū)雖處亞北極高緯地區(qū)，但其東西兩側(cè)緊鄰廣袤的陸源植被區(qū)，其接受烷烴輸入、保存的條件與南海北部相似。溫暖潮濕的環(huán)境有利于源區(qū)植被生長，可以生產(chǎn)大量的烷烴；而低海平面不僅增加了陸源植被生產(chǎn)源區(qū)的分布面積，也縮短了河口到陸坡沉積區(qū)的距離，有利于烷烴輸送到此。另外，在偏北的東／西風(fēng)盛行的年份，通過大氣的傳播，也有利于把阿拉斯加和東西伯利亞廣大地區(qū)的烷烴輸送到白令海。

由于B2-9站位所處的白令海北部陸坡區(qū)位置較為特殊，既會(huì)受到白令海陸坡流的影響，也受到育空河、卡斯科奎姆河以及阿納德爾河淡水輸入的影響，甚至還受到西伯利亞高壓和阿留申低壓系統(tǒng)耦合消長的影響［59，65］。末次冰期以來，海冰進(jìn)退的鋒面也基本上沿陸坡邊緣一線分布［64］，進(jìn)入全新世以后，海冰則沿此線逐漸消退至陸架內(nèi)部［63］。盡管在早全新世冬季海冰前緣分布在陸坡邊緣一線，可能封鎖了育空河等河流向白令海輸送的表層通道，但是冬季可能并非烷烴生產(chǎn)和輸出的主要時(shí)期；到了夏季海冰全面消退，烷烴得以通過河流和大氣輸送，因此，海冰對陸源烷烴的輸入可能有一定的限制作用。中晚全新世，海冰消退至白令陸架內(nèi)部，最遠(yuǎn)推進(jìn)距離也很少能夠到達(dá)陸坡邊緣［63］，海冰對于陸源烷烴的輸入幾乎可以忽略。

全新世海平面變化是陸源物質(zhì)輸入的一個(gè)非常重要的影響因素。11 ka BP，全球海平面比現(xiàn)在低50—60 m，之后逐漸上升，到6 ka BP達(dá)到現(xiàn)代海平面的高度，之后基本保持不變［76-79］。海平面持續(xù)上升的結(jié)果是導(dǎo)致海岸線向內(nèi)陸方向收縮，白令海東西兩側(cè)沿岸地區(qū)出露的大片陸架被海水淹沒，導(dǎo)致陸架上的陸生植物死亡，植物殘?bào)w在海平面上升過程中會(huì)被洋流輸送到陸坡區(qū)，甚至海盆當(dāng)中。同時(shí)，海平面上升也導(dǎo)致育空河等河流入?？谙騼?nèi)陸退移，增加了陸源物質(zhì)從河口到陸坡區(qū)的搬運(yùn)距離，進(jìn)而致使隨河流輸送到陸坡區(qū)的陸源物質(zhì)減少，導(dǎo)致9.6—5.4 ka BP烷烴輸入量階段性的下降（圖4，a）。自5.4 ka BP以來，海平面趨于穩(wěn)定，陸源烷烴輸入總量減少。Hopkins指出［80］，6—5 ka BP期間白令海地區(qū)又發(fā)生了一次海侵，B2-9站位沉積物記錄了這次海侵過程，烷烴總量在約200 a的時(shí)間里下降了近1／2，這也是全新世烷烴總量的最后一次階段性的降低，此后烷烴總量保持一個(gè)較為穩(wěn)定的水平（圖4，a）。

持續(xù)性的海平面上升對烷烴輸入的影響是漸變的，因此對于約6.7 ka BP和7.8 ka BP前后烷烴總量的階段性降低過程來說，可能主要受控于源區(qū)氣候與環(huán)境的變化。Katsuki等人［63］指出，早全新世由于阿拉斯加灣上空低壓系統(tǒng)的影響，阿拉斯加南部地區(qū)總體上是溫暖、濕潤的氣候。但7.0 ka BP以來，阿拉斯加灣上空的低壓系統(tǒng)消散，導(dǎo)致阿拉斯加南部地區(qū)的氣候由暖濕變?yōu)闈窭?，這樣的氣候轉(zhuǎn)變可能導(dǎo)致了植被分布范圍的收縮，同時(shí)由于大氣壓力系統(tǒng)的改變，風(fēng)向也發(fā)生變化，導(dǎo)致陸源烷烴的輸送主要依靠河流，而風(fēng)力搬運(yùn)減弱，致使研究區(qū)6.7 ka BP以來烷烴總量的階段性下降（圖4，a）。與此相較，烷烴總量在7.8 ka BP的階段性降低的特點(diǎn)及其控制因素又稍有不同：由圖4a可以看出，約8.0 ka BP前后的200年里，烷烴總量處于第一階段的低值期，甚至低于第二階段烷烴總量的平均水平，但在約7.9 ka BP年重新恢復(fù)到最高值，此后進(jìn)入第一、二階段的階梯式下降過程。這種變化可能是對8.2 ka BP冷事件的響應(yīng)，這次氣候變冷事件雖然持續(xù)時(shí)間只有約400 a，但其降溫幅度較大，甚至可達(dá)YD事件的一半［81-82］。在早全新世較為溫暖濕潤的氣候條件背景下，這種突然的劇烈降溫事件對陸生植被的破壞是十分嚴(yán)重的。Hu等人［83］的研究也表明，在11—8.0 ka BP的最后時(shí)期，阿拉斯加西南部地區(qū)植被群落的豐度都降低了，而這對白令海陸源烷烴輸入量的影響是不可逆轉(zhuǎn)的，直接導(dǎo)致烷烴總量從第一階段下降到第二階段。結(jié)合C27含量以及 CPI和 ACL的變化（圖 4，b、c，圖 5，b）可以發(fā)現(xiàn)，化石烷烴和n-C27的含量在約7.9 ka BP時(shí)期都增加了，但是n-C27對烷烴總量的貢獻(xiàn)量卻下降了（圖5，c）。因此，在7.9 ka BP烷烴總量的回升有可能是化石烷烴貢獻(xiàn)量的增加造成的，而不是陸源植被烷烴的增加。而9.3—9.1 ka BP烷烴總量的降低明顯響應(yīng)于格陵蘭冰芯中記錄的9.3 ka BP冷事件。

碳優(yōu)勢指數(shù)（CPI）平均值為3.63，且在大部分樣品中都＞3，極少數(shù)＜2，表明沉積物中長鏈正構(gòu)烷烴基本上都來自于陸源植被，而不是高成熟度的化石烷烴。CPI整體持續(xù)下降的趨勢表明，陸源植物烷烴對烷烴總量的貢獻(xiàn)逐漸降低。這可能是由于全新世以來海平面的持續(xù)上升，逐漸淹沒了陸源植被區(qū)，陸源植物烷烴對烷烴總量的貢獻(xiàn)逐漸減少，而CPI的持續(xù)下降可能意味著化石烷烴輸入量的逐漸增加。結(jié)合n-C27對烷烴總量的貢獻(xiàn)（圖5，c），ACL、n-C31／n-C27以及AI的變化特點(diǎn)表明，全新世以來源區(qū)植被結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，并以木本植物占據(jù)優(yōu)勢。中晚全新世幾個(gè)ACL峰值與CPI的低值具有較好的對應(yīng)性（圖4，b-d），可能并不是陸源植被中草本植物的比例增加，而是木本植物的生產(chǎn)力相對降低，烷烴供應(yīng)量相對減少，化石烷烴的貢獻(xiàn)相對增加。不過，CPI等參數(shù)在早全新世的兩次快速降溫期間卻并未出現(xiàn)相應(yīng)的大幅度變化，這可能與海陸氣候之間信號傳遞和沉積物早期成巖作用有關(guān)。

全新世以來，n-C27含量對烷烴總量的平均貢獻(xiàn)率達(dá)到32%，其變化趨勢幾乎與后者完全一致（圖5，a-c），甚至可以直接替代后者作為烷烴輸入總量的指標(biāo)。這可能是因?yàn)樵磪^(qū)植被中木本植物對氣候變化的響應(yīng)。有學(xué)者認(rèn)為白令海地區(qū)的氣候最適宜期大致開始于8 ka BP或10 ka BP以前，楊屬植物的界線比現(xiàn)在廣，早全新世海侵以來，阿拉斯加?xùn)|岸的森林在6—5 ka BP擴(kuò)展到現(xiàn)在的位置［84-85］。大約6 ka BP以來，黑云杉到達(dá)阿拉斯加山脈以北的廣大地區(qū)，并隨之成為森林生態(tài)系統(tǒng)中的優(yōu)勢樹種，這種變化是森林生態(tài)系統(tǒng)對晚全新世較冷和較濕的氣候環(huán)境的綜合響應(yīng)［83］。而 n-C27含量對9.3 ka BP和8.2 ka BP的快速降溫事件的響應(yīng)都十分明顯，表明木本植物的生長受到了寒冷氣候的限制。

在B2-9站位沉積物中，高含量的n-C23與n-C27及其他們與烷烴總量的相關(guān)性都較高，若計(jì)算n-C23—n-C31之間奇碳數(shù)正構(gòu)烷烴的總和∑Odd（n-C23—n-C31），可以看出其變化趨勢與∑Odd（n-C25—n-C33）十分相似（圖5，a、e）。這些都表明 n-C23與 n-C27等其他長鏈正構(gòu)烷烴受到某種相同因素的影響。然而，n-C23主要產(chǎn)自沉水植物［33］，在本研究區(qū)其主要可能來自于北半球沿海分布最廣泛的一類海草（其典型代表是大葉藻）［86］，是一種較為特殊的高等植物，可以在海洋中進(jìn)行沉水生活，并能在海水中完成開花、結(jié)種和萌發(fā)這一生命史［87］。因此，為了保持正構(gòu)烷烴總量計(jì)算與CPI等參數(shù)計(jì)算上的一致性，減小其他不確定因素的影響，本文仍采用∑Odd（n-C25—n-C33）作為烷烴總量的計(jì)算公式，而將n-C23排除在外。不過，n-C23的變化趨勢在一定程度上也可以反映源區(qū)的氣候變化。Hu等人［83］對阿拉斯加西南部地區(qū)Farewell湖沉積物中孢粉的研究發(fā)現(xiàn)，該區(qū)的植被結(jié)構(gòu)與阿拉斯加中、北部地區(qū)的植被分布頗為相似［88-89］，都顯示 11—8.0 ka BP夏季溫度比現(xiàn)代高［89-91］，溫暖干燥的夏季氣候以及北半球高緯地區(qū)太陽輻射量達(dá)到最大值引起了湖水變深、水生生產(chǎn)力增加［83］，這促進(jìn)了n-C23生產(chǎn)量的增加。同時(shí)，其含量在約9.3 ka BP和8.1 ka BP快速下降（圖5，d），是對早全新世兩次冷事件的響應(yīng)（圖6，c），可以推測氣溫降低直接導(dǎo)致海洋沉水植物生長衰退；但此后與烷烴總量和n-C27不同的是，n-C23含量在7.2—6.7 ka BP達(dá)到了早全新世的水平。這可能主要是由湖泊、海洋生產(chǎn)力增加造成的，也反映了n-C23與陸生植被生產(chǎn)的烷烴在指示意義上的差異。

5 結(jié)論

本文通過白令海北部陸坡B2-9站沉積物樣品的AMS14C測年和生物標(biāo)志物分析，獲取了近1萬年來高分辨率的浮游植物群落和初級生產(chǎn)力記錄，以及陸源烷烴的輸入及其源區(qū)植被與氣候和環(huán)境等特征，得出如下認(rèn)識：

（1）白令海北部陸坡區(qū)全新世以來的表層浮游植物和初級生產(chǎn)力都經(jīng)歷了“高-低-高”的變化過程，具有明顯的階段性，9.6—6.9 ka BP初級生產(chǎn)力的升高，6.9—3.5 ka BP初級生產(chǎn)力下降，3.5—1.0 ka BP初級生產(chǎn)力再次升高。這種變化模式受控于陸架坡折處海冰的分布、上層海洋營養(yǎng)鹽供應(yīng)和早全新世9.3 ka BP和8.2 ka BP快速降溫事件的影響。

（2）白令海北部陸坡區(qū)全新世以來的浮游植物群落的結(jié)構(gòu)基本上是穩(wěn)定的，硅藻是初級生產(chǎn)力的主要貢獻(xiàn)者，甲藻次之，而顆石藻和黃綠藻比前兩者低了1個(gè)數(shù)量級。這是由于表層海洋環(huán)境不同導(dǎo)致浮游藻類生產(chǎn)力不同；同時(shí)硅藻和甲藻存在明顯的競爭關(guān)系，但由于海水中硅質(zhì)供給充足，硅藻在競爭中明顯占據(jù)優(yōu)勢，成為白令海有機(jī)碳匯的主要貢獻(xiàn)者，與現(xiàn)場實(shí)測結(jié)果吻合。

（3）白令海北部陸坡區(qū)全新世以來的烷烴總量變化經(jīng)歷了3次階梯狀的下降過程，分別出現(xiàn)在7.8，6.7和5.4 ka BP，烷烴總量變化呈現(xiàn)出 4個(gè)相對穩(wěn)定的階段，烷烴的輸入主要受控于早全新世海平面上升以及周邊陸地植被源區(qū)的氣候與環(huán)境變化；CPI指數(shù)表明烷烴主要來自于陸源高等植物，并呈現(xiàn)出下降的趨勢，而ACL等相關(guān)參數(shù)表明烷烴源區(qū)的植被結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，以木本植物占據(jù)優(yōu)勢。

（4）白令海北部陸坡區(qū)全新世以來的單體碳同位素研究發(fā)現(xiàn)，正構(gòu)烷烴具有兩個(gè)顯著的特征，主碳峰是n-C27，并且n-C23含量較高。n-C27含量對烷烴總量的貢獻(xiàn)最大，平均可達(dá)1／3，甚至可以代替烷烴總量作為陸源烷烴輸入的指標(biāo)。這可能與陸地繁盛的木本植物及其分布有關(guān)；含量較高的n-C23則可能主要來源于北半球沿海廣泛分布的海生沉水植物，其次可能是陸地湖泊水生植物。

致謝 該項(xiàng)工作是由國家財(cái)政部資助，國家海洋局極地辦公室組織實(shí)施的“中國首次北極科學(xué)考察項(xiàng)目（CHINARE-1999）”的一部分，參加此項(xiàng)工作的單位有中國極地研究中心、國家海洋局第一研究所、國家海洋局第二研究所、國家海洋局第三研究所等。感謝中國首次北極科學(xué)考察隊(duì)的全體科考隊(duì)員和“雪龍”號全體船員為沉積物樣品的采集所付出的艱辛努力。樣品由中國極地研究中心沉積物庫提供。在生物標(biāo)志物實(shí)驗(yàn)分析測試工作中得到了同濟(jì)大學(xué)李文寶博士的支持和幫助，在文章撰寫過程中同濟(jì)大學(xué)賀娟老師、黨皓文、董良等同學(xué)以及國家海洋局第二海洋研究所盧冰老師提出了寶貴意見，在此一并表示感謝。

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