西南澳大利亚海域25万年古海洋学与生态系统演化：基于钙质超微化石组合的启示

本研究通过分析IODP U1516B钻孔的钙质超微化石组合及有机地球化学指标（TOC/TN/C/N），揭示了西南澳大利亚海域25万年来Leeuwin Current（LC）与Western Australian Current（WAC）的交互作用对生态系统的影响，发现冰期-间冰期旋回中生产力与多样性呈反向变化规律，为预测未来气候变暖下的海洋生态响应提供关键依据。

　　

在浩瀚的印度洋东南部，一股名为Leeuwin Current（LC）的暖流如同海洋中的"高速公路"，携带着热带水域的热量和营养物质沿澳大利亚西海岸向南奔涌。这支独特的洋流系统与深层的Western Australian Current（WAC）和Leeuwin Undercurrent（LUC）共同编织成复杂的海洋环流网络，深刻影响着区域乃至全球的碳循环和生态系统。然而，科学家们长期困惑于：在冰期-间冰期气候震荡下，这些洋流如何改变其势力范围？它们又如何塑造海洋微生物群落的演化轨迹？

为解开这些谜团，广州南沙IT产业园博士后团队联合国内多家科研机构，对国际大洋发现计划（IODP）U1516B钻孔的沉积物展开了里程碑式研究。这项发表在《Marine Micropaleontology》的工作，通过分析25万年来钙质超微化石（nannofossil）的组合变化，结合总有机碳（TOC）、总氮（TN）等地球化学指标，首次系统重建了Mentelle Basin古海洋环境与生态系统的协同演化史。

研究团队运用三大关键技术：高分辨率钙质超微化石绝对丰度统计、Shannon-Wiener多样性指数计算、以及有机地球化学元素分析（TOC/TN测定）。样本来自IODP 369航次在西南澳大利亚海域（34°20.9175′S, 112°47.9684′E）钻取的U1516B孔岩芯，其16.2米的沉积序列完整记录了MIS7-1期的环境变迁。

核心发现

Nannofossil abundance and diversity indices
钙质超微化石绝对丰度在间冰期达到峰值（>20×10⁶颗/g），但物种多样性反而降低，呈现Florisphaera profunda单种优势的寡营养格局；冰期则出现丰度下降30-50%但多样性提升15%的"悖论"现象，反映群落结构更趋均衡。

Paleoceanographic indicators
LC通过其涡旋系统将影响范围扩展至Cape Leeuwin以西200公里，远超澳大利亚西岸100公里的常规宽度。冰期时LC减弱但仍持续存在（F. profunda占比>40%），同时WAC和LUC驱动的混合作用增强，导致营养盐上涌和生产力提升（TOC冰期值较间冰期高0.2-0.5%）。

Organic geochemical signatures
碳氮比（C/N>12）揭示有机质为海陆混合来源，其中冰期陆源输入增加与风尘活动增强相关。生产力函数计算显示冰期初级生产力提升20-30%，与多样性升高形成协同效应。

科学启示
这项研究首次证实LC在冰期仍保持基础输送能力，其强度震荡通过"营养盐闸门"机制控制生态系统：强LC抑制上升流导致寡营养环境（间冰期模式），而弱LC允许WAC/LUC输入营养盐形成富营养状态（冰期模式）。这种洋流-生态耦合关系为预测未来气候变暖下的海洋响应提供了历史参照——全球变暖若持续强化LC，可能导致澳大利亚西南海域生态系统向低多样性、寡营养化方向演变。

特别值得注意的是，研究发现LC涡旋系统的远程效应比传统认知更为显著，这对修正区域海洋模型具有重要价值。论文通讯作者Maqsood Ur Rahman强调："钙质超微化石就像海洋的‘黑匣子’，我们通过解码它们25万年来的生存策略，终于理解了印度洋‘洋流战争’如何重塑生命网络。"这项成果不仅为古海洋学研究树立了新范式，更为应对气候变化下的海洋生态管理提供了科学基石。