珊瑚生长率是珊瑚古气候研究的重要指标,其反映珊瑚生长快慢,并提供高分辨率的海水表层温度变化信息。中全新世作为当前全球变暖的地质历史相似型,利用珊瑚生长率重建该时期的气候环境状况对于理解现代气候变化的过程及其机制具有重要的参考价值。文章对采自海南潭门珊瑚岸礁的23段中全新世(6143—4356 a BP)滨珊瑚进行生长率分析,并基于该区域现代(2005—2021 AD)滨珊瑚生长率与SST的关系重建了中全新世期间共406 a的年均SST序列。结果显示:1)中全新世滨珊瑚生长率的变化范围为0.607~1.670 cm/a,均值为1.079 cm/a,且存在明显的波动变化过程;2)基于生长率重建的中全新世平均SST为25.7±0.54℃,这与全球变暖程度加剧背景下的现代海温相近;中全新世年均SST的变化范围为24.7~26.8℃,其中5860、5660和5160 a BP为3个显著的低温期;3)对比现代与中全新世(5427—5394、5243—5209、4515—4456和4404—4356 a BP)珊瑚生长率的频谱周期,发现现代与中全新世珊瑚的生长率均存在显著的3~7 a ENSO周期,但中全新世ENSO主周期改变且频率显著降低,表明中全新世的ENSO活动总体偏弱;概率密度函数统计进一步显示中全新世期间ENSO变率存在逐渐增强的趋势。
有孔虫指数(Foram Index,FI)是利用珊瑚礁区沉积物中底栖有孔虫功能组(藻类共生种、机会种、非自养种)的含量评估珊瑚礁区生态环境健康状况的指标,迄今中国对该指标的应用还较少。文章以西沙群岛羚羊礁的潟湖中钻取的LYJ2岩芯为材料(全长287 cm,底部对应的年代为2665 a BP),以0.5 cm的间隔取样,在显微镜下鉴定有孔虫功能组,计算FI值。结果显示:1)近2600年的FI变化范围为4.1~7.9,均值为5.9。2)FI成波动变化的模式,具体可分为3个上升期:2380―1628,1212―572和252―92 a BP;3个快速下降期:1628―1212,572―252和92 a BP至今及1个小幅下降期:2665―2380 a BP;3)FI在长期变化趋势上叠加不同尺度的年代际波动,具有66.7、54.4 a等周期。基于FI值对珊瑚礁健康状况的评估标准,推测近2600年来西沙羚羊礁的生态环境总体是健康的;基于FI值与海表温度对比分析,推测羚羊礁FI值主要受海表温度影响,与气候变化具有一致性,FI高值与中世纪暖期、罗马暖期大致对应,而低值与小冰期、黑暗时代冷期大致对应;FI值具有3次快速下降阶段,前两者(1628―1404,572―252 a BP)与黑暗时代冷期、小冰期相对应,可能是由于冷期冬季风增强导致大气粉尘物质增多、降雨增加、羚羊礁海域营养物质增加所致;后者(92 a BP至今)与近40年来西沙群岛珊瑚礁生态系统的快速退化相对应,可能是由人类活动加剧、大气氮沉降通量增加等导致的羚羊礁海域营养浓度升高所致。文章揭示了有孔虫指数可大体记录南海珊瑚礁的健康状况,可用于对地质历史时期珊瑚礁健康状况的评估。
