日前，国际知名地学期刊Global and Planetary Change（《地球和行星变化》）报道了海洋试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室李铁刚研究组关于浮游有孔虫Pulleniatinaobliquiloculata（普林虫）钙化作用受控因素的研究成果。该论文的题目为‘Calcification of planktonic foraminifer Pulleniatinaobliquiloculata controlledby seawater temperature rather than ocean acidification（浮游有孔虫普林虫钙化作用受控于海水温度，而非海洋酸化）’，通讯作者为李铁刚研究员，第一作者为秦秉斌博士后。
工业革命以来人类活动导致全球变暖，过去150年表层海水温度已上升约1℃。另外，大气二氧化碳浓度（pCO2）从工业革命前的280 ppmv上升至目前的410 ppmv，人类活动产生的CO2有将近三分之一被海洋吸收，导致海洋酸化。海洋酸化一度被认为会抑制海洋钙质生物（比如浮游有孔虫、颗石藻以及珊瑚等）的钙化速率，然而越来越多的研究表明不同海洋钙质生物对海洋酸化的响应方式并不一致。于是，基于全球热带大洋现代沉积物样品以及热带西太平洋WP7岩芯，研究分析了现代浮游有孔虫P.obliquiloculata钙化率的受控因素以及250 ka来P.obliquiloculata钙化率对气候变化的响应方式。
研究试图通过测试浮游有孔虫P.obliquiloculata粒径标准化壳体重量（SNW）来反映其钙化率，然后针对来自全球热带大洋表层沉积物的分析发现沉积物中P.obliquiloculata的SNW同时受到深海溶解作用以及初始壳体重量变化的控制，一方面，SNW与深部碳酸根离子饱和程度（Δ[CO32-]）呈显著线性正相关，另一方面，反映钙化率的初始壳体重量信息在SNW中完整保留。于是，建立各海区SNW-Δ[CO32-]标定公式，可反推浮游有孔虫的初始粒径标准化壳体重量（ISNW）。通过对比P.obliquiloculataISNW与其所在钙化深度的温度、盐度、碳酸盐系统以及营养盐浓度等参数，发现ISNW只与海水温度高度正相关，表明现代海洋中P.obliquiloculata的钙化率主要受温度控制，而不是海洋酸化引起的海水碳酸盐系统变化。
同时，研究通过上述计算方法重建了250 ka来热带西太平洋P.obliquiloculata的I SNW，结果显示P.obliquiloculata的钙化率呈冰期低间冰期高的旋回特征，即P.obliquiloculata钙化率在海水温度升高且海洋酸化的情况下升高，进一步证明P.obliquiloculata钙化率在冰期旋回中同样受到海水温度的调控。在全球变暖的气候背景下，热带海域钙质生物的钙化率升高会引起上层海水碱度降低，减弱上层海洋吸收大气CO2的能力；同时，海洋碳酸钙生产的增加以及低碱度海水的垂向交换还会导致深海碱度继续降低，进一步减弱海洋的碳汇能力。结合中高纬海区浮游有孔虫钙化作用相关研究，认为浮游有孔虫钙化率的控制因素可能存在经向差异，海洋酸化在中高纬海区的影响更为强烈，所以中高纬海区浮游有孔虫的钙化率主要响应海洋酸化导致的海水碳酸盐系统变化，而在低纬海区，海水温度对浮游有孔虫钙化率的影响更为重要。
该研究得到国家自然科学基金重点项目和海洋试点国家实验室开放基金项目的支持。本论文合作作者还包括辛辛那提大学Thomas J. Algeo教授等。
相关论文：
Qin, B., Li*, T., Xiong, Z., Algeo, T.J.,Jia, Q.,2020. Calcification of planktonic foraminiferPulleniatinaobliquiloculatacontrolled by seawater temperature rather than ocean acidification,Global and Planetary Change,193,103256.
全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921818120301478
