硅藻是一类以光合自养为主的单细胞真核藻类，属硅藻门（Bacillariophyta）。大部分硅藻细胞个体集中在2~200微米，以含有黄-褐色素体以及硅质外覆细胞壁为主要特征。每个硅藻细胞壳体由上、下两个半壳套合而成，上壳略大于下壳，壳面的形态和纹饰是硅藻分类的基本依据，按照多数分类系统可下设中心纲和羽纹纲两类（图1）。硅藻广泛分布于从两极到热带的淡水、半咸水、海水等各类水体中，在白垩纪晚期至第四纪的各地质时代的地层中均有分布。作为海洋初级生产力的主要贡献者，硅藻凭借着极大的数量和高效的光合作用，为地球供应了近20%的氧气和全球约五分之一的生物固碳量，超过地球上热带雨林固碳量的总和，是全球碳、硅等元素生物地球化学循环的核心参与者。此外，硅藻还是鱼、贝、虾类特别是其幼体的主要饵料，也是水环境的指示针。如果水体富营养化，一些硅藻会大规模繁殖而形成赤潮，使水质恶化并对渔业带来危害。不仅如此，硅藻死亡后在适宜的条件下还可形成硅藻土矿，是目前全球用途最为广泛的非金属矿之一。由于死亡后其硅质的壳体不易溶蚀，硅藻易在沉积物和地层中保存下来，可作为环境变化的敏感响应者与记录者，在划分及对比地层、确定地层时代、恢复古地理环境以及研究海平面变化等方面具有重要应用价值。

图1：硅藻（右图：不同形态的硅藻，源自Ernst Haeckel《自然界的艺术形态》，1904；左图：中心纲和羽纹纲硅藻细胞壳图解，修改自小泉格（王开发，郭蓄民译）《微古生物学：硅藻》，1984）

巽他陆架（Sunda Shelf）地处太平洋与印度洋、亚洲与大洋洲之间，总面积约180万平方公里，是世界海洋低纬区最大的大陆架（图2）。陆架整体地势变化平缓，平均水深小于100米，包括了中南半岛、马来半岛、苏门答腊岛、加里曼丹岛（婆罗洲）、爪哇岛等岛屿间的浅水海域。由于横跨北纬15度至南纬15度间的热带区域，气候常年高温，雨量充沛。暖湿的气候条件使得沿海陆地基本为热带雨林所覆盖，丰富的营养物质供应也为陆架浅海区海洋生物的生长发育提供了良好场所，生物多样性高，且含有丰富的石油天然气资源。在冰期时，由于海平面剧烈下降，陆架得以暴露成陆地，将东南亚诸岛相连成一整片陆地，形成“巽他古陆”。相关报道显示，巽他古陆上发育过大型古河流和热带雨林，广阔的植被对陆地碳储库有着重要影响，而陆架出露也引起了植被反照率和水动力的变化，对海洋和大气环流模式产生巨大影响。此外，冰期-间冰期海陆面积的变迁也使得区域动植物发生周期性隔离与融合，为东南亚地区物种多样性的形成以及古人类的迁徙等创造了条件。毫无疑问，独特的地理背景使得巽他陆架成为研究海洋大陆地貌变迁以及气候环境变化等的极佳场所，针对这一区域古生物类群的时空分布特征开展深入分析可为本区域乃至全球尺度的生物多样性演化、陆地碳储库以及气候环境演化过程等提供重要基础资料。然而，由于长期受到研究材料等的限制，我国尚未在这一区域开展过大规模多门类的古生物调查研究，相关认识极其不足。

图2.巽他陆架示意图（图片引自贺娟，2017）

近期，中国科学院南京地质古生物研究所徐敏工程师及咨询中心团队与广州海洋地质调查局合作，在巽他陆架近40000平方公里的南海南部海域获取了100个表层沉积物样品，并针对沉积物中包括硅藻、有孔虫和孢粉在内的多类微体化石开展了深入细致的分析工作（图3-6），有效弥补了区域微体古生物认识的空白，为进一步开展海洋地质和矿产能源调查奠定重要基础。研究结果表明，大多数沉积物样品中硅藻浓度不高，但有孔虫和孢粉的含量较为丰富。从生物群落组成上来看，硅藻主要以Thalassiosira simonsenii、Thalassionema nitzschioides和Thalassiothrix longissima等海洋暖水种为优势类型，仅部分样品中含有少量的Cyclotella striata和Surirella fluminensis等半咸水种；有孔虫以暖水性浮游有孔虫Globigerinoides sacculifer、Globorotaliamenardii和Globigerinoides ruber为优势类型；孢粉组合则呈现出与研究区附近加里曼丹岛相似的山地雨林、热带雨林和红树林为主的植被组成面貌，表明了三类生物群落对研究区典型的热带大陆架环境均具有明确、可靠的指示意义。研究团队进一步对三类古生物类群的属种空间分布情况展开了分析。从研究结果来看，硅藻优势咸水种T. simonsenii、T. nitzschioides和T. longissima以及半咸水种C. striata在研究区西北和东南处均有相对较高的含量，这可能指示了沿岸流的影响，其携带的陆地新鲜淡水以及氮、磷和硅等营养物质为附近硅藻的生长发育提供了适宜的生境；孢粉在东南地区的高含量分布大概率也与附近加里曼丹岛沿岸流的输送有关，可为研究岛屿植被演化提供重要手段；浮游有孔虫在西北和东南部沿岸浅水区的高度聚集则可能反映了水深及研究区东南部较温暖环境对于生物群落分布的影响。此外，研究结果还表明，巽他陆架北缘的古生物群落组成在较小的空间范围内存在较大差异，未来需在本区域开展更多门类的生物群落综合调查研究，为认识早期区域气候和环境变化提供证据支撑。

本项工作得到了国家自然科学基金、中国地质调查局海洋地质调查项目以及“深时数字地球”国际大科学计划（DDE）的支持。相关论文信息：Zhao, J., Zhang, L., Wang, X., Ge, J., Xu, M.*, Chen, W., Luo, M., Liang, Q., Yu, Q., Luo, S., Qie, W., 2024. Characteristics of Paleontological Communities in Surface Sediments of the Southern South China Sea and Their Paleoclimatic and Paleoenvironmental Significance. Journal of Earth Science 35, 144-154.

图3.南海南部巽他陆架海洋地质调查区域范围

图4.南海南部巽他陆架发现的主要硅藻类别，比例尺代表20微米。其中：(a)Thalassiothrix longissima; (b)Nitzschia marina; (c)Thalassiosira simonsenii; (d)Thalassionema nitzschioides; (e)Pleurosigma normanii; (f)Cyclotella striata; (g)Campylodiscus brightwellii; (h)Surirella fluminensis; (i)Diploneis weissflogii.

图5.南海南部巽他陆架发现的主要有孔虫类别，比例尺代表100微米。其中：(a)Orbulina Universa; (b)Globorotalia menardii; (c)Globigerinoides ruber; (d)Textuliariasp.; (e)Operculina complanata; (f)Amphisteginasp.; (g)Asterorotaliasp.; (h)Quinqueloculinaspp.; (i)Buliminasp.; (j)Ammonia compressiuscula; (k)Globigerinella aequilateralis; (l)Neogloboquadrina dutertrei.

图6.南海南部巽他陆架发现的主要孢粉类别，比例尺代表20微米。其中：(a)Picea; (b)Pinus; (c)Dacrydium; (d)Tilia; (e)Quercus; (f)Sonneratia; (g)Barringtonia; (h)Rhizophora; (i)Polygala; (j)Casurina; (k) Rubiaceae; (l)Aporosa; (m) Melastomaceae; (n)Podocarpus; (o)Fagus; (p) Monoletes; (q)Diplopterygium; (r)Cyathea; (s)Concentricystes; (t-u)Spiniferites.

责 编：张以春

编辑排版：江湉

审 核：李莎

校 稿：李鑫