南海珊瑚岛礁是南海最重要且特殊的生物地质复合体，在维护我国海洋领土完整、行使国家主权、资源供给及生态和气候环境变化研究等方面一直发挥着重要作用。礁岩沉积作为记录珊瑚礁发育历史的“档案库”，对研究珊瑚礁地质发育与生态演变规律并促进岛礁管理保护具有重要的科学与现实意义。第四纪与现代珊瑚礁关系最为密切，但目前对第四纪以来珊瑚礁古生态及演变机制的认识明显不足。
在中国科学院战略性先导科技专项任务的支持下，中国科学院南海海洋研究所研究员颜文领导的“赵焕庭南海岛礁科学钻探研究攻关突击队”研究团队，基于南沙美济礁“南科一井”古生态方面的研究，在南沙珊瑚礁古生态及演变机制方面取得新进展。相关研究成果近期发表在国际著名地学期刊Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology（《古地理学、古气候学、古生态学》）和Ecology and Evolution（《生态与进化》）上，赵美霞、朱小畏分别为论文第一作者，徐维海、颜文为通讯作者。
研究团队通过对现代珊瑚和化石珊瑚骨骼结构的精细解析，构建并量化了珊瑚种属鉴定指标，建立了基于珊瑚骨骼微细结构的化石珊瑚数值鉴定方法，并利用该方法对“南科一井”深钻岩芯的化石珊瑚进行了种属鉴定，重建了造礁石珊瑚古群落结构。研究揭示全新世珊瑚礁“快—慢—快”的垂向生长模式：在礁体快速堆积时，珊瑚群落复杂度降低，鹿角珊瑚在整个群落中占绝对优势；当珊瑚礁堆积速率减慢时，造礁石珊瑚生物多样性升高，群落结构变得更为复杂。研究结果进一步深化了珊瑚礁古生态过程对古海平面变化响应机制的认识。
图1 南科一井化石珊瑚及其典型骨骼微细结构特征（Zhao et al., 2021）
图2 南科一井全新世美济礁的造礁石珊瑚群落结构及演变过程（Zhao et al., 2022）
针对古老珊瑚礁碳酸盐岩有机质含量极低、生物生产力难以重建的问题，研究人员利用酸解萃取法从“南科一井”碳酸盐岩中提取生物标志物，重建了美济礁中中新世以来的生物标志物组成变化过程。结果显示，短链脂肪酸生物标志物受后期成岩降解作用影响较小，有效记录了珊瑚礁过去生物生产力。研究认为百万年尺度的生物生产力变化可能受到陆源营养物质输入的调控。该研究为全球古老珊瑚礁生物生产力的重建提供了新视角。
图3南科一井短链脂肪酸受后期成岩降解作用影响分析（Zhu et al.,2022）
本研究得到了中国科学院战略性先导科技专项（A类）、南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）人才团队引进重大专项项目、科技部重点研发计划重点专项项目、国家自然科学基金以及王宽诚教育基金经费资助。同时，感谢参与“南科一井”野外科学钻探的全体工程技术和科研工作人员。
相关论文信息： https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0031018222003224；https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0031018222000682
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