南海北缘千年尺度珊瑚阶段性生长模式及其对气候变化的响应

本研究针对全球变暖背景下热带珊瑚退化问题，聚焦南海北部边缘高纬度珊瑚的避难所潜力，通过U-Th定年技术分析99个亚化石珊瑚样本，首次揭示该区域中全新世以来三个显著珊瑚繁盛期（6300-5600年BP、4000-3650年BP及近现代），证实珊瑚生长与暖期气候密切关联。研究成果为预测气候变化下珊瑚群落迁移提供古气候学依据，对制定珊瑚礁保护策略具有重要科学价值。

　　

随着全球海表温度（SST）持续升高，热带珊瑚白化事件频发，科学家将目光投向高纬度亚热带海域——这些区域可能成为珊瑚的"气候避难所"。南海作为西太平洋最大的边缘海，其北部边缘的珊瑚分布北界（21°-23.7°N）是研究珊瑚响应气候变化的理想场所。然而，现有研究多集中于低纬度区域，对高纬度珊瑚的千年尺度生长动态认知存在显著空白。

中国的研究团队在《Global and Planetary Change》发表论文，通过高精度U-Th定年技术对深圳大亚湾三门岛海域99个珊瑚碎屑样本（96个鹿角珊瑚Acropora、1个角孔珊瑚Goniastrea和2个蔷薇珊瑚Montipora）进行分析，结合历史数据重建了中全新世以来的珊瑚生长历史。研究首次发现该区域存在三个明确的珊瑚繁盛期：中全新世暖期（6280-5593年BP）、晚全新世（3970-3657年BP）和现代暖期（1905-2017 CE），这些阶段均对应全球或区域暖期。现代珊瑚复苏与20世纪后半叶加速变暖同步，但人类活动导致珊瑚覆盖率从1980年代的76.6%骤降至2008年的15.3%，群落结构也从Acropora优势种向耐浊种转变。

关键技术包括：（1）SCUBA潜水采集3-5米水深珊瑚碎屑；（2）显微挑选纯净珊瑚骨骼片段（约10mg）进行MC-ICP-MS铀系定年，精度达±12年（现代样本）；（3）采用双组分混合模型校正非放射成因²³⁰Th干扰；（4）整合前人发表的25个大亚湾珊瑚年龄数据作对比分析。

研究结果部分显示：

1. U-Th数据集：珊瑚生长期跨越6527至-67年BP（1950年为基准），初始δ²³⁴U值149.9±3.3反映轻微蚀变，²³²Th浓度9.5±5.8 ppb表明存在陆源污染。
2. 年龄校正：使用Clark等（2014a）的校正模型后，三个生长峰期统计学显著（Z=-9.8, p<0.0001）。
3. 生长阶段：中全新世样本占比43.5%，晚全新世19.4%，现代26.6%，与雷州半岛、三亚鹿回头礁等区域记录存在纬度梯度差异。

讨论部分强调：

1. 驱动机制：全球因素（SST、海平面）主导珊瑚生长节律，但区域特征如东亚冬季风（EAWM）强度导致三门岛在中世纪暖期（MWP）无珊瑚生长，而更南端的鹿回头礁持续繁盛。
2. 避难所潜力：虽然现代暖期珊瑚复苏验证高纬度区域的避难潜力，但大亚湾近40年珊瑚覆盖率暴跌及群落结构简化（Acropora占比下降）警示人类活动干扰可能抵消气候变暖的积极效应。
3. 古气候启示：4000-3650年BP的生长脉冲对应4.2ka事件后的气候回暖，该发现为预测未来变暖情景下珊瑚分布边界迁移提供历史相似型。

这项研究首次系统揭示南海北缘千年尺度珊瑚生长的非连续性特征，为理解边缘礁系统对气候变化的响应机制建立新框架。研究者特别指出，若要保持高纬度珊瑚的避难所功能，需立即控制沿海开发、污染等局部压力因素，这对全球珊瑚保护策略制定具有重要指导意义。