冰缘碳酸盐湖泊生态演化：波兰北部Ostrowite锅穴湖晚威赫塞尔期至全新世的多指标重建

本研究通过多指标分析揭示了波兰北部Ostrowite锅穴湖晚威赫塞尔期至全新世的生态演化过程，阐明碳酸钙(CaCO3)含量变化对摇蚊科(Chironomidae)、枝角类(Cladocera)和软体动物(Mollusca)等水生生物群落的驱动机制，为硬水湖泊古生态重建提供新的生物指示体系。

　　

在波兰北部冰碛地貌区，星罗棋布的锅穴湖记录着末次冰盛期以来环境变迁的独特密码。这些由死冰融化形成的湖泊沉积物中，碳酸钙(CaCO₃)含量的剧烈波动（0-98.7%）如同地质年轮，默默记载着水文与地貌的沧桑巨变。然而，当前对这类硬水湖泊生态系统的认知存在明显空白：传统研究多聚焦大型冰川湖而忽视小型锅穴湖，对碳酸盐驱动生物群落演替的机制缺乏系统阐释，更难以解释考古遗址周边特殊生态系统的形成过程。

针对这些科学问题，罗兹大学（University of Lodz）的Piotr Kittel团队在《CATENA》发表了一项开创性研究。他们选取Ostrowite考古遗址附近的锅穴湖，通过岩芯钻探获取6.5米沉积柱，综合运用放射性碳测年、地球化学分析（XRF）、硅藻生物硅(SiO_2bio)检测等技术，结合摇蚊科、枝角类和软体动物化石鉴定，首次重建了该地区晚威赫塞尔期至全新世的生态演化序列。

岩芯年代与沉积特征

OST1岩芯底部为冰碛砂砾，上部6米为含碳酸盐的腐泥层。AMS¹⁴C测年显示湖泊形成于老仙女木期（约16,000 cal BP），沉积速率在早全新世达到峰值（0.5 mm/yr）。XRF分析揭示CaCO₃含量呈现三段式变化：晚威赫塞尔期（30-70%）→早全新世峰值（98.7%）→中全新世骤降（<20%）。

生物群落响应机制

摇蚊科在CaCO₃含量70%以下时多样性最高（21属），其中Psectrocladius和Tanytarsus为优势属。枝角类在早全新世爆发（Bosmina占比达60%），与水文变暖同步。软体动物（如Valvata piscinalis）仅在CaCO₃>80%的层位富集，其丰度与碳酸盐含量呈显著正相关（R²=0.82）。

生态系统演化阶段

• 晚威赫塞尔期：贫营养-中营养状态，轮藻草甸支撑高多样性摇蚊群落

• 早全新世：水文变暖促使枝角类繁盛，SiO_2bio和总有机碳(TOC)增加标志中营养-富营养化转型

• 中全新世：碳酸盐沉积高峰（98.7%）形成软体动物"黄金时代"

• 晚全新世：流域脱钙化导致陆地化进程加速

这项研究创新性地构建了无脊椎动物对碳酸盐耐受性的分类体系，证实70% CaCO₃是摇蚊群落崩溃的临界阈值。该成果不仅为冰缘区小型湖泊演化提供了新模式，更通过考古遗址周边生态档案的解读，为理解人类活动与硬水湖泊协同演化提供了新视角。