末次冰消期以來(lái)沖繩海槽深水氧化性與通風(fēng)演化研究進(jìn)展與展望

竇衍光，孫呈慧，鄒建軍，叢靜藝，張勇,4，吳永華，石學(xué)法

1. 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所，青島 266237

2. 自然資源部第一海洋研究所，自然資源部海洋地質(zhì)與成礦作用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青島 266061

3. 嶗山實(shí)驗(yàn)室，海洋地質(zhì)過(guò)程與環(huán)境功能實(shí)驗(yàn)室，青島 266237

4. 嶗山實(shí)驗(yàn)室，海洋礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)與探測(cè)技術(shù)功能實(shí)驗(yàn)室，青島 266237

北太平洋中深層環(huán)流與生物生產(chǎn)力之間的相互作用，其變化與深層水氧化還原變化耦合緊密[1-3]，影響北太平洋大氣CO2水平和海洋氧濃度[4-6]。因此，北太平洋過(guò)去深層水氧化性與通風(fēng)演化研究對(duì)于了解過(guò)去海洋和大氣CO2循環(huán)過(guò)程、探索氣候系統(tǒng)演化具有重要意義[7-8]。

位于亞熱帶北太平洋西部的沖繩海槽是東亞大陸邊緣典型弧后盆地。晚第四紀(jì)，沖繩海槽通過(guò)上部水體—西部邊界流黑潮的水汽熱量傳輸[9]、中深層水體與開(kāi)闊太平洋內(nèi)部水體交換[10]，在亞熱帶海區(qū)與亞北極北太平洋之間，建立了氣候-海洋動(dòng)力學(xué)之間的遙相關(guān)關(guān)系，深刻影響著北太平洋中-高緯度氣候變化。過(guò)去二十年，沖繩海槽晚第四紀(jì)深層水通風(fēng)、表層生物生產(chǎn)力、沉積氧化性演化以及相關(guān)的碳埋藏與釋放研究一直備受關(guān)注[11-15]（圖1a）。然而，末次冰消期以來(lái)，沖繩海槽千年時(shí)間尺度上深層水沉積氧化性與通風(fēng)變化的過(guò)程與機(jī)制仍存在較大爭(zhēng)議[8,16-18]。究其原因是黑潮、生物生產(chǎn)力、深層水通風(fēng)等多種因素的復(fù)雜影響，深層水氧化性多大程度受到南向擴(kuò)張的NPIW 的影響，或生物生產(chǎn)力在氧化性演化中起多大作用目前仍不清楚[15-19]。

圖1 東海環(huán)流體系與研究北太平洋中層水影響范圍a. 東海水文環(huán)流體系（深層水環(huán)流據(jù)[27,32]）和以往研究巖芯，b. 北太平洋700 m 水深處溶解氧含量的空間分布，c. 溶解氧含量的經(jīng)向測(cè)深斷面。溶解氧數(shù)據(jù)來(lái)源于World Ocean Atlas 2018 （https://odv.awi.de/en/data/ocean/world-ocean-atlas-2018/），由ODV 軟件生成（http://odv.awi.de/）. NPIW：北太平洋中層水；PDW：太平洋深層水；SCSIW：南海中層水。Fig.1 The circulation system in the East China Sea and the influence range of the North Pacific Intermediate water a: Hydrological Circulation System in the East China Sea (Deep water circulation data[27,32]) and previous research cores; b: spatial distribution of dissolved oxygen content at a depth of 700 meters in the North Pacific Ocean; c: meridional sounding section for dissolved oxygen content. Dissolved oxygen data is sourced from World Ocean Atlas 2018 (https://odv.awi.de/en/data/ocean/world-ocean-atlas-2018/), generated by ODV software (http://odv.awi.de/). NPIW:North Pacific Intermediate Water; PDW: Pacific Deep Water; SCSIW: South China Sea Intermediate Water.

本文在系統(tǒng)梳理以往研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合獲得的數(shù)據(jù)資料，總結(jié)了沖繩海槽末次冰消期以來(lái)深層水通風(fēng)與沉積氧化性的進(jìn)展，對(duì)深層水通風(fēng)演化的過(guò)程與機(jī)制進(jìn)行探討，以期為晚第四紀(jì)亞熱帶北太平洋深層水流通與氣候演變研究提供思路。

1 沖繩海槽水文與環(huán)流體系

沖繩海槽水文和環(huán)流體系相當(dāng)復(fù)雜（圖1）。表層水、次表層水體通過(guò)黑潮與熱帶海區(qū)相聯(lián)系。黑潮是北太平洋最大的西部邊界流，發(fā)源于北赤道洋流。黑潮分為黑潮表層水（0～100 m）、黑潮次表層水（100～400 m）和黑潮中層水（＞400 m）。黑潮次表層水鹽度最大，營(yíng)養(yǎng)成分隨深度逐漸增加，黑潮中層水是東海大陸架營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要來(lái)源[20]。黑潮將大量溫暖的咸水從低緯度海域帶到中高緯度地區(qū)，其強(qiáng)度可以顯著影響西北太平洋地區(qū)的表層水特征、生物地球化學(xué)循環(huán)和氣候[21-22]。黑潮主軸從臺(tái)灣東北部宜蘭海脊進(jìn)入沖繩海槽，并沿著東海大陸架的外緣向東北流動(dòng)，通過(guò)Tokara 海峽流入西北太平洋。黑潮分支繼續(xù)北上，形成對(duì)馬暖流和黃海暖流，分別進(jìn)入日本海和黃海[23-24]。黑潮的北向運(yùn)輸受到東亞季風(fēng)的影響，夏季輸運(yùn)量多于冬季。年際尺度上受到厄爾尼諾和拉尼娜的影響，厄爾尼諾年份黑潮運(yùn)輸量較少，拉尼娜年份的運(yùn)輸量大[25]。但在現(xiàn)代海洋中，季節(jié)變化大于年際時(shí)間尺度上的變化。長(zhǎng)江沖淡水是長(zhǎng)江水與海水的混合，密度小于海水。營(yíng)養(yǎng)豐富的長(zhǎng)江沖淡水會(huì)影響東海甚至沖繩海槽的季節(jié)性水文條件。受東亞季風(fēng)的季節(jié)變化控制，長(zhǎng)江沖淡水在夏季沿浙閩沿岸流向北移動(dòng)，而冬季向南和東北擴(kuò)散[26]。

沖繩海槽中深層水主要來(lái)源于NPIW 和南海中層水（SCSIW）[27]。冰期時(shí)，北太平洋中高緯度邊緣海（鄂霍次克海、阿拉斯加灣）海冰鹽析作用產(chǎn)生高密度陸架水下沉，并與開(kāi)闊大洋水團(tuán)混合形成NPIW[28-29]?，F(xiàn)今NPIW 的分布在水深300～800 m，以低鹽（33.8‰）、低密度（26.4～27.2 σθ）為顯著特征[29]。SCSIW（400～1 500 m）是由南海深層水在南海南部上升形成的，含氧濃度低[30-31]。NPIW 和SCSIW 通過(guò)臺(tái)灣東北部海峽和宮古海峽（Kerama Gap, 1 100 m）兩個(gè)通道進(jìn)入沖繩海槽，成為沖繩海槽中深層水的主要水源[27]。同時(shí)由于宮古海峽內(nèi)部強(qiáng)烈的湍流混合，能夠?yàn)樯顚铀嫌刻峁┧韪×?，引起?qiáng)烈的上升流，約有30%～40%的NPIW 可以上升至沖繩海槽表層[32]。

2 末次冰消期以來(lái)沖繩海槽深層水氧化性與通風(fēng)演化

2.1 古氧化還原演化示蹤指標(biāo)

多種替代指標(biāo)被用于評(píng)估過(guò)去深層水氧化還原的變異性。底棲有孔蟲(chóng)棲息在沉積物-水界面附近的海底，特定底棲有孔蟲(chóng)物種分布受海水表層生產(chǎn)力、海底有機(jī)質(zhì)通量以及底層水溶解氧含量的控制[33-36]。因此，底棲有孔蟲(chóng)屬種組合變化、堆積速率（BFAR）和碳、氧同位素是追溯有機(jī)質(zhì)通量變化和沉積氧化性演變的理想替代指標(biāo)[36-38]。如底棲有孔蟲(chóng)內(nèi)生種Uvigerina和Bulimina屬常用來(lái)指示高有機(jī)質(zhì)通量和低氧濃度的沉積環(huán)境，Cibicidoides hyalina和Globocassidulina subglobosa為底層水高溶解氧含量的典型指示種[39]。

過(guò)渡金屬元素在沉積物中自生富集情況或在孔隙水中含量變化是指示沉積物氧化-還原條件變化的代用指標(biāo)[40]。根據(jù)元素含量和相關(guān)比值的變化，可以反演沉積時(shí)上覆水體（底層水）的氧化還原狀況以及有機(jī)質(zhì)輸入量的變化[41-42]。氧化還原敏感元素（如Mo、U、Cd、Re 和V 等）在氧化條件下更易溶解，在缺氧還原沉積環(huán)境下自生富集[43-45]。以往研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)U 和V 發(fā)生富集而Mo 不富集時(shí)，可能指示缺氧環(huán)境；而當(dāng)它們同時(shí)顯著富集時(shí)則指示硫化環(huán)境[40,43,46-47]。

氧化環(huán)境下富集的元素包括Mn 和Ce。Mn 在含氧的水體中多以自生氧化物MnO2形式沉積下來(lái)[48]。然而，Mn 含量與氧化還原之間并沒(méi)有一定的相關(guān)性，本身并不適合作為氧化還原條件的直接鑒別指標(biāo)，它的主要作用是輸送能反映氧化還原條件的一些微量元素進(jìn)入沉積物[40]。還原環(huán)境下，水中不溶的Ce4+被還原為可溶的Ce3+，而在氧化環(huán)境下則相反。海水及沉積物中的MnO2的一個(gè)最大特點(diǎn)就是優(yōu)先富集Ce，使得海水中的REEs 有明顯的Ce 負(fù)異常[49-51]。

此外，黃鐵礦礦化度（DOP）是目前判別古海洋氧化還原環(huán)境最有效的指標(biāo)之一[52]。沉積巖中黃鐵礦礦化程度（DOP）等與沉積環(huán)境的氧化還原條件密切相關(guān)，可以很好地指示沉積時(shí)的氧化還原狀態(tài)[43,53]。DOP=Fepyrite/(Fepyrite+Fereactive)，其中，F(xiàn)ereactive原指沉積成巖過(guò)程中可以參加化學(xué)反應(yīng)的那部分鐵[54]，實(shí)際應(yīng)用中表示實(shí)驗(yàn)分析中運(yùn)用濃鹽酸溶解的鐵，F(xiàn)epyrite表示黃鐵礦中的鐵，該值可根據(jù)對(duì)應(yīng)原子數(shù)比用黃鐵礦中的硫（S）來(lái)代替。

2.2 末次冰消期以來(lái)深層水氧化性與通風(fēng)研究進(jìn)展

研究發(fā)現(xiàn)，末次冰期時(shí)黑潮可能已經(jīng)轉(zhuǎn)移到琉球群島東部，或仍流經(jīng)沖繩海槽[55-60]。因此，冰期時(shí)與沖繩海槽黑潮動(dòng)力學(xué)相關(guān)的深水環(huán)流和氧化還原狀況研究目前仍然存在爭(zhēng)議[19,61-62]。關(guān)于LGM 期間沖繩海槽深層水氧化性與通風(fēng)問(wèn)題有兩種觀點(diǎn)：一是由于海平面下降和/或琉球-臺(tái)灣陸橋的出現(xiàn)，LGM 時(shí)黑潮流入沖繩海槽減緩/缺失，深層水形成且垂直通風(fēng)可能已經(jīng)停止，導(dǎo)致底層水缺氧[11-12,16]。之后黑潮在大約14～7 ka 重新進(jìn)入海槽或加強(qiáng)[58-60,63]，全新世期間深層水通風(fēng)強(qiáng)烈。另一種觀點(diǎn)反對(duì)LGM期間沖繩海槽黑潮的缺失[19,62,64-66]，認(rèn)為L(zhǎng)GM 至末次冰消期深層水通風(fēng)比目前強(qiáng)得多，并以含氧底層水入侵為特征[17,67-68]。

沖繩海槽過(guò)去沉積氧化性的不確定性，可能源于黑潮強(qiáng)度和路徑變化的較大爭(zhēng)議，致使對(duì)影響沖繩海槽深水流通的復(fù)雜因素的理解不明確[62,69-70]。各種復(fù)雜的水文或地質(zhì)過(guò)程對(duì)沖繩海槽的深層水氧化性和流通產(chǎn)生影響。最近基于沖繩海槽表層水和溫躍層水的Mg/Ca 溫度以及浮游有孔蟲(chóng)指標(biāo)研究，認(rèn)為北太平洋副熱帶環(huán)流的水文條件受到黑潮和NPIW 之間相互作用的影響[71]。除了黑潮，長(zhǎng)江等大河的陸源輸入量（與東亞夏季風(fēng)和海平面振蕩以及地形相關(guān)）調(diào)節(jié)了沖繩海槽表層生產(chǎn)力狀況，并對(duì)底層水氧化性產(chǎn)生影響[72-75]。

3 深層水氧化性與通風(fēng)演化的過(guò)程與機(jī)制

研究發(fā)現(xiàn)，沖繩海槽深水氧化還原條件與黑潮引發(fā)的水體垂向混合、深層水與太平洋水體交換、以及初級(jí)生產(chǎn)力變化等過(guò)程密切相關(guān)[15-16,71]（（表1）。上述因素中的一種或多種的變化都會(huì)導(dǎo)致沖繩海槽軌道-千年尺度上沉積氧化性與通風(fēng)狀況的劇烈變化。

表1 沖繩海槽深層水沉積氧化性與通風(fēng)演化相關(guān)研究Table 1 Relative study on sedimentary oxygenation and ventilation evolution of deep water in the Okinawa Trough

3.1 古氧化還原環(huán)境與生產(chǎn)力耦合關(guān)系

在大多數(shù)情況下，輸出生產(chǎn)力提高被認(rèn)為是中深層水貧氧的重要原因，因?yàn)楹难趿繕O高。研究發(fā)現(xiàn)，至少在過(guò)去1 Ma 內(nèi)，整個(gè)北太平洋在每個(gè)冰消期都出現(xiàn)生產(chǎn)力的峰值[76-79]，生產(chǎn)力呈現(xiàn)冰期低、間冰期高的變化模式[80-81]。輸出生產(chǎn)力的變化可能由陸源營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)量或者黑潮引發(fā)的上升流驅(qū)動(dòng)。前者主要由長(zhǎng)江等河流流量及與東亞季風(fēng)季節(jié)性降水變化相關(guān)徑流的調(diào)節(jié)[82-83]，后者主要源于黑潮中層水上升流造成的物質(zhì)侵蝕，攜帶營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸送到海水溫躍層和混合層[72,84-86]。

末次冰消期以來(lái)沖繩海槽古生產(chǎn)力變化如圖2 所示。底棲有孔蟲(chóng)及TOC 等指標(biāo)顯示，LGM 至末次冰消期，由于海平面較低，徑流帶來(lái)的陸源營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)直接注入海槽區(qū)，沖繩海槽具有較高的表層海水古生產(chǎn)力和有機(jī)質(zhì)沉降通量，底層水含氧量較低；末次冰消期以來(lái)，隨著海平面上升，海槽區(qū)陸源營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少，全新世表層生產(chǎn)力下降[11-13,87]。相似的研究也發(fā)現(xiàn)，沖繩海槽全新世輸出生產(chǎn)力下降主要由環(huán)流變化導(dǎo)致對(duì)透光帶的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)減少所致，加之與海平面快速上升相關(guān)的黑潮增強(qiáng)，限制了陸架的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)[88]。然而，沉積物中活性磷濃度證據(jù)表明，沖繩海槽輸出生產(chǎn)力在末次冰期較低，而在全新世較高，其變化受北太平洋中層水滲透深度的影響[14]。在千年時(shí)間尺度上，輸出生產(chǎn)力也在Younger Drays（YD）、Heinrich Stadial 1（HS1）等冷事件期間降低，而B(niǎo)?lling-Aller?d（B/A）等暖事件期間增加[84]。由此可見(jiàn)，不同指標(biāo)體現(xiàn)的末次冰消期以來(lái)沖繩海槽古生產(chǎn)力演變的不一致性，可能導(dǎo)致其對(duì)深水氧化性的影響存在一定爭(zhēng)議。

圖2 末次冰消期以來(lái)沖繩海槽古生產(chǎn)力演化（Preact/Al[14]、CaCO3[15]、Ba/Al（未發(fā)表數(shù)據(jù)）、Opal/Al[14]、OCmarFlux[88]、TOC/Al（未發(fā)表數(shù)據(jù)）、OCmarine/Al[14]、OCmarine/Preact[14]）Fig.2 Paleoproductivity evolution in the Okinawa Trough since the Last Deglaciation (Preact/Al[14]、CaCO3[15]、Ba/Al（unpublished data）、Opal/Al[14]、OCmarFlux[88]、TOC/Al（unpublished data）、OCmarine/Al[14]、OCmarine/Preact[14])

LGM 至末次冰消期期間，沖繩海槽深層水缺氧可能與該階段高生產(chǎn)力有關(guān)（圖3），該階段較高的表層海水古生產(chǎn)力和有機(jī)質(zhì)沉降通量是深層水耗氧的主要原因[11-12]。而在全新世中晚期，雖然黑潮加強(qiáng)可引發(fā)上升流，但有機(jī)碳埋藏效率顯示較低值，低輸出生產(chǎn)力不可能是深層水氧化還原狀況的制約因素，深層水的氧氣消耗受深層水體交換和黑潮入侵引起的深水通風(fēng)等過(guò)程控制[84]。

圖3 末次冰消期以來(lái)沖繩海槽古生產(chǎn)力演化與其控制因素對(duì)比（Preact/Al[14]、OCmarFlux[88]、HgEF[89]、P.obliguiloculataMAR[90]、海洋浮游生物貢獻(xiàn)[91]、UK’37-SST[92]、海平面變化[93]、東亞季風(fēng)[94] ）Fig.3 Comparison of paleoproductivity evolution and the control factors in the Okinawa Trough Since the Last Deglaciation (Preact/Al[14]、OCmarFlux[88]、HgEF[89]、P.obliguiloculataMAR[90]、Contribution of marine plankton[91]、UK’37-SST[92]、sea level[93]、the East Asian monsoon[94])

3.2 黑潮和NPIW 對(duì)深層水通風(fēng)與氧化性的制約

北太平洋中層水體與沖繩海槽深層水的交換，是調(diào)節(jié)沖繩海槽深水氧化還原條件的重要因素?，F(xiàn)代物理海洋觀測(cè)表明，沖繩海槽深層水主要由NPIW 和SCSIW 組成[27]。然而，鹽度指標(biāo)證實(shí)南極中層水（AAIW）并沒(méi)有越過(guò)15°N[95]，沖繩海槽底層水體的性質(zhì)可能主要受NPIW 的影響。NPIW 具有在冰期增強(qiáng)、間冰期減弱的特征[96-98]（圖4）。在末次冰消期，NPIW 在HS1 和YD 等冷期加強(qiáng)，而在B/A 暖期明顯減弱[99]，在HS1 期間NPIW 向深水滲透增強(qiáng)[99-104]。冰期（冷期）增強(qiáng)的NPIW 產(chǎn)生了強(qiáng)大的下游效應(yīng)，將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)從高緯海洋帶到太平洋的低緯海區(qū)，并對(duì)赤道太平洋東部中低緯度地區(qū)的通風(fēng)和氧化性產(chǎn)生了重大影響[105-108]。LGM 至末次冰消期，海槽中部底層水通風(fēng)比目前強(qiáng)，底層水含氧量高[17]。與其一致的自生U 記錄也發(fā)現(xiàn)，冰期NPIW入侵使得沖繩海槽北部深水含氧量提高[8]。然而，有研究認(rèn)為L(zhǎng)GM 至末次冰消期階段，沖繩海槽僅在HS1 和YD 等冷期時(shí)深層水通風(fēng)增強(qiáng)并致使含氧量增加[15]，且深層水通風(fēng)狀況整體較冰后期弱，反映冰期西北太平洋中層水流通沒(méi)有對(duì)底層水團(tuán)性質(zhì)產(chǎn)生影響[11-13,18]。

圖4 末次冰消期以來(lái)沖繩海槽沉積氧化性[13-16]與黑潮演變[90]、深層水通風(fēng)[12,86,68]、古生產(chǎn)力變化[14-15]的耦合關(guān)系Fig.4 The coupling relationships between the sedimentary oxygenation of the Okinawa Trough [13-16] and the evolution of the Kuroshio Current[90], deep water ventilation [12,86,68], and changes in paleoproductivity [14-15]since the last deglaciation period

除深部水體與太平洋水體流通外，黑潮也是控制沖繩海槽深水通風(fēng)的關(guān)鍵因素[15-16]。黑潮加強(qiáng)時(shí)不僅可以引發(fā)上升流，還可能引發(fā)沖繩海槽深水環(huán)流增強(qiáng)，并伴隨著沉積物-水界面氧氣增加[18,109]。由于LGM 時(shí)黑潮減弱或移出沖繩海槽，黑潮對(duì)沖繩海槽沉積氧化性的影響非常有限，末次冰消期時(shí)逐漸增加[15,110]。全新世早期以來(lái)，黑潮增強(qiáng)引發(fā)的深水通風(fēng)可以抵消上升流驅(qū)動(dòng)的生產(chǎn)力增加量[111-112]，使得全新世沖繩海槽深層水處于氧化狀態(tài)。沉積物DOP 和總硫等證據(jù)表明，早全新世沖繩海槽沉積氧化性發(fā)生轉(zhuǎn)變的時(shí)間與黑潮加強(qiáng)時(shí)間基本一致[16,109]，加強(qiáng)的黑潮促進(jìn)了底層水和表層水之間的垂直混合和交換，深水通風(fēng)加強(qiáng)導(dǎo)致深層水氧含量逐漸增加[16,18]。全新世沉積物汞含量異常高值證實(shí)，海底熱液側(cè)向輸運(yùn)與黑潮強(qiáng)化引發(fā)的沖繩海槽深層水環(huán)流增強(qiáng)有關(guān)[18]。

4 總結(jié)與展望

過(guò)去二十年，末次冰消期以來(lái)沖繩海槽深層水沉積氧化性與通風(fēng)演化、碳埋藏與釋放研究一直備受關(guān)注。沖繩海槽深水氧化還原條件與黑潮引發(fā)的水體垂向混合、深層水與太平洋水體交換以及輸出生產(chǎn)力變化等過(guò)程密切相關(guān)。上述因素中的一種或多種的變化都會(huì)導(dǎo)致沖繩海槽千年尺度上沉積氧化性的劇烈變化。東亞夏季風(fēng)季節(jié)性降水變化與長(zhǎng)江等河流徑流的調(diào)節(jié)，或者黑潮引發(fā)的上升流，都可以使海水表層生產(chǎn)力發(fā)生變化，進(jìn)一步影響沖繩海槽深水氧化性。

盡管目前對(duì)沖繩海槽深層水沉積氧化性與通風(fēng)演化開(kāi)展了大量的研究，然而氧化還原條件變化與深層水通風(fēng)、生物生產(chǎn)力演變的耦合關(guān)系仍存在較大爭(zhēng)議，亞熱帶北太平洋在調(diào)節(jié)區(qū)域大氣CO2收支中發(fā)揮多大作用目前仍不清楚，有許多重要問(wèn)題還未解決，簡(jiǎn)述如下。

（1）軌道-千年時(shí)間尺度沖繩海槽深層水水源定性識(shí)別及其對(duì)沉積氧化性演化影響。以往開(kāi)展的工作主要從沉積氧化性、有機(jī)質(zhì)通量等角度反演深層水通風(fēng)狀況，目前還沒(méi)有建立合適指標(biāo)追蹤NPIW在沖繩海槽深層水中水源信號(hào)，評(píng)估NPIW 演化對(duì)沖繩海槽沉積氧化性演化影響。自生Fe-Mn 氧化物Nd 同位素是具有廣泛應(yīng)用前景的替代指標(biāo)。

（2）不同氣候態(tài)沖繩海槽古生產(chǎn)力演化與沉積氧化性的耦合關(guān)系。生產(chǎn)力受多種環(huán)境因素影響，并且對(duì)環(huán)境變化的響應(yīng)存在差異。如陸坡離岸近海區(qū)，陸源有機(jī)碳輸入和橫向搬運(yùn)、上升流等因素影響大，這些環(huán)境因素可能會(huì)導(dǎo)致重建的古生產(chǎn)力演化與深水區(qū)相反。需采用古生物和地球化學(xué)方法，重建不同環(huán)境因素影響下沖繩海槽古生產(chǎn)力演化，綜合考慮陸源輸入量與沉積速率變化、黑潮演化、深層水通風(fēng)等過(guò)程，是解讀古生產(chǎn)力演化與沉積氧化性耦合關(guān)系的合理方案。

（3）沖繩海槽深層水演化的環(huán)境與氣候效應(yīng)。NPIW 在HS1 和YD 等冷期加強(qiáng)、B/A 等暖期減弱的特征在亞北極北太平洋眾多鉆孔已證實(shí)，在調(diào)節(jié)過(guò)去海洋和大氣CO2循環(huán)過(guò)程發(fā)揮重要作用。NPIW 的“下游效應(yīng)”，尤其是冰期（冷期）對(duì)亞熱帶北太平洋深水通風(fēng)和氧化性、碳埋藏與釋放等生物地球化學(xué)循環(huán)過(guò)程產(chǎn)生多大影響，以及這些過(guò)程在調(diào)節(jié)區(qū)域大氣CO2收支中發(fā)揮多大作用需進(jìn)行重點(diǎn)評(píng)估。