近日，地球科学领域知名期刊《Earth and Planetary Science Letters》在线刊出我室题为“Recovery from persistent nutrient-N limitation following the Permian–Triassic mass extinction”的研究成果。该研究系统阐述了古海洋氮循环从二叠纪-三叠纪之交生物大灭绝崩溃到中三叠世缓慢恢复的过程（图1），对认识该时期生物与环境协同演化关系具有重要的意义。论文第一作者为我室博士研究生杜勇，通讯作者为宋虎跃研究员。

二叠纪-三叠纪（P-Tr）之交发生了显生宙最严重的生物大灭绝事件。此后的生物复苏和生态环境的重建一般认为延迟了整个早三叠世约5个百万年。高温、缺氧和剧烈的碳-硫循环波动等异常现象直到中三叠世早期才大幅改善。氮元素作为生物最重要的营养元素之一，其存在状态对海洋生态系重建具有重要意义。然而，目前对大灭绝后氮循环的演化过程仍知之甚少。因此，营养元素氮的循环演化与异常海洋环境的关系及其如何影响生物复苏过程等问题，仍存在很多未知的谜团。

针对这一科学问题，宋虎跃研究员团队联合加拿大和美国相关学者对华南南盘江盆地的大贵州滩的下三叠统-上三叠统底部（沉积记录长达20个百万年）开展了高分辨率的碳、氮同位素研究，结合主-微量元素，探讨了大灭绝后营养氮循环的演变过程，取得了如下创新性认识：（1）早三叠世古海洋呈现硝酸盐匮乏和铵占主导的海洋氮循环特征，尽管在斯帕斯时期硝酸盐的供给有所改善；（2）氮循环的恢复过程呈现出迟缓渐进的特征，经历了8个百万年，直到中三叠世晚安尼期，华南古海洋才从持续的营养氮匮乏和限制中完全恢复；（3）硝酸盐耗竭和相应的海洋缺氧导致了早三叠世海洋生物的迟缓复苏和选择性存活，中三叠世的有氧氮循环的重建和硝酸盐的不断积累促进了海洋生态的整体复苏。研究结果表明，早-中三叠世海洋中氮循环与古海洋环境之间存在着密切的关系，这为海洋氮循环在调节生物大灭绝后生态系统重建过程方面发挥着重要作用提供了证据。

图1 古海洋氮循环在生物大灭绝后的重建过程

该研究得到了国家自然科学基金项目（41872033, 42172032, 41402302）资助。

论文第一作者：杜勇，博士研究生在读，第一作者身份在GSA Bulletin，EPSL，GPC，Paleo-3，RCM，地球科学等期刊上发表学术论文7篇，另外2篇SCI论文in review。申请国家发明专利3项，已授权1项。

论文通讯作者：宋虎跃，研究员（博士生导师），研究方向为稳定同位素技术、新装置开发和重大地质（生命）突变期地球环境演化。

论文信息：

Title：Recovery from persistent nutrient-N limitation following the Permian–Triassic mass extinction

Authors：Yong Du, Huyue Song^∗, Stephen E. Grasby, Teng Xing, Haijun Song, Li Tian, Daoliang Chu, Yuyang Wu, Jacopo Dal Corso, Thomas J. Algeo, Jinnan Tong

Source：Earth and Planetary Science Letters

DOI：https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117944

Available online：8 December 2022