發(fā)布時(shí)間：2022-02-15所屬分類：農(nóng)業(yè)論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要：底棲有孔蟲在古環(huán)境研究中的應(yīng)用先是用作古水深或水團(tuán)的標(biāo)志物。隨著新技術(shù)的應(yīng)用 識(shí)別出了2種不同的底棲有孔蟲微生境：外生種和內(nèi)生種;認(rèn)識(shí)到甚至深海底棲有孔蟲也能對(duì)表層浮游生物勃發(fā)的季節(jié)性短暫事件作出響應(yīng)因?yàn)槌两档胶５椎挠袡C(jī)物質(zhì)供養(yǎng)著底棲有孔蟲。目
摘 要：底棲有孔蟲在古環(huán)境研究中的應(yīng)用先是用作古水深或水團(tuán)的標(biāo)志物。隨著新技術(shù)的應(yīng)用‚ 識(shí)別出了2種不同的底棲有孔蟲微生境：外生種和內(nèi)生種;認(rèn)識(shí)到甚至深海底棲有孔蟲‚也能對(duì)表層浮游生物勃發(fā)的季節(jié)性短暫事件作出響應(yīng)‚因?yàn)槌两档胶５椎挠袡C(jī)物質(zhì)供養(yǎng)著底棲有孔蟲。目前‚底棲有孔蟲被廣泛應(yīng)用于估算海洋表層生產(chǎn)力和底層水團(tuán)的含氧量�；仡櫫松詈５讞锌紫x生態(tài)研究的歷史和其在古海洋學(xué)中的應(yīng)用‚并強(qiáng)調(diào)研究、應(yīng)用中的新方法、新技術(shù)。中國(guó)已經(jīng)加入了諸如 IODP 等深海研究計(jì)劃‚有必要向我國(guó)學(xué)術(shù)界提供底棲有孔蟲研究的新方向‚以資參考。
關(guān) 鍵 詞：底棲有孔蟲;深海研究;有機(jī)碳通量;含氧量;綜合大洋鉆探
底棲有孔蟲是微體古生物學(xué)的起點(diǎn)。第一次世界大戰(zhàn)前后‚美國(guó)科學(xué)家首先將這類微體化石作為地層年代的標(biāo)志用于石油勘探‚大獲成功‚從而建立了微體古生物學(xué)這門新學(xué)科。至于浮游有孔蟲的地層意義‚要到20世紀(jì)50年代才被發(fā)現(xiàn)‚鈣質(zhì)超微化石的應(yīng)用更晚。在現(xiàn)代的地質(zhì)科學(xué)中‚微體化石首先是古海洋學(xué)、古環(huán)境研究的手段‚浮游有孔蟲和鈣質(zhì)超微化石的應(yīng)用比底棲有孔蟲更為廣泛。是不是底棲有孔蟲已經(jīng)“退居二線”‚在深海研究中不那么重要了呢?
本文從歷史回顧入手‚分析底棲有孔蟲研究及其應(yīng)用的變化歷程‚指出其在深海研究中不可替代的重要性。不是底棲有孔蟲的研究?jī)r(jià)值發(fā)生了變化‚而是它所解的科學(xué)問題和研究的方法已經(jīng)轉(zhuǎn)移‚ 值得我國(guó)地學(xué)界、尤其是古海洋學(xué)界注意。
1 底棲有孔蟲作為“標(biāo)志種”
底棲有孔蟲在早期的深海研究中‚和其它古生物化石應(yīng)用于地層學(xué)或古生態(tài)學(xué)時(shí)作為“標(biāo)志”物一樣‚常常是作為深度或者水團(tuán)的標(biāo)志。
早在20世紀(jì)六七十年代以前‚已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了深海底棲有孔蟲組合與深度相關(guān)‚雖然那時(shí)對(duì)其生態(tài)了解不多‚但普遍把底棲有孔蟲用作古深度標(biāo)志[1]‚ 認(rèn)為“底棲有孔蟲群是在岸外按水深呈帶狀分布” [2]。我國(guó)在研究海區(qū)底棲有孔蟲生態(tài)分布的過程中‚也首先注意到與深度的關(guān)系。后來的研究表明‚底棲有孔蟲的深度分布‚很大程度上是水團(tuán)與水深的關(guān)系‚在不同深度處分布著不同的水團(tuán)‚被不同水團(tuán)占據(jù)的海底生活著不同屬種組合的底棲有孔蟲。因此‚在研究古深度時(shí)‚要求對(duì)古水體做綜合性解釋[3]‚不能用一個(gè)海區(qū)的深度資料直接去解釋另一海區(qū)的古深度[4]。
與此同時(shí)‚底棲有孔蟲的“標(biāo)志種”也被廣泛用于指示水團(tuán)‚比如在大西洋深水區(qū)‚Epistominella umbonifera 指示南極底層水‚Epistominella exigua 和 Cibicidoides w uellerstorf i 指 示 北 大 西 洋 深 層水[5]。與水深相比‚水團(tuán)代表的是多種環(huán)境因素的綜合‚而不只是單一的環(huán)境因素[6]‚將底棲有孔蟲應(yīng)用于水團(tuán)研究顯然是一種進(jìn)步。但無論水深或者水團(tuán)‚底棲有孔蟲直到80年代初還只是作為“標(biāo)志種”在使用。盡管用虎紅染色識(shí)別“活”有孔蟲(其實(shí)是檢查有無原生質(zhì))來研究深海底棲有孔蟲生態(tài)的技術(shù)早在50年代就已經(jīng)發(fā)明‚但由于采樣和觀測(cè)技術(shù)的限制‚這種生態(tài)研究在當(dāng)時(shí)還只能是靜態(tài)的、低分辨率的‚與今天以定量分析為基礎(chǔ)、以追索機(jī)理為目標(biāo)的古海洋學(xué)要求相比‚便顯得不相適應(yīng)。
2 深海底棲有孔蟲微生境
80年代起‚海上技術(shù)的發(fā)展為底棲有孔蟲生態(tài)研究開辟了新階段。美國(guó) Corliss [7]把箱式取樣器取上的 OC-86/2-7-4孔深海沉積柱狀樣切成1cm 厚的薄層‚在船上分別用虎紅染色‚結(jié)果發(fā)現(xiàn)底棲有孔蟲不僅分布在海底沉積層的表面‚還生活在沉積物之中‚垂向上呈層狀分布(圖1)‚證實(shí)了他以前根據(jù)據(jù)底棲有孔蟲殼體的碳同位素差異推測(cè)某些底棲有孔蟲可能生活在沉積物里的設(shè)想‚因而提出了底棲有孔蟲微生境(microhabitat)的概念‚將底棲有孔蟲區(qū)分為外(表)生種和內(nèi)生種兩大類(實(shí)際上還存在一類介于外生種和內(nèi)生種之間的機(jī)會(huì)種)。
有關(guān)微生境的研究是底棲有孔蟲生態(tài)學(xué)的一個(gè)重要進(jìn)展。與一般生物的生境概念不同‚底棲有孔蟲“微生境”涉及的是海水與沉積物界面上和界面以下沉積物里的垂向分布‚強(qiáng)調(diào)有孔蟲活動(dòng)的相對(duì)位置。在 Coliss [7]發(fā)現(xiàn)底棲有孔蟲在海底沉積物里呈層狀分布的同時(shí)‚他還發(fā)現(xiàn)了殼體形態(tài)與微生境的關(guān)系：具有旋卷型殼體的底棲有孔蟲中‚表生種具有螺旋殼和雙凸或平-凸的殼型‚便于在沉積物表面保持穩(wěn)定;內(nèi)生種往往具有平旋殼和渾圓的殼緣‚便于在沉積層內(nèi)部移動(dòng)。由于沉積層表層和內(nèi)部含氧量不同‚表生種殼體的細(xì)孔可以只在背面發(fā)生‚而內(nèi)生種的細(xì)孔則在殼面均勻分布‚以適應(yīng)原生質(zhì)與外界氣體交換的需要。
不僅如此‚Corliss [8]在挪威海的研究結(jié)果表明‚ 底棲有孔蟲的形態(tài)特征與深度分布具有相關(guān)性(圖 2)‚而這種相關(guān)性實(shí)際上反映了微生境與深度的關(guān)系。殼體形態(tài)是錐形、圓柱型、扁平錐型、渾圓平旋型、圓球型或扁平橢圓型的內(nèi)生種‚趨向于分布在 500～1000m 之間相對(duì)淺的海底;殼體形態(tài)是平-凸螺旋型、雙凸螺旋型、粟狀螺旋型和渾圓螺旋型的外生種‚趨向于分布在1500m 以下的海底;1000 ～1500m 則是二者之間的過渡‚200～500m 處可能因二者受生物擾動(dòng)而含量基本相當(dāng)。墨西哥灣的研究結(jié)果與挪威海的研究結(jié)果基本一致：1300m 以上內(nèi)生種占主導(dǎo)地位‚2000m 以下主要是外生種‚1300～2000 m 是內(nèi)生種和外生種之間的過渡[9]。微生境與深度的關(guān)系‚又取決于有機(jī)碳的通量：有機(jī)碳通量高的海底‚以內(nèi)生種為主‚對(duì)應(yīng)的海水深度較淺;有機(jī)碳通量低的海底‚水深較大‚以外生種為主‚也就是說‚有機(jī)碳通量控制著底棲有孔蟲外生種和內(nèi)生種的比例。譬如‚挪威海有機(jī)碳通量和微生境的變化以1000m 為界(圖2)。
微生境的另一個(gè)方面是海底的氧化還原狀況。表生種與內(nèi)生種涉及兩類不同的溶解氧：海底水體的溶解氧和海底沉積物孔隙水里的溶解氧。海底水體的溶解氧濃度是深部水團(tuán)的一個(gè)重要性質(zhì)‚對(duì)于更好地理解海洋環(huán)流歷史、氣候變化等具有重要意義�？紫端锏娜芙庋鯘舛葘�(duì)有孔蟲的殼壁特征及其生活的微生境有重要影響‚內(nèi)生種殼體只有比外生種壁孔密度大得多‚才能增強(qiáng)與外界的氣體交換[7]。有關(guān)溶解氧對(duì)有孔蟲影響的研究‚以 Kaiho [10]的工作最具代表性‚他建立了鈣質(zhì)底棲有孔蟲氧濃度指數(shù)‚認(rèn)為溶解氧濃度限制著底棲有孔蟲的微生境：在氧化環(huán)境(oxic‚>1.5mL/L O2)里‚底棲有孔蟲以外生種占優(yōu)勢(shì)‚具有殼體厚、殼徑大(≥350 μm)的形態(tài)特征;在弱氧化環(huán)境(dysoxic‚0.1～0.3 mL/L O2)里‚底棲有孔蟲組成主要是內(nèi)生種‚具有殼體薄、殼徑小(螺旋殼<200μm‚伸長(zhǎng)扁平殼< 250μm)的特點(diǎn);唯獨(dú)在次氧化環(huán)境(suboxic‚0.3～ 1.5 mL/L O2)里‚外生種和內(nèi)生種可以“和平共處”‚但也要以減小個(gè)體大小(<350μm)為代價(jià)。氧化環(huán)境里的外生種和弱氧化環(huán)境里的內(nèi)生種生活在氧含量高(>2mL/L O2)的底層水下;而次氧化環(huán)境的有孔蟲一般在低氧底層水中常見、但在高氧底層水環(huán)境里和接近缺氧環(huán)境里也可以生存。Kaiho 利用深海底棲有孔蟲來研究溶解氧含量是深部水團(tuán)性質(zhì)研究中的一個(gè)典范。
微生境的研究‚導(dǎo)致了控制因素之爭(zhēng)[11]：部分學(xué)者認(rèn)為含氧量是控制因素‚而另一部分學(xué)者則認(rèn)為營(yíng)養(yǎng)物供應(yīng)是最重要的控制因素。近年來對(duì)海洋表層生產(chǎn)力與底棲有孔蟲關(guān)系的研究‚為回答這個(gè)問題提供了重要依據(jù)。
3 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)與底棲有孔蟲
深海底棲有孔蟲的食物來源與其生存環(huán)境密切相關(guān)。深海底棲有孔蟲大致生活在兩類環(huán)境里：全年低溫、高水壓、完全黑暗的一般深海環(huán)境和有深海熱液、冷水滲透等的特殊環(huán)境[12]。在一般深海環(huán)境里‚海洋表層生產(chǎn)力是底棲有孔蟲的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)提供者‚營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)往往是季節(jié)性變化的;而在特殊環(huán)境里‚營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)是非季節(jié)性的‚食物來源也很多樣‚與前者相比‚人們對(duì)其認(rèn)識(shí)還很膚淺。
3.1 季節(jié)性食物供應(yīng)對(duì)底棲有孔蟲的影響
海洋表層生產(chǎn)力是底棲有孔蟲營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要提供者‚從海洋表面沉降至海底的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)維持著一般深海環(huán)境里的底棲有孔蟲種群的生存和繁衍‚ 沉到海底的有機(jī)碳越多‚有孔蟲豐度也就越高。曾經(jīng)推算‚每1mg 的有機(jī)碳降到海底‚就可以有一個(gè)殼徑>150μm 的底棲有孔蟲生成(因此提出用底棲有孔蟲的堆積速率估算古生產(chǎn)力[13])。由于海面藻類勃發(fā)后沉降到海底的植物碎屑先呈浮漿(fluff)狀存在‚這類浮漿就為追蹤底棲生物對(duì)表層生產(chǎn)力事件的響應(yīng)提供了材料。果然‚80年代中期‚英國(guó) Gooday 在北大西洋4000m 左右水深處采集到海底浮漿‚從中發(fā)現(xiàn)了大量的底棲有孔蟲活個(gè)體‚其中以 Epistominella exigua 等3個(gè)種占據(jù)優(yōu)勢(shì)[14]。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)改變了深海底棲有孔蟲對(duì)海洋表層環(huán)境反映不靈敏的偏見‚證明活有孔蟲群在海洋底部也能響應(yīng)季節(jié)性變化和表層海水的事件[15]。
更加系統(tǒng)的研究來自日本。Kitazato 等[12]在東京以南的相模灣千余米的深水處‚進(jìn)行了4年(1994-1998)的定點(diǎn)觀測(cè)‚采用遙測(cè)遙感(海洋生產(chǎn)力)、沉積捕集器(沉降顆粒)、海底錄像(霧狀層[nepheloid layer]觀測(cè))和多管取樣(沉積物及表面的浮漿)等多種手段‚發(fā)現(xiàn)海面藻類勃發(fā)(圖3A)后‚不僅沉積通量增大(圖3B)‚而且海底的霧狀層變濃(圖 3C)‚浮漿層增厚(圖3D)‚沉積物氧化層減薄(圖3E)‚ 活底棲有孔蟲也相應(yīng)增多(圖3F)‚生動(dòng)地展現(xiàn)了表層生產(chǎn)力驅(qū)使底棲有孔蟲繁盛的過程。
90年代以來‚浮游生物勃發(fā)事件對(duì)底棲有孔蟲的影響‚已經(jīng)引起學(xué)術(shù)界的密切關(guān)注‚使得有關(guān)表層生產(chǎn)力或者有機(jī)碳通量與底棲有孔蟲屬種組合的關(guān)系趨于明朗。在生物勃發(fā)期間‚沉降至海底的有機(jī)碳總量占年有機(jī)物總量的大部分[16]‚并且它們多不穩(wěn)定‚降解快。底棲有孔蟲適應(yīng)這種環(huán)境‚特化出了短期迅速繁殖生長(zhǎng)和長(zhǎng)期忍受饑餓的能力‚從而產(chǎn)生出隨有機(jī)碳通量變化的屬種組合：表生種和膠結(jié)質(zhì)淺內(nèi)生種是低有機(jī)碳通量海底的特征組合;而在高有機(jī)碳通量的海底‚有機(jī)會(huì)種(也叫暫時(shí)性表生種)和內(nèi)生種組合(圖4)。不僅如此‚不同海區(qū)的表層生產(chǎn)力季節(jié)性變化往往很不一樣‚其強(qiáng)弱和有機(jī)物質(zhì)向海底間歇式沉積的頻率也會(huì)影響底棲有孔蟲屬種組合[17]。
有關(guān)有機(jī)碳通量與底棲有孔蟲組合關(guān)系的新認(rèn)識(shí)‚是對(duì) Coliss 等[8]發(fā)現(xiàn)的在不同水深處有機(jī)碳通量和微生境關(guān)系的進(jìn)一步發(fā)展‚也為有孔蟲組合的深度分布提供了解釋：不同深度海區(qū)的生產(chǎn)力和有機(jī)碳通量不同‚導(dǎo)致了底棲有孔蟲屬種分布的不同。以地中海為例‚表層生產(chǎn)力由西向東遞減‚因此同一深度的底棲有孔蟲組合也呈東西向變化;而同一種的深度分布界限也隨著有機(jī)碳通量的不同而變化[20]‚譬如外生種 Gyroidina orbicularis 生活在較深海底‚占全群落10%以上的高值區(qū)上限‚在西地中海為1500m‚向東則上升到800～600m。
3.2 非季節(jié)性食物供應(yīng)對(duì)底棲有孔蟲的影響
在深入研究表層生產(chǎn)力季節(jié)性變化對(duì)深海底棲有孔蟲影響的同時(shí)‚非季節(jié)性食物輸入對(duì)深海底棲有孔蟲的影響也引起了人們的注意。由于非季節(jié)性食物輸入的種類較多且較復(fù)雜‚目前對(duì)其和底棲有孔蟲的關(guān)系還了解不多‚像鯨尸、無脊椎動(dòng)物、木材等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)向海底的輸入沒有規(guī)律‚也不可預(yù)測(cè)‚在大多數(shù)地方具有局部性‚它們對(duì)底棲有孔蟲的影響與自身大小和性質(zhì)有關(guān);而在低強(qiáng)度濁流頻繁發(fā)生的地方‚底棲有孔蟲能夠依靠有機(jī)物質(zhì)持續(xù)生存;在有深海熱液滲透的海底‚有孔蟲可能是當(dāng)?shù)貏?dòng)物群的重要組分‚其密度、多樣性、組成多不同于非熱液區(qū)動(dòng)物群[16]。一般說來‚適應(yīng)非季節(jié)性營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)的有孔蟲往往是那些能適應(yīng)低氧和(或)高生產(chǎn)力環(huán)境的物種‚它們響應(yīng)有機(jī)物輸入的方式可能因有機(jī)物本身的性質(zhì)不同和輸入的規(guī)模和時(shí)間尺度不同而有差別[18]。
總之‚深海研究中的底棲有孔蟲已由當(dāng)初的古深度和水團(tuán)的“標(biāo)志種”‚變成了能夠揭示溶解氧含量和表層生產(chǎn)力變化(也能反映有機(jī)物非季節(jié)性變化)的“要員”‚成為一身兼多職的“多面手”。這固然說明其應(yīng)用范圍變寬‚但也標(biāo)志著對(duì)底棲有孔蟲研究程度的深入。實(shí)際上‚海水深度(或水團(tuán))、有機(jī)碳通量、溶解氧含量之間存在某種關(guān)聯(lián)性。在分布著不同水團(tuán)的海水深度處‚有機(jī)碳通量往往也不一樣‚ 而有機(jī)碳通量與溶解氧含量通常呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性。它們之間的關(guān)系實(shí)際上是海水深度與微生境之間的關(guān)系。
回到微生境控制因素的題目上來‚食物供應(yīng)和氧濃度是微生境的兩大控制因素(圖5)。在缺營(yíng)養(yǎng)和富營(yíng)養(yǎng)的環(huán)境里‚只有外生種和淺內(nèi)生種能夠生存‚因?yàn)樵谌睜I(yíng)養(yǎng)的環(huán)境里‚沉降下來的有機(jī)物大部分在沉積物表面被消耗、氧化‚僅有少量難溶的有機(jī)物經(jīng)過生物擾動(dòng)等作用能進(jìn)入淺內(nèi)生境里‚食物供應(yīng)限制著有孔蟲的生存和繁殖;而在富營(yíng)養(yǎng)環(huán)境里‚ 氧濃度是限制因子(氧含量低于0.5mL/L 時(shí)[18])‚ 大量的有機(jī)物被輸送到海底‚消耗大量溶解氧‚深的內(nèi)生境因缺氧而無深內(nèi)生種生存。只有在中等營(yíng)養(yǎng)環(huán)境里‚各種微生境的有孔蟲才能共同生存‚因?yàn)槌瞬糠钟袡C(jī)物被外生底棲有孔蟲消耗、氧化外‚還有部分有機(jī)物質(zhì)進(jìn)入深的內(nèi)生境里‚在這種情況下‚食物供應(yīng)和氧濃度共同限制著底棲有孔蟲在沉積物里的最深分布。食物供應(yīng)太少或者太多‚對(duì)很多底棲有孔蟲都不利‚食物過于貧乏會(huì)導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)不足‚ 過于豐富會(huì)導(dǎo)致沉積物處于還原環(huán)境‚這兩種極端均導(dǎo)致底棲有孔蟲以特殊或單一的外生種為主‚甚至導(dǎo)致底棲有孔蟲消失。
4 展望新世紀(jì)深海底棲有孔蟲研究
縱觀深海底棲有孔蟲研究‚可以發(fā)現(xiàn)‚海底有機(jī)碳通量和深部水團(tuán)這兩大因素控制著底棲有孔蟲的分布。如果說底棲有孔蟲在海底沉積物里的垂向分布受營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)和氧濃度的控制‚那么‚其在洋底橫向上的分布則受當(dāng)?shù)厮畧F(tuán)所控制。海水沉積物和海水界面處和界面以下的沉積物里的氧濃度‚既和營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)有關(guān)‚又和水團(tuán)本身的氧濃度有關(guān)。假如海底有機(jī)碳通量不變‚被性質(zhì)不同的水團(tuán)所覆蓋的海底微生境的“主人”也會(huì)很不相同。因此‚我們研究底棲有孔蟲‚總的來說主要可做兩件基本方面的事情：一是利用底棲有孔蟲研究深部水團(tuán)的變化規(guī)律‚二是利用底棲有孔蟲研究海洋表層初級(jí)生產(chǎn)力。前者反映地球表層系統(tǒng)中的水循環(huán)‚后者涉及碳循環(huán)‚都是地球系統(tǒng)科學(xué)中的基本問題。
進(jìn)入新世紀(jì)‚傳統(tǒng)的描述性的微體古生物學(xué)已經(jīng)轉(zhuǎn)入新一代的古環(huán)境研究‚不同之處在于定量分析的方法、追索機(jī)理的目標(biāo)和多學(xué)科的途徑。作為深海底棲生物中最為常見、又能保留化石的門類‚底棲有孔蟲正成為深海古海洋學(xué)研究的“主角”‚展現(xiàn)著“第二個(gè)春天”的前景。與此相應(yīng)‚研究方法、觀測(cè)技術(shù)的創(chuàng)新已經(jīng)成為時(shí)代的要求‚如為求得更完整的生態(tài)指標(biāo)‚在冷藏室中模擬海底溫度飼養(yǎng)深海底棲有孔蟲、采用熒光等新技術(shù)識(shí)別活有孔蟲等[21]‚ 都是有益的嘗試。
現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)觀測(cè)‚將是新世紀(jì)深海研究的重要新方向‚底棲有孔蟲為探測(cè)深海海底的過程提供了靈敏的檢測(cè)器。如墨西哥灣北部500～600m 水深處烴類泄出口發(fā)現(xiàn)的底棲有孔蟲‚說明在總體處于還原環(huán)境下的海底還可以有短暫間歇讓有孔蟲生存[22]。像日本相模灣式的定點(diǎn)觀察‚從海面到海底的系統(tǒng)研究‚勢(shì)必在新世紀(jì)的深海研究中進(jìn)一步推廣‚成為揭示海洋過程的新手段。
當(dāng)前的古海洋學(xué)研究‚總體偏重海水的上層結(jié)構(gòu)‚對(duì)于海洋深部的信息明顯缺乏。底棲有孔蟲是唯一從海岸到深海盆地?zé)o所不在而又大量出現(xiàn)、可以保存的生物門類‚是將古海洋學(xué)推進(jìn)到整個(gè)海水系統(tǒng)的重要支撐。通過不同深水海底的底棲有孔蟲取樣研究‚可望取得中層水、深層水和底層水的全套信息‚必將有助于從根本上加深對(duì)地球系統(tǒng)的理解。
底棲有孔蟲的鈣質(zhì)殼體‚廣泛用于各種穩(wěn)定同位素(如δ13C‚δ18O 等)和元素比值(如 Cd/Ca‚Mg/ Ca‚Sr/Ca)分析‚已經(jīng)成為古海洋學(xué)的基本方法之一。可惜對(duì)這些有孔蟲的生態(tài)特征了解有限‚以至于對(duì)其古環(huán)境解釋基本上是單純的礦物化學(xué)分析‚ 并不考慮控制這類殼體生長(zhǎng)的有孔蟲生態(tài)學(xué)特征。因此新世紀(jì)的一大任務(wù)是擴(kuò)展深海有孔蟲的生態(tài)研究‚只有在了解其微生境的特征后‚才可能正確解釋其殼體的化學(xué)成分[23]。
和其它門類的化石一樣‚底棲有孔蟲的殼體也經(jīng)歷著埋藏學(xué)的篩選：膠結(jié)殼的分解和鈣質(zhì)殼的溶解‚導(dǎo)致埋藏群、化石群與生物群之間的差異。因此‚埋藏學(xué)的研究是根據(jù)化石群再造古生態(tài)環(huán)境的必要環(huán)節(jié)‚加強(qiáng)底棲有孔蟲埋藏學(xué)研究‚勢(shì)必有利于古環(huán)境研究。
我國(guó)的古生物學(xué)研究具有光榮的歷史傳統(tǒng)和長(zhǎng)期的科學(xué)積累。作為古海洋學(xué)、古環(huán)境研究手段的底棲有孔蟲研究起步較晚‚但近20年已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。中國(guó)自1998年加入國(guó)際大洋鉆探以來‚ 首先是以微體古生物學(xué)為基礎(chǔ)的古海洋學(xué)研究進(jìn)入了國(guó)際學(xué)術(shù)前沿‚開創(chuàng)了我國(guó)深海研究的新局面。 2003年10月‚國(guó)際綜合大洋鉆探(IODP)計(jì)劃啟動(dòng)‚我國(guó)以加倍的投入繼續(xù)成為其參與成員國(guó)‚而古環(huán)境研究是 IODP 的三大科學(xué)主題之一[24]‚也是我國(guó)可以發(fā)揮作用的首選領(lǐng)域。近年來‚我國(guó)的深海底棲有孔蟲研究已經(jīng)走向國(guó)際(如文獻(xiàn)25)‚在新的國(guó)際計(jì)劃中應(yīng)當(dāng)將屬種組合的研究與地球化學(xué)的多種指標(biāo)相結(jié)合‚將室內(nèi)鏡下分析與海上現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合‚爭(zhēng)取在更高的層次上參與國(guó)際學(xué)術(shù)合作和競(jìng)爭(zhēng)。——論文作者：張江勇‚汪品先
