2020, Vol.40
2 中国科学院南海生态环境工程创新研究院, 广东 广州 510301;
3 中国科学院大学, 地球与行星科学学院, 北京 100049;
4 中国海洋大学, 海洋化学理论与 工程技术教育部重点实验室, 山东 青岛 266100)
全球海平面变化是衡量全球气候变化的重要指标[1]，也是地球科学系统研究中的一个重要课题[2]。全球海平面在19世纪中期开始上升，到2010年上升了17~21cm[3]，2017年世界气候研究计划(WCRP)海平面变化研讨会指出，当前海平面以每世纪30cm的速度上升[3]。海平面快速上升将带来洪水泛滥加剧、海岸侵蚀加剧、沿海城市淹没风险增加等一系列问题[4]。因此，加强全球海平面变化的研究具有重要意义。其中，古海平面变化研究可以为全球海平面变化研究提供重要的历史变化信息，有必要对其进行深入研究。
末次冰消期以来海平面波动变化研究是古海平面变化研究关注的重点之一[5~10]，不同学者利用不同的指标重建了末次冰消期以来全球不同区域的海平面波动变化[11~17]。其中，Liu等[17]通过整合西太平洋已有的海平面变化数据，重建了末次冰盛期以来西太平洋海平面变化曲线，并提出了末次冰消期以来西太平洋海平面阶梯状波动上升模式；Xue[18]进一步利用具有精确14C年龄的样品重建了过去约13.0ka中国东陆架海粗略的海平面上升曲线。末次冰消期以来中国东陆架海海平面大幅上升所引起的海洋环境变化在沉积物记录中有较好的保存[19]。其中，作为典型半封闭浅海的黄海是能较好保存这些海洋环境急剧变化记录的理想区域。前人对黄海从沉积学[20~22]、矿物学与地球化学[23~26]等不同角度开展了大量研究，但大多集中于对沉积物物源、古环流与古气候等研究，对于海平面快速上升的相关记录在黄海的研究中较为缺乏[19]。因此，本文拟通过黄海中部泥质区多个柱样中粗组分记录及底栖有孔虫丰度记录，探讨黄海中部泥质区对早全新世海平面快速上升的响应，为末次冰消期以来海平面变化研究提供基础资料，同时也为黄海全新世早期海平面快速上升以及黄海现代环流体系的形成提供更直接的证据。
1 材料与方法2011年4月于中国海洋大学“东方红2号”科学考察船，在黄海中部泥质区获取了5个重力柱样沉积物岩芯(图 1和表 1)。首先，我们对样品按照2cm的间隔取样，A02孔共获得168个样品、A03孔共获得150个样品、C04孔共获得166个样品、N04孔共获得153个样品、N05孔共获得132个样品。获取样品后，进行有孔虫分析与鉴定。取适量沉积物样品在60℃恒温烘箱中烘干，然后称取约50g干重，再将样品放入清水浸泡大约24~48 h，使得样品充分分散(对于难分散的样品加入数滴H2O2)。将样品置于63μm(250目)的铜筛上冲洗，将大于63μm的部分收集、烘干，再次称重以计算＞63μm粗组分百分含量。取大于154μm(100目)的粗组分进行底栖有孔虫的鉴定并定量统计，所有样品均进行全样统计。有孔虫的属种鉴定及相对丰度、绝对丰度等相关计算方法主要参考何炎等[29]、同济大学海洋地质系微古组[30]、郑执中等[31]、Wang等[32]、汪品先等[33]、Kim和Kucera[34]以及Lei和Li[35]等中国东陆架海区相关的文献资料。
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图 1 黄海中部泥质区[27]、取样站位以及中国东部海域环流示意图[28] Fig. 1 Location of map of cores in the mud area of the central South Yellow Sea(dark gray area)and the schematic regional circulation |
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表 1 各柱样站位信息 Table 1 Detailed information of the studied cores |
根据各柱样的实际情况选定测年层位(A02孔3个层位、A03孔2个层位、C04孔3个层位、N04孔4个层位、N05孔3个层位)，并从中挑选出15~40mg的混合底栖有孔虫壳体进行AMS 14C测年，对于底栖有孔虫含量极低的层位挑选出20~70mg的贝壳进行AMS 14C测年(表 2)。样品选送至北京大学加速器质谱实验室和美国Beta Analyses公司进行年代测定，测年计算使用的14C半衰期为5568a。AMS 14C测年数据利用CALIB6.1.1程序和最新的校正曲线进行校正[36]，得到日历年龄，区域碳储库采用青岛和朝鲜半岛的3个区域校正数据[37~38]的平均值进行校正(Delta R=约128±35a)。其中，A02孔[39]和A03孔[40]部分测年数据已经发表。本文中使用的年代均为日历年龄，并用ka来代表cal.ka B.P.。根据年代数据校正结果，A02、A03、C04、N04和N05柱样底部的大致拟合年龄分别为约10.78ka、约8.96ka、约14.17ka、约12.74ka和约11.80ka。
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表 2 各柱样AMS 14C测年数据 Table 2 List of AMS 14C age data for core A02, A03, C04, N04 and N05 |
A02柱样岩性相对比较均一，未见非正常沉积。沉积物岩性大致可以分为两大层：0~299cm为灰色或深灰色泥；299~331cm为灰色或深灰色的砂质泥，含有少量薄贝壳碎屑。柱样底部>63μm的粗组分含量较高，299~331cm中，粗组分含量由下部往上逐渐减小，粗组分含量为10.37 % ~24.00 %，平均粗组分含量为15.47 %；275~299cm层位中，粗组分含量由下部往上进一步减小，粗组分含量为0.82 % ~7.79 %；0~275cm层位中，粗组分含量均在1.00 %以下(图 2a)。
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图 2 A02、A03、C04、N04和N05站位柱状样沉积物粗组分百分含量(＞63μm，%)变化 Fig. 2 Down-core Variations in the coarse fraction(>63μm, %)in cores A02, A03, C04, N04 and N05 |
A03柱样岩性相对比较均一，未见非正常沉积。沉积物岩性大致可以分为两大层：0~280cm为灰色或深灰色泥；280~300cm为灰色或深灰色的砂质泥，含有少量薄贝壳碎屑。柱样底部>63μm的粗组分含量较高，280~300cm中，粗组分含量由下部往上逐渐减小，粗组分含量为15.00 % ~32.00 %，平均粗组分含量为23.20 %；271~280cm层位中，粗组分含量由下部往上进一步减小，粗组分含量为0.63 % ~6.06 %；0~271cm层位中，粗组分含量均在0.50 %以下(图 2b)。
C04柱样岩性相对比较均一，未见非正常沉积。沉积物岩性大致可以分为三大层：0~248cm为灰色或深灰色泥；248~298cm为灰色或深灰色的砂质泥；298~331cm为灰色或深灰色粉砂，含有少量薄贝壳碎屑。柱样底部>63μm的粗组分含量较低，298~331cm中，粗组分含量为0.85 % ~9.03 %，平均粗组分含量为2.89 %；248~298cm层位中，粗组分含量较高，粗组分含量为11.82 % ~33.02 %，平均粗组分含量为19.51 %；225~248cm层位中，粗组分含量由下部往上逐渐减小，粗组分含量为1.81 % ~7.41 %；0~225cm层位中，粗组分含量均在1.00 %以下(图 2c)。
N04柱样岩性相对比较均一，未见非正常沉积。沉积物岩性大致可以分为两大层：0~204cm为灰色或深灰色泥；204~306cm为灰色或深灰色的砂质泥，含有少量薄贝壳碎屑。柱样底部>63μm的粗组分含量较高，204~306cm中，粗组分含量为10.43 % ~24.41 %，平均粗组分含量为17.84 %；189~204cm层位中，粗组分含量由下部往上逐渐减小，粗组分含量为2.37 % ~7.67 %；0~189cm层位中，粗组分含量均在0.50 %以下(图 2d)。
N05柱样岩性相对比较均一，未见非正常沉积。沉积物岩性大致可以分为两大层：0~140cm为灰色或深灰色泥；140~264cm为灰色或深灰色的砂质泥，含有少量薄贝壳碎屑。柱样底部>63μm的粗组分含量较高，140~264cm中，粗组分含量为16.52 % ~45.37 %，平均粗组分含量为27.53 %；135~140cm层位中，粗组分含量由下部往上逐渐减小，粗组分含量为1.48 % ~4.24 %；0~135cm层位中，粗组分含量均在0.50 %以下(图 2e)。
2.2 柱样中有孔虫丰度和群落变化本研究涉及的柱状样中含有丰富的有孔虫(图 3)。由于各柱样中浮游有孔虫非常少，浮游有孔虫对有孔虫丰度的贡献几乎为零，因此文中有孔虫丰度均指底栖有孔虫丰度。从各柱样中利用底栖有孔虫所测得的年代数据可以看出，没有出现年代颠倒的情况，说明总体地层层序正常。此外岩芯中底栖有孔虫均保存完好，无明显充填，因此我们认为岩芯中的底栖有孔虫主要为原地沉积。
C04孔51个样品中产出有孔虫个体24768枚。该柱样以底栖有孔虫为主，浮游有孔虫数量极少、仅在零星层位一共鉴定出几枚个体。图 3a中展示了C04柱样中底栖有孔虫绝对丰度变化曲线。底栖有孔虫的绝对丰度在早期(约12.8~12.2ka)呈现出先上升后下降的特点，平均丰度为130个/50g，在约12.5ka达到最大值，为491个/50g，而后便迅速下降，在约12.2ka时，仅36个/50g；约12.2~8.2ka期间，底栖有孔虫丰度极低，平均丰度仅15个/50g；约8.2~2.8ka期间，底栖有孔虫丰度不断上升，平均丰度为1073个/50g，最大值出现在约2.8ka，为2455个/50g；约2.8ka以来，底栖有孔虫丰度有所下降，平均丰度为763个/50g。从总的平均相对丰度来看，C04柱样中，以Ammonia ketienziensis和Hanzawaia nipponica (图 4)最为丰富，平均相对丰度分别为64.66 %和22.90 %。其他属种以相对丰度由高到低依次是Lagena spp.(1.92 %)、Ammonia maruhasii(1.77 %)、Elphidium advenum(1.38 %)和Astrononion italicum(1.32 %)等。
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图 3 A02、A03、C04、N04和N05柱样有孔虫绝对丰度 Fig. 3 Down-core variations of the total foraminiferal abundance in 5 cores |
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图 4 研究区5个柱状岩芯常见的底栖有孔虫 1~2. Ammonia ketienziensis，3~4. Hanzawaia nipponica，5~6. Ammonia beccarii var.，7~8，Ammonia maruhasii，9. Cribrononion subincertum，10. Elphidium advenum，11. Protelphidium tuberculatum，12. Bulimina marginata，13. Elphidium magellanicum，14. Astrononion italicum，15. Lagena sp. 16. Angulogerina semitrigona Fig. 4 Common benthic foraminiferal species of five cores in the study area |
A03孔47个样品含有孔虫28928枚。该柱样中有孔虫以底栖类型为主，浮游有孔虫数量极少、仅有几枚个体在零星层位发现。图 3b中展示了A03柱样中底栖有孔虫绝对丰度变化曲线。底栖有孔虫的绝对丰度在早期(约8.3~7.0ka)呈现出不断上升的趋势，平均丰度为306个/50g；约7.0~3.8ka期间，底栖有孔虫丰度较高，平均丰度为947个/50g，最大值出现在约6.55ka，为1546个/50g；约3.8ka以来，底栖有孔虫丰度有所下降，平均丰度为545个/50g，最小值出现在约1.3ka，为295个/50g。从总的平均相对丰度来看，A03柱样中，以A.ketienziensis和H.nipponica最为丰富，平均相对丰度分别为70.75 %和16.94 %。其他属种以相对丰度由高到低依次是A.maruhasii(3.66 %)、Bulimina marginata(1.69 %)、Lagena spp.(1.64 %)和A.italicum(1.07 %)等。
A02孔66个样品含有有孔虫个体为11743枚，全部为底栖有孔虫。图 3c中展示了A02柱样中底栖有孔虫绝对丰度变化。底栖有孔虫绝对丰度在早期(约10.5~10.0ka)呈现不断下降的趋势，平均丰度为283个/50g，最大值在约10.5ka，为835个/50g，而后便迅速下降，到约10.0ka时，底栖有孔虫丰度仅为51个/50g；约10.0~7.0ka期间，底栖有孔虫丰度极低，平均丰度仅33个/50g；约7.0ka以来，底栖有孔虫丰度呈现出不断上升的总体趋势，平均丰度为543个/50g，最大值出现在约1.0ka，为1560个/50g。从总的平均相对丰度来看，A02柱样中，以A.ketienziensis和H. nipponica最为丰富，平均相对丰度分别为45.53 %和18.16 %。其他属种以相对丰度由高到低依次是Ammonia beccarii var.(7.46 %)、Lagena spp.(4.26 %)、B.marginata(4.10 %)、A.maruhasii(3.34 %)、Buccella frigida(2.61 %)、Textularia spp.(2.03 %)和Protelphidium tuberculatum(1.83 %)等。
N04孔61个样品产出有孔虫个体20527枚，亦以底栖有孔虫为主，浮游有孔虫数量极少、仅在零星层位出现十几枚个体。图 3d中展示了N04柱样中底栖有孔虫绝对丰度变化。底栖有孔虫的绝对丰度在早期(约12.7~9.6ka)呈现出不断下降的趋势，平均丰度为506个/50g，最大值在约12.7ka，为1024个/50g，而后便迅速下降，到约9.6ka时，底栖有孔虫丰度仅为73个/50g；约9.6~6.7ka期间，底栖有孔虫丰度极低，平均丰度仅为13个/50g；约6.7~4.0ka期间，底栖有孔虫丰度不断上升，平均丰度为350个/50g，最大值出现在约4.0ka，为1193个/50g；约4.0ka以来，底栖有孔虫丰度有所下降，平均丰度为479个/50g。从总的平均相对丰度来看，N04柱样中，以A.ketienziensis、E. advenum和H.nipponica最为丰富，平均相对丰度分别为28.49 %、15.62 %和14.66 %。其他属种以相对丰度由高到低依次是P.tuberculatum(8.26 %)、A.beccarii var.(6.28 %)、Cribrononion subincertum(5.62 %)、Ammonia aomoriensis(4.99 %)、B.frigida(4.77 %)、Elphidium magellanicum(2.04 %)和B.marginata(1.53 %)等。
N05孔37个样品共挑出有孔虫个体11162个壳体，以底栖有孔虫为主，浮游有孔虫数量极少、仅在零星层位鉴定出十几枚个体。图 3e中展示了N05柱样中底栖有孔虫绝对丰度变化。底栖有孔虫的绝对丰度在早期(约11.6~8.3ka)呈现出不断下降的趋势，平均丰度为307个/50g，最大值在约11.6ka，为1005个/50g，而后便迅速下降，到约8.3ka时，底栖有孔虫丰度仅为41个/50g；约8.3~6.7ka期间，底栖有孔虫丰度极低，平均丰度仅31个/50g；6.7ka以来，底栖有孔虫丰度相对较为稳定在200~600个/50g之间，平均丰度为325个/50g，最大值出现在约3.8ka，为616个/50g。从总的平均相对丰度来看，N05柱样中，以A.ketienziensis、E.advenum和H.nipponica最为丰富，平均相对丰度分别为38.07 %、10.87 %和10.36 %。其他属种以相对丰度由高到低依次是C.subincertum(6.15 %)、P.tuberculatum(5.78 %)、B.frigida(5.14 %)、A.aomoriensis(5.01 %)、A.beccarii var.(5.42 %)、A.maruhasii(1.53 %)和E.magellanicum(2.59 %)等。
总的来说，泥质区底栖有孔虫丰度特征呈现明显的3个阶段，早期底栖有孔虫丰度较高，中期底栖有孔虫丰度很低，几乎消失，晚期底栖有孔虫丰度再次上升到较高阶段。从图 3a~3e中可以看出，每个站位底栖有孔虫丰度的阶段持续时间长度并不一样，C04孔从12.2ka持续到约8.2ka，A03孔也是从约8.3ka左右开始进入第三阶段的高丰度底栖有孔虫，A02孔从约10.0ka持续到约7.0ka，到了N04和N05孔底栖有孔虫低丰度事件的持续时间是约9.6~6.7ka和约8.3~6.7ka。我们发现从泥质区西南往北、西北往东底栖有孔虫低丰度事件开始的时间越来越晚，结束的时间也越来越晚，在泥质区中心的A03、C04孔在8.0ka左右进入了底栖有孔虫高丰度时期，而A02、N04、N05这3个孔到7.0ka左右才进入底栖有孔虫丰度较高的阶段。底栖有孔虫丰度变化在各站位的差异响应说明早全新世期间黄海中部泥质区海洋环境变化可能存在明显的区域差异，对于这一区域差异的特征和影响因素有待进一步深入研究。
虽然各柱样在底栖有孔虫总丰度变化上存在差异响应，但是约13.0ka以来各柱样在不同阶段的有孔虫群落变化特征具有较好的一致性。由于柱样较多，因此这里选取其中最具代表性的N04孔对群落结果进行具体阐述(图 5)。约13.0ka以来N04孔有孔虫群落特征变化可分为3个阶段：约12.7~10.0ka期间，有孔虫群落以E.advenum、A.beccarii var.、C.subincertum为主，同时还有P.tuberculatum和B.frigida等属种，总体特征为近岸低温低盐属种组合；约10.0~7.0ka期间，除了个别层位出现Angulogerina semitrigona属种外，其他属种几乎没有出现；约7.0ka以来，以A.ketienziensis和H. nipponica为主的黄海中部冷水团特征组合逐渐占据主导地位，同时在约3.0ka以来还出现了不少P.tuberculatum和B.frigida等属种。总体上，约13.0ka以来，底栖有孔虫组合从约12.7~10.0ka期间的以E.advenum、A.beccarii var.为主的近岸低盐组合变化到近7.0ka来以A.ketienziensis和H.nipponica为主的黄海中部冷水团特征组合，反映了底栖有孔虫生活环境发生了巨大变化。
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图 5 N04柱状样中有孔虫总绝对丰度和主要属种的绝对丰度 Fig. 5 Down-core variations in total absolute abundance of foraminifera and absolute abundance of dominant benthic foraminiferal species in core N04 |
底栖有孔虫生活在海底沉积物表层，是对沉积环境较为敏感的生物体，其分布特征主要受其赖以生存的底层水体环境的控制[41]。大于63μm的粗组分百分含量，即砂的百分含量，可以用来反映海洋动力环境，较高的粗组分指示较强的水动力环境[42~43]。
黄海中部泥质区5个沉积物柱样中底栖有孔虫记录表明约13.0ka以来研究区底栖有孔虫丰度呈现出3个明显的变化阶段(图 6)。EPS形成时四周选0，不再旋转，末页是半页在约13.0~10.0ka期间，黄海中部泥质区沉积物中底栖有孔虫丰度呈现出逐渐减小的趋势，这一时期，部分沉积物柱样中粗组分含量也逐渐下降(图 6c、6g和6i)，这一时期有孔虫群落以A.beccarii var.、C.subincertum、E.advenum等近岸低盐组合为特征；在约10.0~7.0ka期间，底栖有孔虫丰度在各个岩芯中同时达到最低，除了A.semitrigona在部分层位出现外，几乎无底栖有孔虫出现，这一时期除了N05以外的各柱样中粗组分含量继续下降(图 6a、6c、6e和6g红色箭头)，且下降趋势较约13.0~10.0ka阶段明显但总体仍反映了较强的水动力环境；在约7.0ka以后，各沉积物柱样中粗组分含量下降至小于1 %形成泥质沉积，底栖有孔虫丰度在岩芯中逐渐上升并达到相对稳定的状态，群落结构以A.ketienziensis和H.nipponica为主的黄海中部冷水团特征组合。由此可见，在黄海冷水团形成以前，黄海中部泥质区底栖有孔虫的丰度变化很可能与水动力环境具有密切的关联性。
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图 6 A02、A03、C04、NO4和NO5柱样>63 μm粗组分百分含量面积曲线、有孔虫丰度面积曲线、年代控制点(蓝色箭头)(a-j)、末次冰消期以来西太平洋海平面变化曲线(MWP:融水脉冲事件)(k)川以及中国东部海域LCM以来海平面阶段上升示意图(1)[44] Fig. 6 Variations in the > 63 μm coarse fraction, total abundance of foraminifera and age control point(blue arrow)of five cores(a~j) in the study area, stepwise postglacial sea-level rise in the W estern Pacifie(MWP: melt water pulse)(k)[17], sea level rise curve and phase partition since LGM in the East China Seas(1) [44] |
具体来说，黄海中部泥质区在约10.0~7.0ka期间存在一个粗组分含量高而底栖有孔虫丰度极低的阶段。对于这一现象，我们认为可能的原因有二：一个是底栖有孔虫遭受了侵蚀搬运；另一个是该时期研究区环境不适合底栖有孔虫的生存。如果是前者，如南海文献所述，在这一时期因为海平面的快速变化导致陆坡区出现了一个大范围的碳酸钙含量低值事件[44]，说明确实有侵蚀淘洗的可能，然而南海陆架沉积物遭受淘洗，主要是细颗粒物由陆架往外搬运，与本研究区情况不符。此外，本研究中岩芯沉积物粒度在这一时期呈明显变细趋势(图 6a~6j)，并且北缘的3个柱样(A02、N04和N05)在约7.0ka前粒度均较粗的情况下早期底栖有孔虫的丰度是正常的，这也不支持第一种解释。因此，我们认为后一种解释的可能性更大，即黄海中部泥质区在约10.0~7.0ka期间，其环境可能不适合底栖有孔虫的生存。
对这一原因进一步探讨，我们认为黄海中部泥质区底栖有孔虫丰度出现明显阶段性的变化可能与全球海平面的变化以及现代环流体系的形成密切相关。约13.0~10.0ka期间，Liu等[17]重建的末次冰消期西太平洋海平面变化曲线指示这一时期陆架区海平面相对较低，水深较浅(图 6k)；Xue[18]利用黄海多个钻孔及柱样(QC2、NYS-101和HB-1)重建的早全新世水深变化也表明黄海中部泥质区整体可能处于水深10~20m的滨岸环境，整体水动力环境相对较弱；同时离岸距离可能较小，有机质等食物供给相对丰富，这种环境可能较为适合近岸低盐属种的生存[32~33]，因此底栖有孔虫丰度相对较高。Li等[45]通过对中国东陆架海沉积分布和沉积环境演化的研究也表明这一时期中国东陆架海海平面处于上升速率较慢的阶段，对应中国东部海域LGM以来海平面变化的SRPⅡ阶段(SRP：Slowed Rising Period，缓慢上升阶段)，海平面平均上升速率小于10mm/a。此外，我们还发现约13.0~10.0ka期间底栖有孔虫丰度呈逐渐降低的趋势(图 6)，我们认为这可能是由于海平面的上升导致离岸距离的增加进而引起食物供给方面出现了波动变化造成的。在约10.0~7.0ka期间，海平面呈现快速上升时期[17~18]，对应中国东部海域LGM以来海平面变化的RRPⅢ和RRPⅣ阶段(RRP：Rapidly Rising Period，快速上升阶段)，平均上升速率为11~20mm/a[45]；在这一背景下，黄海中部泥质区离岸距离不断增加，这一方面有可能导致陆源有机质输入减少；另一方面，快速上升的海平面有可能引起整体陆架环境的动荡，导致水动力环境较强[45]，这种动荡的海平面较为不利于有机质等营养物质沉降到海底，各柱样中粗组分在约10.0~7.0ka期间快速下降(图 6红色箭头)也从侧面反映了这一时期动荡的海平面有可能导致粗颗粒物质较难沉降；食物供给的下降和有机质较难沉降共同造成了底栖有孔虫食物供给不稳定，不利于底栖有孔虫的生存[32~33]；这与Kim和Kucera[34]通过CC02的有孔虫资料指出的约8.47~6.63ka期间黄海中部泥质区底栖有孔虫堆积速率较低的观点相吻合。约7.0ka以后，区域海平面相对稳定在现在的高海平面范围内波动变化(＜6m)[17~18, 45]，现代黄海环流体系逐渐建立[24, 34]，黄海中部泥质区低能气旋型冷涡环境形成，泥质区环境的这一变化为底栖有孔虫带来了稳定的有机质供给，故而底栖有孔虫丰度迅速增加到现在相当的水平。
黄海中部泥质区多柱样底栖有孔虫丰度变化对早全新世海平面快速上升有较一致的响应，为该区全新世早期海平面快速上升以及黄海现代环流体系的形成提供了更直接的证据。
4 结论黄海中部泥质区5个沉积物柱样的粗组分数据以及底栖有孔虫丰度数据表明约13.0ka以来底栖有孔虫群落对海平面变化的响应呈现明显的3个阶段：1)早期阶段(约13.0~10.0ka期间)，黄海中部泥质区沉积物中底栖有孔虫丰度较高，且呈现出逐渐减小的趋势，与这一时期部分柱样中粗组分也逐渐下降有较好的对应，各柱样中底栖有孔虫组合均为A.beccarii var.、C.subincertum、E.advenum等近岸低盐组合；2)中期阶段(约10.0~7.0ka期间)，底栖有孔虫丰度在3个岩芯中同时达到最低，除了A.semitrigona在部分层位出现外，几乎无底栖有孔虫出现；3)晚期阶段(约7.0ka以后)，底栖有孔虫丰度在岩芯中逐渐上升并达到相对稳定的状态，群落结构以A.ketienziensis和H.nipponica为主的黄海中部冷水团特征组合。在早期和中期阶段，各站位在底栖低有孔虫丰度阶段持续的时间长度不一样，这一差异响应说明早全新世期间黄海中部泥质区海洋环境变化可能存在明显的区域差异，对于这一区域差异的特征和影响因素有待进一步深入研究。
黄海中部泥质区底栖有孔虫丰度出现明显阶段性的变化可能与全球海平面的变化以及黄海现代环流体系的形成密切相关。早期阶段(约13.0~10.0ka期间)，黄海中部泥质区整体呈滨岸环境，水深相对较浅，水动力环境较弱，有机质等食物供给相对丰富，底栖有孔虫丰度相对较高。中期阶段(约10.0~7.0ka期间)，海平面呈现快速上升时期，离岸距离增加，导致陆源有机质输入减少，同时，快速上升的海平面导致水动力环境较强，动荡的海平面不利于有机质沉降，粗组分快速下降也从侧面反映了这一时期动荡的海平面导致粗颗粒物质较难沉降，两方面共同造成底栖有孔虫食物供给不稳定，不利于底栖有孔虫的生存。在晚期阶段(约7.0ka以后)，区域海平面相对稳定、泥质沉积的形成以及黄海冷水团核心区域的出现等海洋环境的变化为底栖有孔虫带来了稳定的有机质供给，故而底栖有孔虫丰度又迅速增加到现在相当的水平。
黄海中部泥质区多柱样底栖有孔虫丰度变化对早全新世海平面快速上升有较一致的响应，为该区全新世早期海平面快速上升以及黄海现代环流体系的形成提供了更直接的证据。
致谢: 感谢审稿专家和编辑部杨美芳老师宝贵的修改意见，在此一并感谢!
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2 Innovation Academy of South China Sea Ecology and Environmental Engineering, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510301, Guangdong;
3 College of Earth and Planetary Sciences, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049;
4 Key Laboratory of Marine Chemistry Theory and Technology, Ministry of Education, Ocean University of China, Qingdao 266100, Shandong)
Abstract
The global sea level has experienced dramatic changes since the last deglaciation. The studies of these changes can provide important historical information for the study of modern global sea level change. In this study, AMS 14C dating, grain size and benthic foraminiferal analysis were carried on five sediment cores(A02(36°04.45'N, 123°11.28'E), A03(35°27.86'N, 123°37.92'E), C04(34°58.74'N, 123°01.89'E), N04(36°03.84'N, 123°44.89'E) and N05(36°03.88'N, 124°04.77'E))collected from the central Yellow Sea mud area in the South Yellow Sea, to investigate the response of benthic foraminifera assemblage to rapid sea level rise during the Early Holocene. The results show that the response of benthic foraminifera assemblage to sea level changes can be divided into three stages since 13 thousand years ago(ka). During 13.0~10.0 ka, the total abundance of foraminifera in five cores are all relatively high, which corresponds to correspondingly high percentage content of coarse components(>63 μm)in five cores. And the benthic foraminifera assemblages are dominated by coastal shallow water species(Ammonia beccarii var., Cribrononion subincertum and Elphidium advenum, etc.)in this stage. These archives may indicate a shallow coastal environment with relatively strong hydrodynamics, and relatively rich food supply to benthic foraminifera. During 10.0~7.0 ka, the benthic foraminiferal faunal almost disappeared in the mud area. However, the percentage content of coarse components(> 63 μm)is still relatively high. These records may be explained by the rapid sea level rise at this period, the turbulent hydrodynamics make it difficult for nutrients such as organic matter to settle on the seabed, resulting in instable food supply to benthic foraminifera, not conducive to the survival of benthic foraminifera. After 7.0 ka, the abundance of benthic foraminifera gradually increased, soon reach to the level as modern Yellow Sea. Benthic foraminiferal faunal are characteristic by typical Yellow Sea cold water mass species, such as Ammonia ketienziensis and Hanzawaia nipponica. This may due to the relative stability of regional sea level, the formation of muddy sediments and the emergence of the Yellow Sea cold water mass, which brought about stable organic matter supply to benthic foraminifera since 7.0 ka. The variation of abundance in benthic foraminifera from multi-cores in the central Yellow Sea mud area has a good consistent response to the rapid rise of sea level in the Early Holocene, which provides direct evidence for this Early Holocene rapid sea level changes and the formation of the modern circulation system in the Yellow Sea.