南大洋因其面积广阔等优势,能够存储更多的热量和二氧化碳（CO2）,对全球气候的变化较为敏感,因此在研究全球碳循环及气候变化中的地位十分重要。罗斯海是南大洋第二大边缘海和深层水的来源之一,通过对该海域的古海洋与碳循环的研究,有利于更有效地推测未来大气CO2浓度和全球气候变化。本研究对象为罗斯海陆坡和海盆区的3个插管沉积物岩芯（BC008、BC010和BC006）和1个柱状沉积物岩芯（GC16）。通过测试AMS14C年龄、浮游有孔虫氧碳同位素比值(Nps-δ18O、Nps-δ13C)、粒度、冰筏碎屑（Ice-Rafted debris,IRD）、总有机碳氮（TOC、TN）及其同位素(δ13Corg、δ15Norg)、生物硅含量等指标,并对GC16岩芯进行X射线荧光光谱（X-Ray Fluorescence,XRF）地球化学扫描,分析海洋同位素3阶段（Marine isotope stages 3,MIS 3）以来罗斯海海域的沉积动力环境、有机质来源及古生产力变化、深海通风状况和氧化还原状态演变,验证其对大气CO2的影响和对全球气候变化的响应。研究结果显示:罗斯海外陆架区的底流和海冰活动均较为活跃,尤其在29 ka BP左右和14.0ka BP以来,有机质来源受陆源输入影响较大。22.3 ka BP至冰消期,海源有机质贡献略高,全新世以来,随着全球温度升高,冰架崩解,海冰活动增强,有机质来源以陆源为主。古生产力特征表现为:MIS 3期由于沉积动力相对较弱,生源组分被较好地保存下来,生产力较高;LGM时期生产力显著降低;进入冰消期生产力有所提升;全新世以来,受到较强海冰与底流的作用,生产力较低。此外,在冰消期,该海域深海通风增强,在约16 ka BP最为剧烈,对该时期大气CO2浓度的上升起到一定贡献作用。其主要触发机制可能为两极跷跷板效应,导致南北两极热量分布不均,进而导致大西洋经向翻转流（Atlantic Meridional Overturning Circulation,AMOC）强度和南半球西风带（Southern hemisphere Westerly Winds belt,SWW）位置及强度的变化,进而驱动南大洋深层水上涌。LGM时期罗斯海底层水含氧量相对较低,深层水中再矿化碳的储存增加;MIS 3期、海因里希1期（Heinrich-Stadial 1,HS 1）和新仙女木时期（Younger Dryas,YD）底层水氧化条件增强,可能与深层水上涌有关。