Response characteristics of high-resolution sedimentation and palynostratigraphy to paleoenvironmental changes in the coastal area of eastern Fujian during the MIS3—MIS1 period
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摘要:
为探究气候与环境剧烈转变背景下沉积物及古植被的响应特征，在前期已有研究的基础上，本研究提供了更为详细的MIS3时期至MIS1早中期的沉积与孢粉地层数据，重建了古植被与沉积演化序列，讨论了古植被、沉积特征对气候、环境演化过程的关系。结果显示该区段岩性以砂质粉砂、粉砂质砂为主，每个钻孔均存在4个孢粉带，指示了不同的气候环境阶段。在MIS3早期与MIS1早—中期过渡阶段，出现了海相沟鞭藻囊孢及有孔虫内衬。通过地层沉积特征、孢粉特征与全球海平面、石笋δ18O曲线对比分析，发现宁德沿海岩芯在MIS3至MIS1时期沉积环境存在明显的波动，导致不同区域存在沉积间断。孢粉特征指示的MIS3中期区域气候冷期可能受H4事件影响，H3事件在沉积特征上有所响应，表明宁德地区环境受全球气候环境变化影响，在万年尺度上受控于北半球夏季太阳辐射驱动的冰期-间冰期旋回，千年尺度也受到亚洲季风及Heinrich事件影响。
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关键词:
- MIS3—MIS1 /
- 孢粉组合 /
- 气候演化 /
- Heinrich事件 /
- 宁德三都澳
Abstract:To explore the response characteristics of sediments and ancient vegetation under the background of drastic climate and environmental changes, based on previous research, we provided more detailed sedimentary and pollen stratigraphic data from the MIS3 period to the early and middle stages of MIS1, reconstructed the sequence of ancient vegetation and sedimentary evolution, and discussed the relationship between ancient vegetation and sedimentary characteristics and climate and environmental evolution processes. Results show that the lithology of this section is mainly sandy silt and silty sand, and there are four sporopollen zones in each borehole, indicating different climate and environmental stages. In the transitional stage between early MIS3 and early-mid MIS1, marine dinoflagellate cysts and foraminiferal linings appeared. Comparative analyses in stratigraphy sedimentology, palynology, and global sea level and stalagmite δ18O curves showed significant fluctuations in the depositional environment of the Ningde coastal cores during the period from MIS3 to MIS1, which resulted in depositional discontinuities in different regions. The mid-MIS3 cooling indicated by sporo-pollen characteristics might be influenced by the H4 event, while H3 event responded to sedimentary characteristics, indicating that the environment in Ningde region was affected by the global climate and environmental changes, which was controlled by the glacial interglacial cycle driven by summer solar radiation in the northern hemisphere on a ten-thousand-year scale, and by the Asian monsoon and the Heinrich events on a thousand-year scale.
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Keywords:
- MIS3—MIS1 /
- palynomorph assemblage /
- climate evolution /
- Heinrich events /
- Ningde Sanduao
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前人通过对极地冰芯、深海沉积物、黄土以及石笋等进行研究，提取了大量古气候演化信息，极大促进了对晚第四纪以来环境演化机制的认识[1-3]。深海氧同位素3阶段（Marine Isotope Stages 3，MIS3）是末次冰期中距今最近的一个间冰阶，气候与现在相似[4]，之后的末次盛冰期，全球气候、环境等条件发生了极大的改变[5-6]，前后冷、暖反差形成了鲜明对比。全球气候变化进而会引起地表环境的改变（如海平面上升、大气和海洋升温等），沿海沉积物及古植被对这些环境的变化非常敏感[7]。对这一关键转换阶段古植被及沉积特征的研究，不仅有助于对地球表层环境演化重建与模拟，更有利于加深对不同尺度沉积、生物特征与环境变化交互作用的认识，有利于减少沿海生态系统预测动态的不确定性。
福建沿海不仅受东亚季风（East Asia Moosoon，EAM）的强烈影响，还受到印度夏季风（Indian Summer Monsoon，ISM）的影响[8-11]，该区域沉积记录为研究过去气候和海平面变化对沿海环境的影响提供了良好的载体。前人通过对福建沿海地区孢粉记录研究，发现晚更新世以来植被、景观、沉积特征随气候变化而变化明显[12-17]，但由于测年技术、采样间隔等影响，多数高分辨率研究集中于全新世，晚更新世以来缺少更高分辨率的花粉及沉积数据[18]，尤其是MIS3至MIS1古环境变化剧烈的阶段。
因此，我们基于已发表的年代学数据，对闽东沿海三都澳地区的两个典型钻孔进行了粒度和孢粉学分析，提供了该时期植被和沉积演化记录，探讨了该地区植被史和沉积特征与古环境之间的内在联系及沉积环境演化过程，为该地区晚第四纪植被、海平面与气候演化研究提供新资料。
1. 区域概况
研究区位于福建省东北部（图1a），地貌以丘陵为主，大部分海拔400 ～800 m，最高的凤凰山海拔
1048 m，属亚热带气候，平均气温14.7～19.3 ℃，年均降雨量1500 ～2000 mm。冬季，由西伯利亚高压驱动的东亚冬季风从北方高纬度地区带来干冷气团，然而，由于山脉阻隔和海洋效应，研究区的温度比相同纬度的内陆地区要高；夏季，东亚夏季风从南海带来强降水[9]。华南温暖湿润的气候有利于形成丰富的植被覆盖，区域植被以亚热带常绿阔叶林为主，主要由壳斗科的栲属（Castanopsis）、樟科（Lauraceae）、山茶科（Theaceae）、杜英科（Elaeocarpaceae）等组成。马尾松群落在海拔
1100 m以下非常普遍，归因于天然阔叶林的砍伐。栓皮栎（Quercus variabilis）、白栎（Quercus fabri）、茅栗（Castanea seguinii）、枫香（Liquidambar formosana）等落叶阔叶植物在内陆高海拔区域有少量分布。在沿海的三沙湾，零散分布着红树林，主要由秋茄（Kandelia candel）组成。2. 材料与方法
本文主要研究材料为宁德市三沙湾北部的NDQK5钻孔（26°42′18.47″N、119°36′31.51″E，海拔2.80 m）的20～27.5 m段以及NDQK6钻孔（26°43'37.36"N、119°38'37.32"E，海拔3.46 m）的25.4～42.5 m段岩芯。岩芯位于三沙湾滩涂围垦区内的近海湾地带，采用套管式取芯，取芯率达90%以上。参照前人对NDQK5、NDQK6岩芯已发表的年代结果（表1）及时代划分[18]，NDQK5钻孔的20～27.5 m段及NDQK6钻孔25.4～42.5 m段均为MIS3与MIS1早期沉积形成。
钻孔 深度/m 样品类型 AMS14C年代/aBP 校准年代(2s范围)/aBP NDQK5 18.9 贝壳 8120 ± 358696 ～8333 22.9 炭质泥 22280 ± 7026910 ～26580 23.6 炭质碎屑 29660 ± 12034465 ～33947 30.1 植物碎屑 41500 ± 30044924 ～43891 NDQK6 21 炭质碎屑 7945 ± 258814 ～8643 35.8 炭质碎屑 7950 ± 308985 ～8822 41.7 炭质碎屑 ＞ 43320 超出范围 沉积特征分析以野外现场记录及照片中岩芯的颜色、结构特征分析为基础，对不同单元颜色、结构、构造及包含物等特征进行描述。
NDQK5及NAQK6岩芯粒度分析以10 cm间隔分别选取76个、138个样品，每个样品取约0.2 g沉积物，分别用HCl和H2O2处理以去除碳酸盐和有机物，采用英国Malvern 公司生产的Mastersizer 2000激光粒度仪测量，测量范围0.02～
2000 μm，每个样品重复测试3次取平均值。粒度组分分级参照Udden-Wentworth（尤登-温德华氏）粒级标准[19,20]。孢粉样品取样间隔为0.1 m，NDQK5共分析孢粉样品76个、NDQK6共分析孢粉样品138个。所有样品被烘干称量，另外加入一片石松孢子（
27637 ±593粒/片）用于计算花粉的浓度。氢氟酸和盐酸被相继使用，用于除去样品中的硅质和钙质杂质。对于砂质样品，首先对其进行淘洗，将悬浮物分离、沉淀后进行化学处理。化学处理后的样品残渣，经过清洗后放入超声波振荡器中，通过7微米网筛除去剩余杂质，最后沉淀出花粉颗粒用于收集和鉴定。每个样品，不包括孢子至少统计200粒花粉。对于一些浓度极低的样品，尽管没有达到200粒的花粉统计量，统计外加石松孢子数量至少达到500粒。对于一些无花粉的样品，统计外加石松孢子数量至少达到500粒。花粉鉴定使用Olympus BX53光学显微镜，放大倍率为400～1000 倍。实验工作在宁波大学植物园校区地理系孢粉实验室进行。浓度计算公式为：孢粉浓度（粒/g）=统计到的孢粉数量（粒）×27637 /样品重量（g）/统计到的外加石松数量（粒）。花粉鉴定包括陆生植物花粉和孢子、水生植物花粉、淡水藻类和沟鞭藻囊孢。3. 结果分析
3.1 岩性与沉积特征
根据岩性特征和各项替代性指标的变化，将NDQK5钻孔划分为5个沉积单元，自下而上每个单元的沉积相指标特征如下（图2）：
U1：27.5～27.1 m，灰黑色—浅灰色，粉砂质砂、砂质粉砂互层，部分层位表现为平行纹理，块状，黏土含量为3.93%～11.41%，平均含量为7.23%；粉砂含量为21.94%～54.10%，平均含量为38.75%；砂含量为37.88%～74.13%，平均值为54.02%。
U1—U2：27.0～25.9 m，青灰色，底部为粉砂质砂，向上逐渐过渡为砂质粉砂，无明显层理，块状，黏土含量为2.93%～18.62%，平均值为9.03%；粉砂含量为20.08%～73.31%，平均值为48.83%；砂含量为8.08%～76.99%，平均值为42.14%。
U2：25.8～24.1 m，灰黑色，由底部的砂质粉砂过渡为粉砂质砂，局部见平行层理，块状厚层；黏土含量为3.87%～8.21%，平均值为5.91%；粉砂含量为18.17%～55.19%，平均值为32.54%；砂含量为36.78%～77.96%，平均值为61.55%。
U3：24～22.6 m，灰黑色，局部深灰黑色，粉砂质砂。局部碳化程度中等，自上而下含量逐渐降低；黏土含量为3.58%～12.27%，平均值为5.79%；粉砂含量为15.88%～69.16%，平均值为39.12%；砂含量为18.57%～80.54%，平均值为55.09%。
U4：22.5～20 m，浅灰色，粉砂质砂，不显层理，块状厚层，局部见木炭碎屑不均匀分布，见少量贝壳碎屑零星分布，12.48 m处见一完整贝壳，黏土含量为1.72%～8.07%，平均值为4.27%；粉砂含量为13.31%～31.89%，平均值为20.38%；砂含量为61.43%～84.47%，平均值为75.35%。
将NDQK6钻孔划分为4个沉积单元，自下而上每个单元的沉积相指标特征如下（图3）：
U1：42.5～38.9 m，底部为浅灰白色，粉砂质砂，部分层位表现为平行纹理，块状，局部有灰黑色斑状；中部为青灰色，砂质粉砂，无明显层理，块状；上部整体呈青灰色，砂质粉砂过渡、粉砂质砂，局部有黄褐色斑状铁质侵染斑点。黏土含量4.10%～15.03%，平均值7.80%；粉砂含量11.27%～74.39%，平均值45.36%；砂含量10.57%～84.63%，平均值46.84%。
U2：38.8～34.8 m，整体呈浅黄褐色，局部青灰色斑块与条带，粉砂质砂，青灰色自下而上逐渐减少。黏土含量为7.60%～35.30%，平均值为17.30%；粉砂含量为55.40%～87.20%，平均值为70.90%；砂含量为0～29.80%，平均值为11.80%。
U3：34.7～28.5 m，整体呈青灰色，局部有浅黄褐色，粉砂质砂，局部有白色钙质结核；黏土含量为2.47%～34.81%，平均值9.57%；粉砂含量为20.91%～79.93%，平均值为48.49%；砂含量为0.03%～76.62%，平均值为41.94%。
U4：28.4～25.4 m，黄褐色，夹有青灰色条带与斑块，粉砂质砂，不显层理，块状厚层。黏土含量为6.20%～18.20%，平均值为9.72%；粉砂含量为35.90%～81.43%，平均值为65.23%；砂含量为7.20%～57.82%，平均值为25.05%。
3.2 孢粉组合特征
NDQK5孔（20～27.5 m）64个样品统计到不同浓度的孢粉，12个样品基本无孢粉。最高的孢粉浓度出现在23.8 m处，达到
93888 粒/g。共统计花粉11012 粒、孢子3201 粒、海相沟鞭藻囊孢100粒、有孔虫内衬23粒。NDQK6（25.4～42.5 m）中92个样品统计到不同浓度的孢粉，46个样品基本无孢粉。最高的孢粉浓度出现在39.1 m处，达到12278 粒/g。共统计花粉21269 粒、孢子6553 粒、海相沟鞭藻囊孢40粒、有孔虫内衬8粒。鉴定出62个科属类型的花粉，另外还包括蕨类孢子、淡水藻类和沟鞭藻等（表2）。
表 2 NDQK5（20～27.5 m）、NDQK6钻孔（25.4～42.5 m）的孢粉和藻类类型Table 2. Pollen-spore and algae types in NDQK5 (20～27.5 m) and NDQK6 (25.4～42.5 m)类型 主要成分 主要属种 孢粉 热带、亚热带针叶林成分 Podocarpus、Taxodiaceae、Keteleeria、Cupressaceae 热带、亚热带阔叶成分 Quercus（常绿）、Castanopsis、Castanea、Randia、Moraceae、Myricaceae、Acanthaceae、Rubiaceae、Sapindaceae、Oleaceae、Hamamelidaceae、Liquidambar、Papilionaceae、Euphorbiaceae、Fagus、Theaceae、Magnoliaceae、Eurya、Loranthaceae、Verbenaceae、Viburnum、Symplocaceae、Araliaceae、Ilex、Rutaceae、Mallotus、Elaeagnaceae、Proteaceae、Albizzia、Ficus 温带成分 Quercus（落叶）、Alnus、Acer、Ulmus、Betula、Carpinus、Corylus、Juglans、Tilia、Pterocarya、Caprifoliaceae、Celtis、Rosaceae 陆生草本 Artemisia、Chenopodiaceae、Poaceae、Cyperaceae、Asteraceae、Thalictrum、Polygonaceae、Brassicaceae、Caryophyllaceae 水生草本 Nymphoides、Myriophyllum、Typha 高海拔成分 Tsuga、Ericaceae 广布成分 Pinus 蕨类 蕨类孢子 Dicranopteris、Dennstaedtia、Cyatheaceae、Hicriopteris、Lycopodium、Polypodiaceae、Pteris、Selaginella 藻类 淡水藻类 Concentricystes、Zegnema、Pediastrum、Crucigenia 沟鞭藻囊孢 Lingulodinium、Operculodinium、Selenopemphix、Spiniferites 3.2.1 NDQK5钻孔
高浓度的花粉出现在24～22.7 m处，下部27～25.9 m处无孢粉。淡水藻几乎出现在钻孔中的各个层位，中部的浓度高于顶部和底部。海相沟鞭藻和有孔虫内衬主要出现在钻孔的上部，最高浓度出现在顶部20 m处，达到110粒/g。下部25.2 m处出现一粒有孔虫内衬（图4）。
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图 4 NDQK5钻孔（20～27.5 m）孢粉和藻类浓度Figure 4. Pollen-spore and algae concentrations in NDQK5 borehole (20～27.5 m)孢粉以木本花粉为主（69%），在一些层位草本花粉含量也较高。松属（Pinus）花粉含量普遍较高，平均含量为25%。在木本花粉中，热带、亚热带成分是主导的，另外有少量的温带阔叶成分，热带、亚热带针叶以及高海拔针叶成分。在热带、亚热带成分中，常绿栎（Quercus）是最主要的，平均含量为29%。高海拔针叶成分以铁杉（Tsuga）为主，在24～25.9 m处其含量急剧增加。在陆生草本花粉中，禾本科（Poaceae）是主导成分，其次是菊科（Asteraceae）和莎草科（Cyperaceae）等。
基于有序聚类结果，NDQK5钻孔（20～27.5 m）孢粉组合可被划分为4个孢粉带（图5）。
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图 5 NDQK5钻孔（20～27.5 m）孢粉含量有序聚类是基于铁杉、热带和亚热带针叶成分、温带阔叶成分、热带和亚热带阔叶成分、草本成分和蕨类孢子。Figure 5. Percentage of pollen-spore in NDQK5 borehole (20～27.5 m)Ordinal clustering is based on hemlock, tropical-subtropical coniferous components, temperate broad-leaved components, tropical-subtropical broad-leaved components, herbaceous components, and fern spores.孢粉带1： 松属-栎属（常绿）-蒿属（Artemisia）-菊科（Asteraceae）组合（27.5～27.1 m深度）
该孢粉带包括了5个样品，孢粉组合中草本花粉含量较为丰富（平均46%）。在草本花粉成分中，蒿属花粉含量最高（平均15%），其次是菊科（平均12%），另外还有少量的禾本科（Poaceae）和莎草科（Cyperaceae）花粉等。在木本成分中，松属花粉含量最高（平均23%），其次是常绿栎属（17%）和铁杉属等。在热带、亚热带阔叶成分中，除常绿栎外，其他种类的百分比极低。孢子的含量仅为6.7%，主要成分是水龙骨科（Polypodiaceae）。
孢粉带2： 松属-铁杉-蒿属-菊科-水龙骨组合（25.8～24.1 m深度）
该孢粉带包括了18个样品，孢粉组合中草本花粉含量较为丰富（平均47%）。该孢粉组合与1带相比出现了较为明显的变化，其中，铁杉属花粉平均含量剧增至12%，而常绿栎属花粉降至3%。松属成为木本花粉组合中最为重要的类型，平均百分比达到32%，热带、亚热带阔叶成分极少出现。草本成分中，蒿属（16%）、菊科（21%）和禾本科花粉（9%）非常丰富。蕨类孢子含量较下带大幅度增加，平均含量达到32%。
孢粉带3：栎属（常绿）-松属-鹅耳枥属（Carpinus）-蒿属组合（24～22.6 m深度）
该孢粉带包括了15个样品，孢粉组合中草本花粉依然比较丰富（41%）。该孢粉组合较下带有较大的变化，其中，常绿栎属花粉含量剧增（平均含量达32%），而松属花粉含量则下降（平均含量11%），铁杉属花粉含量从下带的12%急剧回落至0.3%。在温带成分中，鹅耳枥属花粉含量显著增加（4%）。在热带、亚热带阔叶成分中，水青冈属花粉（Fagus）显著增多。在草本成分中，禾本科、莎草科和蓼科（Polygonaceae）花粉含量明显升高。
孢粉带4：松属-栎属（常绿）-枫香树属-水龙骨科（22.5～20 m深度）
该孢粉带包括了26个样品，孢粉组合中木本花粉非常丰富（89%）。松属花粉含量较孢粉带3有明显的增加，达到28%。热带、亚热带阔叶花粉含量较下带略有升高，其中常绿栎花粉百分比达到46%，枫香树属花粉含量增加至5%。
3.2.2 NDQK6钻孔
高浓度的花粉出现在39～42.5 m，但在26.7～28.4、34.8～35.3、37.2～38.8、42.2～42.5 m段无孢粉。淡水藻几乎出现在所有有孢粉出现的层位。海相沟鞭藻主要出现在钻孔的下部（39.1～42.1 m），最高浓度出现在下部的41.4 m处，达到217粒/g。少量的有孔虫内衬出现在40.5～41.9 m处（图6）。
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图 6 NDQK6钻孔（25.4～42.5 m）孢粉和藻类浓度Figure 6. Pollen-spore and algae concentrations in NDQK6 borehole (25.4～42.5 m)孢粉以木本花粉为主（平均含量95%），草本花粉含量较低。松属（Pinus）花粉含量普遍较高，平均含量 为32%。在木本花粉中，热带、亚热带成分占主导，另外有少量的温带阔叶成分，热带、亚热带针叶以及高海拔针叶成分。在热带、亚热带成分中，常绿栎（Quercus）是最主要的，平均含量为15%。作为高海拔针叶成分的铁杉属（Tsuga）和温带阔叶成分花粉含量较低。在陆生草本花粉中，藜科（Chenopodiaceae）是主导成分，其次是禾本科（Poaceae）和莎草科（Cyperaceae）等。
基于有序聚类分析结果，NDQK6钻孔（25.4～42.5 m）孢粉组合可划分为4个孢粉带（图7）。
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图 7 NDQK6钻孔（25.4～42.5 m）孢粉含量有序聚类是基于铁杉属、油杉属、温带阔叶成分、热带和亚热带阔叶成分、草本成分和蕨类孢子。Figure 7. Percentage of pollen-spore in NDQK5 borehole (25.4～42.5 m)Ordinal clustering is based on hemlock, tropical-subtropical coniferous components, temperate broad-leaved components, tropical-subtropical broad-leaved components, herbaceous components, and fern spores.孢粉带1： 松属-栎属（常绿）-枫香树属（Liquidambar）-藜科（Chenopodiaceae）(42.5～38.9 m深度）
该带中，26个样品包含孢粉。孢粉组合以热带、亚热带阔叶花粉为主，主要成分是常绿栎（平均含量17%），其次是枫香树属（3%）和水青冈属（Fagus）等。松属花粉较为丰富，平均含量达到14%。在陆生草本成分中，主要成分是藜科（平均含量9%），其次是禾本科（4%）和莎草科（Cyperaceae）等。
孢粉带2： 松属-栎属（常绿）-枫香树属（Liquidambar）-水龙骨科（Polypodiaceae）(38.8～34.8 m深度）
该带包括了32个样品，其中仅有8个样品含有孢粉。孢粉组合与1带相差不大，主要成分仍然是常绿栎（22%）。松属花粉含量较1带略有增多，平均占比达24%。草本花粉含量较1带大幅度减少，总的占比仅为4%。
孢粉带3： 松属-栎属（常绿）-枫香树属-油杉属（Keteleeria）（34.7～28.5 m深度）
该带包括了51个样品，所有样品都含有孢粉。孢粉组合与2带存在一定的差别。热带、亚热带阔叶成分仍然占主导，其中的常绿栎最为丰富（平均含量为14%），枫香树属也有较高的含量（5%）。针叶树中，松属花粉含量升高至39%，油杉属花粉含量显著升高至4%。草本花粉极为稀少，总含量仅为2%。孢子含量明显高于下部两个孢粉带，主要成分是芒萁属（14%），其次是水龙骨科（11%）和凤尾蕨属（8%）等。
孢粉带4：松属-栎属（常绿）-枫香树属-禾本科（28.4～25.4 m深度）
该带包括了25个样品，其中7个样品含有孢粉。孢粉组合中，松属花粉最丰富，平均含量达到52%。在热带、亚热带成分中，常绿栎占主导（平均含量为7%），其次是枫香树属（6%）等。草本花粉较为稀少，其中最主要的成分是禾本科（4%）。
4. 讨论
4.1 地层年代细分及其沉积相
距今60～25 ka是深海氧同位素第３阶段（MIS3）[21]，NDQK5岩芯30.1 m处样品测年结果为
43891 ～44924 aBP，23.6 m处为33947 ～34465 aBP，22.9 m处为26580 ～26910 aBP，因此NDQK5-U1至NDQK5-U3段（27.5～22.6 m）比43.9 ka更年轻，为MIS3中晚期形成，但在MIS2时期存在沉积间断（图8）。其中，NDQK5-U1段分布淡水藻类，无海相沟鞭藻、有孔虫内衬，说明该段为淡水沼泽相沉积环境。NDQK5-U1段至NDQK5-U2段，存在一个孢粉沉积的间断，可能为暴露环境，不利于孢粉的沉积与保存。NDQK5-U2段于25.2 m处仅存在一粒有孔虫内衬，无海相沟鞭藻分布，且有一定量淡水藻类沉积，说明该段沉积环境仍以淡水沼泽为主，但沉积物来源可能有地势较高区早期海相沉积区供给。NDQK5-U3淡水藻类迅速增加，无海相沟鞭藻及有孔虫内衬分布，说明为淡水沼泽相沉积。NDQK5岩芯18.9 m处样品测年结果为8333 ～8696 aBP，NDQK5-U4段应该为MIS1早中期形成（图8）。NDQK5-U4段分布大量的海相沟鞭藻与有孔虫内衬，说明该时期此处是一个比NDQK5-U2段时期更远离陆域（或更靠近海域）的海相沉积环境。NDQK6岩芯41.7 m处样品年龄大于
43320 aBP，故NDQK6-U1沉积年代要明显早于NDQK5-U1段，因此NDQK6-U1的形成时代为MIS3早期。NDQK6-U1段分布大量海相沟鞭藻，同时40.5～41.9 m沉积少量有孔虫内衬，说明该时期为海相沉积环境，但与NDQK5-U4段相比则更靠近陆域。NDQK6岩芯21.0 m处样品年龄为8643 ～8814 aBP，35.8 m处样品年龄为8822 ～8985 aBP，NDQK6-U2至NDQK6-U4段（38.8.5～25.4 m）为全新世早期沉积形成（图8）。淡水藻几乎出现在NDQK6-U2段至NDQK5-U4段所有有孢粉出现的层位，因此，NDQK6-U2至NDQK6-U4段均为淡水沼泽相沉积环境。基于测年数据，并综合分析地层颜色、沉积结构及孢粉特征对比，发现两个钻孔位置不同导致沉积环境及沉积时代有所差异，并且两个岩芯地层存在明显沉积间断，NDQK5钻孔（20～27.5 m）记录了MIS3中晚期淡水沼泽相-暴露环境-淡水沼泽相以及MIS1早中期海相环境信息，而NDQK6钻孔（25.4～42.5 m）保存了MIS3早期海相沉积及MIS1早期的淡水沼泽相沉积记录。
4.2 古植被类型及沉积特征对古气候演化序列的指示
孢粉组合、粒度等沉积特征是研究古植被演替与古环境变化的重要手段[18,22-23]。三都澳湾的花粉主要来源于周围的丘陵[18]，NDQK5和NDQK6沉积及孢粉化石特征能很好地反映当时环境变化的阶段性波动。
NDQK5-U1阶段，热带、亚热带阔叶林以及温带阔叶林花粉含量比NDQK5-U2阶段稍高，但比NDQK5-U4（MIS1早—中期）明显偏低，草本科花粉与NDQK5-U2阶段相当，而水龙骨科、禾本科相对较少，旱生草本对湿度变化反映较灵敏[24,25]，水龙骨科、禾本科喜湿[26]，整体指示了当时为气候相对温暖偏干的时期，但温度与MIS1早—中期相比仍然较低。NDQK5-U1-2阶段，是明显沉积暴露环境，粗颗粒（砂）组分迅速减少，沉积动力明显降低，指示了偏干冷的气候环境。NDQK5-U2阶段，热带、亚热带阔叶林以及温带阔叶林花粉含量相对较少，蒿属含量相对较高，且蒿属为耐旱植被[26]，淡水藻类含量有所降低，指示了相对温凉且干燥的气候阶段。该阶段砂含量增加，可能是由于冷干气候下不利于植被的生长、区域机械风化作用增强[27]，周边侵蚀加剧，沉积物供应环境的变化造成粗粒沉积物增加。NDQK5-U3阶段，热带、亚热带阔叶林花粉含量较多，温带阔叶林花粉含量达到顶峰，淡水藻类含量到达顶峰，喜湿的禾本科含量也较高，指示了相对温暖湿润的气候阶段。同时，该阶段粉砂含量明显增加，较上一阶段沉积物有所细化，可能是由于丰富的降水，导致径流增加，沼泽湖泊水面上升，使得钻孔位置距离沼泽边缘距离增加，粗颗粒沉积物有所减少。另一方面，温暖湿润的气候有利于植被生长，增加了地表植被覆盖度，减弱了侵蚀及机械风化。NDQK5-U4阶段，热带、亚热带阔叶林花粉含量达到顶峰，温带阔叶林花粉含量较高，蒿属、菊科花粉含量迅速减少，芒萁属、凤尾蕨科孢子含量剧增，蕨类通常随着气候变湿（水体增加或海平面升高）而增加[18,28-29]，整体指示了相对更温暖且湿润的气候阶段。该阶段砂含量达到顶峰，丰富的芒萁属孢子与高地的裸露环境相对应，反映了其孢子比例与森林覆盖率的联系[18]，天然阔叶林被破坏，叠加湿润的气候，带来了更多的粗粒砂质沉积组分。
NDQK6-U1阶段，热带、亚热带阔叶林成分花粉含量较高，且常绿栎属含量丰富、水龙骨科花粉含量逐渐升高，指示了当时较温暖湿润的气候特征。该阶段砂含量组分由高逐渐降低，可能是受海水动力不断减弱影响。NDQK6-U2阶段，常绿栎等热带、亚热带阔叶林等花粉及芒萁属、水龙骨科等孢子仅在中段出现，指示了该阶段前、后期环境不利于孢粉的沉积与保存，中期仍为温暖的气候条件。该阶段岩性颜色整体为黄褐色，有青灰色条带分布，粉砂及黏土含量均较高表示水动力条件较差[18]，说明整体为干燥暴露环境，存在湿润阶段、干湿交替特点，NDQK6-U3阶段，热带、亚热带阔叶林花粉及温带阔叶林成分含量达到顶峰，且淡水藻类在该阶段分布相对较广，结合沉积物颜色特征，表明该时期以温暖湿润为主，但存在间接性干燥时期。NDQK6-U4阶段与NDQK6-U2阶段类似，热带、亚热带阔叶林成分含量明显减少，且水龙骨科孢子含量降低，沉积物颜色以黄褐色为主，总体呈现出相对温暖干燥、期间存在湿润阶段的气候特征。
综上，福建宁德在MIS3早期以温暖湿润为主，MIS3中晚期经历了较温暖湿润—冷干—温凉且干燥—温暖湿润的过程；MIS1早期经历了干燥为主、间接性湿润—湿润为主—干燥为主、间接性湿润的过程，温度波动不明显，而MIS1早—中期过渡阶段温度明显上升，气候明显湿润。
4.3 MIS3至MIS1早期宁德地区古环境演化过程及影响因素
MIS3是一个气候快速震荡且极不稳定的时期，存在多次千年尺度的Heinrich和Dansgaard Oeschger事件[1,30]。MIS3早期福建东北端宁德地区处于暖湿气候，且处于水动力条件逐渐减弱的海相沉积环境。前人对福建沿海大量研究也表明，受全球气候的影响，在晚更新世晚期（40～22 kaBP）存在过海侵的记录[31-33]。MIS3中晚期，气候呈“温暖偏干—相对温凉且干燥”的特征，NDQK5-U2阶段为一次相对较冷的沉积记录，MIS3中期（NDQK5-U2阶段）铁杉属花粉含量最高并达到峰值，杨青松等[34]对西南山区（横断山区和部分东喜马拉雅）、中部山区（秦岭-大巴山区）和东南山区（华东山地）等铁杉分布区的气候特征进行统计，发现铁杉现代分布区的年均温范围为5.8～18.2℃，冬季月均温为–2.7～11.5 ℃，年最冷月均温为–3.7～10.9 ℃，年最暖月均温为13.0～28.2 ℃，气温年差为9.7～25.4 ℃。与现代相比，闽东地区温度17～24 ℃，MIS3晚期（NDQK5-U2阶段）明显低于现今温度，与葫芦洞δ18O曲线中的H4事件在时间（约39.5 kaBP）和特征上表现一致[35-36]。同时，该时期海平面已经降低，钻孔区形成了初步的沼泽环境，但仍处于初期，淡水藻类较少，且有周边物质的输入供给。MIS3晚期孢粉记录的气候显示为温暖湿润，但海平面整体呈较低水平，湖泊沼泽范围不断扩大，伴随着淡水藻类大量爆发，末次冰期的H3事件（约32.0 kaBP）在该阶段孢粉特征中未能体现，从沉积物厚度特征来看，NDQK5岩芯22.9～23.6 m之间0.7 m沉积年代相差
7000 多年（图8），推测受H3事件影响可能存在沉积间断，未能保存完整的地层孢粉-气候记录，沉积物仅记录了相对较为暖湿阶段的气候特征。MIS2期，全球海平面比现今低约120 m[37]，此时期该区域形成沉积间断。MIS1早期，随着太阳辐射增强，全球气候逐渐变暖[18]，该区域在早于8.6～8.8 kaBP阶段呈现出温暖的气候特征，但存在多次干湿气候的交替，此时全球海平面虽然在逐步上升，但仍未至钻孔位置，接近8.3～8.6 kaBP时，在持续的温暖气候条件下，此时海平面上升至NDQK5钻孔位置，并在该区域形成海相沉积，是全新世中期高海平面起始的标志。
综上，MIS3早期和全新世早期表现出相似的气候变暖，高海平面时间特征与全球海平面变化一致，MIS3中晚期区域气候冷期与H4事件存在一定关系，可知宁德地区气候、海平面变化特征等环境演变是全球气候变化的区域响应，在万年尺度上受控于北半球夏季太阳辐射驱动的冰期-间冰期旋回，千年尺度也受到亚洲季风及Heinrich事件影响。
5. 结论
（1）宁德沿海地层受环境影响存在多个沉积间断，钻孔地层对比发现，MIS3早期（＞43 kaBP）该区域为海相沉积环境，MIS3中晚期整体呈现较温暖湿润—冷干—温凉且干燥—温暖湿润的气候序列特征，存在一次明显降温，与H4事件在时间上很好地对应；全新世时期气候整体较为温暖，但存在多次干湿交替，接近8.3～8.8 kaBP全新世早—中期过渡阶段温度明显上升，气候明显湿润，全新世高海平面体系域开始形成。
（2）宁德地区环境与全球气候环境变化特征具有一致性，在万年尺度上受控于北半球夏季太阳辐射驱动的冰期-间冰期旋回，千年尺度受到亚洲季风及Heinrich事件影响。
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图 4 NDQK5钻孔（20～27.5 m）孢粉和藻类浓度
Figure 4. Pollen-spore and algae concentrations in NDQK5 borehole (20～27.5 m)
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图 5 NDQK5钻孔（20～27.5 m）孢粉含量
有序聚类是基于铁杉、热带和亚热带针叶成分、温带阔叶成分、热带和亚热带阔叶成分、草本成分和蕨类孢子。
Figure 5. Percentage of pollen-spore in NDQK5 borehole (20～27.5 m)
Ordinal clustering is based on hemlock, tropical-subtropical coniferous components, temperate broad-leaved components, tropical-subtropical broad-leaved components, herbaceous components, and fern spores.
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图 6 NDQK6钻孔（25.4～42.5 m）孢粉和藻类浓度
Figure 6. Pollen-spore and algae concentrations in NDQK6 borehole (25.4～42.5 m)
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图 7 NDQK6钻孔（25.4～42.5 m）孢粉含量
有序聚类是基于铁杉属、油杉属、温带阔叶成分、热带和亚热带阔叶成分、草本成分和蕨类孢子。
Figure 7. Percentage of pollen-spore in NDQK5 borehole (25.4～42.5 m)
Ordinal clustering is based on hemlock, tropical-subtropical coniferous components, temperate broad-leaved components, tropical-subtropical broad-leaved components, herbaceous components, and fern spores.
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图 8 钻孔岩性特征及环境变化综合对比图
a-b：NDQK6、NDQK5沉积组分，c：海平面[38]，d：北纬65°太阳辐射[39]，e：δ18O曲线（SPECMAP）近似表示全球冰量[40]，f：重建的北太平洋冬季海温[41]，g：三宝洞石笋δ18O值[42] 。
Figure 8. Comprehensive comparison of lithological characteristics and environmental changes of boreholes
a-b: NDQK6 and NDQK5 deposition components; c: sea level [38]; d: 65°N solar radiation[39]; e: the δ18O curve (SPECMAP) approximates the global ice mass[40]; f: reconstruction of winter SST in the North Pacific[41]; g: δ18O values for Sanbaodong cave in central China [42].
钻孔 深度/m 样品类型 AMS14C年代/aBP 校准年代(2s范围)/aBP NDQK5 18.9 贝壳 8120 ± 358696 ～8333 22.9 炭质泥 22280 ± 7026910 ～26580 23.6 炭质碎屑 29660 ± 12034465 ～33947 30.1 植物碎屑 41500 ± 30044924 ～43891 NDQK6 21 炭质碎屑 7945 ± 258814 ～8643 35.8 炭质碎屑 7950 ± 308985 ～8822 41.7 炭质碎屑 ＞ 43320 超出范围 
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表 2 NDQK5（20～27.5 m）、NDQK6钻孔（25.4～42.5 m）的孢粉和藻类类型
Table 2 Pollen-spore and algae types in NDQK5 (20～27.5 m) and NDQK6 (25.4～42.5 m)
类型 主要成分 主要属种 孢粉 热带、亚热带针叶林成分 Podocarpus、Taxodiaceae、Keteleeria、Cupressaceae 热带、亚热带阔叶成分 Quercus（常绿）、Castanopsis、Castanea、Randia、Moraceae、Myricaceae、Acanthaceae、Rubiaceae、Sapindaceae、Oleaceae、Hamamelidaceae、Liquidambar、Papilionaceae、Euphorbiaceae、Fagus、Theaceae、Magnoliaceae、Eurya、Loranthaceae、Verbenaceae、Viburnum、Symplocaceae、Araliaceae、Ilex、Rutaceae、Mallotus、Elaeagnaceae、Proteaceae、Albizzia、Ficus 温带成分 Quercus（落叶）、Alnus、Acer、Ulmus、Betula、Carpinus、Corylus、Juglans、Tilia、Pterocarya、Caprifoliaceae、Celtis、Rosaceae 陆生草本 Artemisia、Chenopodiaceae、Poaceae、Cyperaceae、Asteraceae、Thalictrum、Polygonaceae、Brassicaceae、Caryophyllaceae 水生草本 Nymphoides、Myriophyllum、Typha 高海拔成分 Tsuga、Ericaceae 广布成分 Pinus 蕨类 蕨类孢子 Dicranopteris、Dennstaedtia、Cyatheaceae、Hicriopteris、Lycopodium、Polypodiaceae、Pteris、Selaginella 藻类 淡水藻类 Concentricystes、Zegnema、Pediastrum、Crucigenia 沟鞭藻囊孢 Lingulodinium、Operculodinium、Selenopemphix、Spiniferites
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