近日，中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室于志刚、许博超教授团队在底栖有孔虫壳体P/Ca比值指示海水磷酸盐浓度这一研究领域取得新进展。相关成果以“Phosphorus-to-calcium ratios in benthic foraminiferal shells as a proxy for coastal seawater phosphate concentrations（底栖有孔虫壳体P/Ca比值作为近海海水磷酸盐浓度的指示指标）”为题发表在本领域国际顶尖期刊Earth and Planetary Science Letters上。
磷是所有生物赖以生存的必需营养元素，海水磷酸盐（DIP）对海洋初级生产、生态环境乃至气候变化等都有极为重要的影响。人们对现代近海水体中DIP的生物地球化学行为进行了广泛研究，但对其在地质历史时期的变化历史的认识尚十分匮乏，主要难点是如何建立可靠的海水DIP含量的指示指标。底栖有孔虫是全球近海普遍存在的单细胞原生动物，其壳体P/Ca比值有望成为指示海水DIP含量的替代指标，然而相关研究尚鲜有报道。
研究团队通过对底栖有孔虫壳体进行物理清洗和化学氧化清洗等一系列严格的预处理，选择有孔虫壳体无壳孔的区域，采用电子探针微区分析（EPMA）技术分析有孔虫壳体的P、Ca含量（图1），从而获取了无孔碳酸盐区可靠的P/Ca比值数据。在此基础上，研究团队采集了长江口海域的底栖有孔虫物种——优美花朵虫（Florilus decorus）样品，发现其壳体无孔区平均P/Ca比值与底层海水DIP浓度之间存在显著的正相关关系（图2），为底栖有孔虫壳体P/Ca比值作为DIP浓度的指示指标提供了新的支持。该研究揭示了底栖有孔虫壳体P/Ca作为海水DIP浓度替代性指标的潜力，为磷生物地球化学历史的研究提供了新的方法。
该成果由中国海洋大学海化重点实验室于志刚教授课题组牵头完成，2021级海洋化学专业博士研究生张涵为第一作者，许博超教授为通讯作者，中国海洋大学化学化工学院、中国海洋大学海洋地球科学学院、加州大学圣克鲁斯分校、佛罗里达州立大学、康复大学、中国海洋大学信息科学与工程学部、中国科学院海洋研究所等单位的相关学者合作完成了相关研究。研究工作得到国家自然科学基金重点项目、国家杰出青年科学基金项目、青年科学基金项目、山东省自然科学基金等项目的资助。
图1 底栖有孔虫壳体横截面的二次电子图像（A和B）和P（C）、Ca （D）的分布图
图2 优美花朵虫壳体无孔区P/Ca比值与底层海水DIP浓度的相关关系图
