南海珊瑚島礁是南海最重要且特殊的生物地質復合體，在維護我國海洋領土完整、行使國家主權、資源供給及生態和氣候環境變化研究等方面一直發揮著重要作用。礁巖沉積作為記錄珊瑚礁發育歷史的“檔案庫”，對研究珊瑚礁地質發育與生態演變規律并促進島礁管理保護具有重要的科學與現實意義。第四紀與現代珊瑚礁關系最為密切，但目前對第四紀以來珊瑚礁古生態及演變機制的認識明顯不足。
在中國科學院戰略性先導科技專項任務的支持下，中國科學院南海海洋研究所研究員顏文領導的“趙煥庭南海島礁科學鉆探研究攻關突擊隊”研究團隊，基于南沙美濟礁“南科一井”古生態方面的研究，在南沙珊瑚礁古生態及演變機制方面取得新進展。相關研究成果近期發表在國際著名地學期刊Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology（《古地理學、古氣候學、古生態學》）和Ecology and Evolution（《生態與進化》）上，趙美霞、朱小畏分別為論文第一作者，徐維海、顏文為通訊作者。
研究團隊通過對現代珊瑚和化石珊瑚骨骼結構的精細解析，構建并量化了珊瑚種屬鑒定指標，建立了基于珊瑚骨骼微細結構的化石珊瑚數值鑒定方法，并利用該方法對“南科一井”深鉆巖芯的化石珊瑚進行了種屬鑒定，重建了造礁石珊瑚古群落結構。研究揭示全新世珊瑚礁“快—慢—快”的垂向生長模式：在礁體快速堆積時，珊瑚群落復雜度降低，鹿角珊瑚在整個群落中占絕對優勢；當珊瑚礁堆積速率減慢時，造礁石珊瑚生物多樣性升高，群落結構變得更為復雜。研究結果進一步深化了珊瑚礁古生態過程對古海平面變化響應機制的認識。
圖1 南科一井化石珊瑚及其典型骨骼微細結構特征（Zhao et al., 2021）
圖2 南科一井全新世美濟礁的造礁石珊瑚群落結構及演變過程（Zhao et al., 2022）
針對古老珊瑚礁碳酸鹽巖有機質含量極低、生物生產力難以重建的問題，研究人員利用酸解萃取法從“南科一井”碳酸鹽巖中提取生物標志物，重建了美濟礁中中新世以來的生物標志物組成變化過程。結果顯示，短鏈脂肪酸生物標志物受后期成巖降解作用影響較小，有效記錄了珊瑚礁過去生物生產力。研究認為百萬年尺度的生物生產力變化可能受到陸源營養物質輸入的調控。該研究為全球古老珊瑚礁生物生產力的重建提供了新視角。
圖3南科一井短鏈脂肪酸受后期成巖降解作用影響分析（Zhu et al.,2022）
本研究得到了中國科學院戰略性先導科技專項（A類）、南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）人才團隊引進重大專項項目、科技部重點研發計劃重點專項項目、國家自然科學基金以及王寬誠教育基金經費資助。同時，感謝參與“南科一井”野外科學鉆探的全體工程技術和科研工作人員。
相關論文信息： https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0031018222003224；https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0031018222000682
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