陆生蜗牛具有对温度、降水量和湿度等环境变化响应敏感，迁徙能力弱等优点，被视为环境变化的“指示性动物”。迄今为止，对全球不同区域蜗牛壳体稳定碳、氧同位素组成的气候环境指示意义已开展了许多研究。但是，针对微小蜗牛（2-10 mm）壳体同位素组成的研究则非常有限。为此，我们在黄土高原东南-西北~700 km断面上，采集了黄土沉积中广泛分布的四种微小蜗牛现生种(Pupilla aeoli、Gastrocopta armigerella、Opeas striatissimum、Vallonia tenera) (图1)，对其进行稳定碳、氧同位素组成的测试，并分析其与气候要素间的关系，如生长季节温度、降水和相对湿度等。

　　图1. 黄土高原采样点的自然景观和植被照片（a-d），Pupilla aeoli (e)、Gastrocopta armigerella (f)、Opeas striatissimum (g)、 Vallonia tenera (h)

　　

 

　　研究表明：（1）蜗牛壳体碳同位素组成记录了当地C3植被信息(图2b)，且对空间上降水量变化有良好的响应(图2a)，有望成为可靠的降水量指标；（2）尽管研究区内蜗牛生长季降水量、温度和相对湿度等气候参数具有较大变化幅度，但这些气候参数均与蜗牛壳体氧同位素组成的相关性微弱(图3左)；（3）氧同位素组成在空间上表现为离散的分布特征，这恰恰与实测研究断面上蜗牛生长季降水氧同位素组成的空间变化特征极其相似(图3右)，指示了降水氧同位素可能是控制微小蜗牛壳体氧同位素的主导因素。鉴于我国黄土高原的黄土-古土壤序列中保存有大量微小蜗牛化石，本研究为更好地解读这些蜗牛化石记录的气候环境信息提供了良好基础。

　　

　　　

　　图2. (a) 蜗牛壳体碳同位素与降水量的关系; (b) 黄土高原C3/C4植被δ13C值与理论计算的蜗牛食物δ13C值对比.

　　

 

　　

　　

　　

　　图3. 蜗牛壳体氧同位素组成与不同气候要素的关系（上）；实测的降水氧同位素组成与理论计算的蜗牛壳体氧同位素组成对比（下）

　　　　

       该成果发表于Ecological Indicators期刊，博士研究生宗秀兰为第一作者，董吉宝副研究员为通讯作者。该研究得到中科院战略性先导科技专项（XDB40000000, XDB2600000）、国家自然科学基金（42072216, 41977385）和中科院青促会等项目的共同资助。

　　文章链接：https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2022.109733