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1 中国科学院海洋研究所研究揭示南海表层盐度的年际变化特征及其影响机制 2022-05-23

近日,中国科学院海洋研究所尹宝树团队在南海盐度变异特征及其机制方面取得新进展,揭示了南海表层盐度的年际变化特征及其影响机制,对于完善ENSO影响南海过程和机制的认识具有重要的科学意义,相关研究成果发表于国际学术期刊Environmental Research Letters(JCR:Q1,IF=6.79)。 海洋盐度作为海洋动力过程和海气相互作用过程中起重要作用的参量之一,其变化可以影响海洋密度、海洋层结、海洋热力和动力结构,进而对海洋环流系统和气候变化产生重要的影响。已有研究表明,南海盐度的变化对于南海障碍层形成以及环流系统具有重要影响。然而由于海洋盐度观测资料的不足,目前,针对南海盐度的变化尤其是在年际尺度上的变化特征及其影响机制的研究仍相对较少。 研究团队基于Aquarius和Soil Moisture Active Passive(SMAP)的卫星遥感盐度数据、Argo实测数据和再分析资料,揭示了南海表层盐度的年际变化特征及其影响机制。研究结果表明,南海表层盐度表现出显著的年际变化特征,其与ENSO具有显著的相关性。表明南海表层盐度的年际变化主要受ENSO的调制影响。厄尔尼诺期间,南海表层盐度表现出明显的正异常。进一步研究发现厄尔尼诺所引起南海表层盐度的升高并不能完全由海表淡水通量来解释,表明了海洋环流动力过程的重要影响。厄尔尼诺期间,吕宋海峡黑潮入侵的增强是导致南海北部表层盐度升高的主要原因,而在南海南部,表层盐度的升高主要是由局地淡水通量主导的,海洋平流作用起次要作用。厄尔尼诺所引起的西北太平洋反气旋是海表淡水通量变化的主要因素。这一研究有助于加深和完善对ENSO影响南海过程和机制的理解和认识具有重要的科学意义。 该研究由中科院战略性先导科技专项、国家自然科学基金委和南方海洋实验室(广州)项目等共同资助完成。中科院海洋所齐继峰副研究员为论文第一作者,尹宝树研究员为通讯作者,合作者包括中科院南海所杜岩研究员和池建伟副研究员、中科院海洋所李德磊副研究员、中山大学易李达玲博士。 论文链接: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/ac6a6a 文章信息: Qi Jifeng,Du Yan,Chi Jianwei,Yili Daling,Li Delei&Yin Baoshu.2022.Impacts of El Ni?o on the South China Sea surface salinity as seen from satellites.Environmental Research Letters,17,054040.http://doi.org/10.1088/1748-9326/ac6a6a 查看详细>>

来源:中科院海洋研究所 点击量:0

2 中国科学院海洋研究所在南半球高纬度地区白垩纪大洋缺氧事件1d研究方面获新进展 2022-05-23

近日,国际地学自然指数(Nature Index)期刊《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)上发表了中国科学院海洋研究所常凤鸣研究组与美国密苏里大学、德国奥登堡大学、自然资源部第一海洋研究所、法国索邦大学、国防科技大学、韩国海洋科学技术院等单位合作的最新研究成果。该研究基于多学科交叉和多圈层耦合,在国际上首次完整且详细地报道了白垩纪大洋缺氧事件1d(OAE 1d)期间南半球高纬度地区的沉积学和地球化学记录,进而揭示了其触发机制和古气候环境效应,并为证实该事件的全球性分布特征提供了确凿证据。 近年来,国际上深海地质研究领域最为前沿的合作计划——国际大洋发现计划(IODP)将地球气候系统对大气CO2浓度升高的响应列为其七大战略目标之一。此外,深入研究关键地质历史时期的碳循环过程、成因机制及其古气候环境效应,对于我国双碳战略目标的顺利达成也具有非常重要的借鉴价值。发生在晚阿尔布期-早森诺曼期(~100-101 Ma)的OAE 1d,是白垩纪温室期内最具有代表性的重大碳循环扰动事件之一,也是研究地球系统科学前沿领域——多圈层耦合作用的典范。然而,迄今为止科研界仍缺少对气候环境变化异常敏感的高纬度地区OAE 1d的连续性沉积记录,因此该事件是否具有全球性分布特征依然成谜。2017年在东南印度洋中实施钻探的IODP 369航次,首次获得了南半球高纬度地区晚白垩世时期形成的连续性岩芯沉积物,从而为上述研究工作的深入开展提供了绝佳的载体和契机。 研究人员利用该航次在曼达岬海盆钻取的U1513站位岩芯沉积物,基于钙质生物化石碳同位素和古生物地层年代约束,通过沉积学和地球化学方法,首次完整且详细地报道了OAE 1d事件期间研究区的沉积学和地球化学记录。从多圈层相互作用视角,系统重建了当时的沉积物来源、海底火山活动、陆源区气候条件、陆源物质的入海及埋藏、海表生物生产力与海底氧化-还原环境的演化历史及其耦合关系,进而揭示了该事件的触发机制及其古气候环境效应。 所研究碎屑沉积物主要来自于澳大利亚西南部大陆,而海底火山成因物质的直接贡献较小。此外,汞元素记录显示南半球高纬度地区OAE 1d的形成与当时凯尔盖朗大火成岩省的强烈火山活动及由此排放出的大量温室气体CO2密切相关。在该温室气候条件下,陆源区的水文循环及河流入海的碎屑物质、有机质和淡水通量明显增强,促进了海底缺氧性沉积环境的形成和陆源有机质的大量埋藏。尤为重要的是,高纬度(研究区)和低纬度(古特提斯洋/大西洋)地区之间OAE 1d记录的良好协同性有效证实了其全球性分布特征。 文章共同第一作者有中科院海洋所范庆超科研助理、中科院海洋所徐兆凯研究员、美国密苏里大学Kenneth G.MacLeod教授、德国奥登堡大学Hans-Jürgen Brumsack教授、自然资源部第一海洋研究所李铁刚研究员、中科院海洋所常凤鸣研究员、中科院海洋所万世明研究员、法国索邦大学Laurent Riquier副教授、国防科技大学傅德龙讲师、中科院海洋所栾振东教授级高级工程师、自然资源部第一海洋研究所段佰川助理研究员、中科院海洋所陈红瑾博士研究生,中科院海洋所徐兆凯研究员、韩国海洋科学技术院Dhongil Lim研究员为文章通讯作者。该研究得到了青岛海洋科学与技术试点国家实验室山东省专项、中科院战略性先导科技专项、国家自然科学基金、全球变化与海气相互作用国家专项、青岛海洋科学与技术试点国家实验室鳌山科技创新计划、韩国国家研究基金等项目联合资助。 论文出处及链接:  Fan,Q.C.?,Xu,Z.K.?*,MacLeod,K.G.?,Brumsack,H.-J.?,Li,T.G.?,Chang,F.M.?,Wan,S.M.?,Riquier,L.?,Fu,D.L.?,Luan,Z.D.?,Duan,B.C.?,Chen,H.J.?,Wang,W.,Lim,D.I.*.First record of oceanic anoxic event 1d at Southern high latitudes:Sedimentary and geochemical evidence from International Ocean Discovery Program Expedition 369.Geophysical Research Letters,2022,49:e2021GL097641.  https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2021GL097641。 查看详细>>

来源:中科院海洋研究所 点击量:0

3 自然资源部第一海洋研究所在滨海湿地修复研究领域取得新进展 2022-05-21

近日,自然资源部第一海洋研究所科研人员研究揭示了滨海湿地修复过程中的关键功能微生物类群及其对湿地恢复的贡献。 渤海湾部分滨海湿地曾受到溢油污染,生态环境受损,以芦苇碱蓬为主要植物类群的湿地环境退化。针对这一问题,我所郑立课题组对该湿地油污损害风险进行了评估,并采用碱蓬种植耦合微生物降解石油污染物的生态修复技术对总面积约7.3公顷的湿地进行了修复。整个湿地调查、修复、评价工作历时两年,退化湿地的80%得以恢复,湿地内石油烃和PAHs消减了90%以上,初步形成以碱蓬红毯、碧草连天、花香鸟语为特色的滨海湿地生态景观。修复过程中研究了滨海湿地在修复前后细菌的多样性和功能变化,发现细菌群落结构主要受到土壤多环芳烃PAHs和盐度的影响,且植被覆盖区域微生物多样性高于植被退化区。通过人工种植碱蓬,植被退化区土壤的TOC浓度和细菌多样性增加,细菌群落结构逐步向植被覆盖区转变,主要表现在变形菌门、浮霉菌门、放线菌门的增加,同时硫呼吸功能相关的菌群显著减少,这也表明人工修复湿地后土壤的碳储存能力增强;通过随机森林模型,首次鉴定出指示湿地健康的关键细菌OTUs,这也为利用微生物群落评估湿地健康提供了新思路。 在植物-微生物联合修复过程中,课题组还发现具有群体感应(quorum sensing,QS)功能的细菌在和植物(碱蓬、芦苇)的互作过程中对湿地恢复具有重要的生态学意义。在1000余株可培养根际细菌中有8%是AI-1类型的QS菌株,且大部分为玫瑰杆菌类群,其多样性远高于土壤。功能分析显示根际QS细菌超过90%都具有成膜能力,部分产生抗生素类物质,可以分泌利于跨界传递的短链AHLs信号分子,对植物激素分泌、营养盐的吸收产生影响,进而提高植物的抗逆性,促进湿地植物的生长。 以上系列研究成果由自然资源部第一海洋研究所科研人员何昌飞、韩彬、郑立等在国际学术期刊Frontiers in Microbiology、Marine Pollution Bulletin和Environmental Science and Pollution Research上发表,该成果为深入认识微生物在滨海湿地的保护与修复中的功能与生态响应提供了新的视角。 查看详细>>

来源:国家海洋局第一海洋所 点击量:3

4 研究揭示广西三娘湾及其毗邻海域中华白海豚正经历快速种群衰退 2022-05-21

2022年5月6日,中国科学院深海科学与工程所李松海研究团队与汕头大学的刘文华研究团队合作,在国际期刊《Frontiers in Marine Science》发表题为“Low Survivals and Rapid Demographic Decline of aThreatened Estuarine Delphinid”的学术论文。该研究整合了深海所与汕头大学2015年至2019年间个体照片数据库,对广西三娘湾及其毗邻海域中华白海豚进行种群建模,以评估该种群动力学发展趋势。研究结果显示,广西三娘湾及其毗邻海域的中华白海豚是一个相对封闭的种群;该中华白海豚种群存活率在调查期间存在较大的波动,提示该地区存在高强度的海洋应激源/压力源(stressor)。研究首次揭示该海域中华白海豚近期正经历较快的种群衰退,种群数量在不到5年的时间内下降了三分之一,并强调高分辨率数据对我们掌握野生动物种群状态的重要性。 一、中华白海豚概述 中华白海豚(又称“印太驼海豚”;Sousa chinensis)是驼海豚属四个物种之一。中国最早的发现纪录是在唐朝,虽然名为“白海豚”,然而刚出生的中华白海豚体色呈深灰色,“青少年”体色呈灰色,成年体色则呈粉红色,部分老年个体体色呈白色。属于国家一级保护动物,素有“美人鱼”和“水上大熊猫”之称,被国际自然保护联盟(IUCN)评估为“易危”级物种。主要分布在从东印度洋贯穿东南亚直至中国中部长江入海口的近岸浅水海域。 中华白海豚体型健硕,呈中等大小,有较长且清晰明显的喙部,背鳍比其它驼海豚属物种稍大一些,呈三角形,略呈镰刀状,基部较宽,但无背部隆起。中华白海豚通常会避船并且行踪难以捉摸,很少在船艏乘浪。然而,它们会展示一些的空中杂耍动作,包括垂直跃水、侧身跃水以及前后翻筋斗。社交行为包括交配行为的特点是彼此间有非常频繁的肢体互动,包括身体接触(如动物间彼此碰触、撕咬和摩擦身体)和频繁的空中行为(如跃水和翻筋斗)。背鳍和尾鳍经常露出水面。 中华白海豚是机会主义捕食者,偏好取食各种河口以及近岸中小型鱼类,偶尔也会捕食一些中大型礁石鱼类。在香港海域,常发现该物种会跟在拖网渔船后面捕食。白海豚全年可交配和繁殖,没有非常明确的繁幼季节。雌性性成熟年龄为9—10岁,雄性性成熟年龄为12—13岁。雌性妊娠期为10—12个月,哺乳期可能会超过2年,产崽间隔期约为3年。对死亡海豚进行年龄鉴定,认为白海豚最大寿命可超过40岁。 二、广西三娘湾及其毗邻海域中华白海豚 在我国,中华白海豚零星地分布在东南沿海,包括厦门湾、台湾岛西海岸、珠江口、湛江、北部湾(包括三娘湾)和海南西南海域。自人类社会进入工业化时代高速发展以来,中华白海豚生存受到严峻威胁。90年代后期,由于香港大屿山北部水域的大规模填海造地,使得中华白海豚研究和保护首次进入研究者和保护工作者的关注视野。在内地海域,直到近年才开启较为系统的中华白海豚种群生态学研究。例如,一项生命统计表研究指出,珠三角(包括香港水域)中华白海豚的种群数量年下降速率为2.5%;随着育龄雌性逐步进入老龄化,种群补充减缓,种群衰退有加速的可能;厦门湾也是人类活动的密集区之一,当地的中华白海豚也有所下降。与之相比,广西三娘湾及其毗邻海域人类活动不如前述地区多样化和/或密集。因此,一般认为生活在该海域的中华白海豚种群状态较为理想。 迄今为止,不同团队建立的个体数据库尚未发现广西三娘湾及其毗邻海域中华白海豚与邻近中华白海豚种群之间存在个体交流。遗传分化更支持其与其它地理种群之间存在长期隔离。广西三娘湾海域是中国内地沿海目前唯一有商业赏豚活动的地区。在过去的二十年里,生态旅游的兴起可能增加了对白海豚的行为滋扰。但赏豚行为是否会造成动物适应度的下降尚且缺乏数据支持。 三、该研究发现 在此之前,已有两个独立研究对广西三娘湾及其毗邻海域的中华白海豚进行了种群规模研究,但研究结果并不一致。其中,Chen等人首次提出该种群规模约为261头(95%CI:254-280,2011-2014)。Peng等人在另一项研究使用相同的方法所获得的结果为389头(95%CI:353-430,2013-2016)。鉴于该海域与日俱增的人类活动(如填海造地、海岸改造、误捕和生态旅游等),及近海生态系统的持续恶化,研究人员认为该种群不存在种群膨胀的现实基础。因此,这些研究的统计值不太可能反映该中华白海豚种群的动力学发展趋势。 2015-2019年间,中科院深海所研究团队和汕头大学研究团队共开展了112天实地调查,成功识别出了198头海豚个体,包括147头高辨识度个体(D≥3)。在合并数据集中,累积识别曲线在2017年年初达到平台期,即已实现种群全覆盖;其中123头个体(83.7%)目击次数超过5次,是该种群迄今为止质量最高的个体识别数据库。 通过构建Robust design模型,该项研究提出三娘湾海域的中华白海豚从2015年的156头(95%CI:133-184)降至2019年的102头(95%CI:98-107)。与之对应的是,研究团队在调查期间记录到较多的死亡海豚。例如2015年12月就发现了三具新鲜尸体。遗憾的是,当时并没有针对死亡个体开展详细的剖检。因此,研究团队无法通过死因鉴定评估种群的主要威胁。 研究也发现该海域中华白海豚存活率(0.88-0.92)要显著低于厦门(0.976)、台湾(0.985)和香港(0.980)海域中华白海豚的存活率。此外,不同年龄层和性别间的存活率也与我们常规认识有所出入。一般而言,未成年海豚容易成为被攻击或捕食对象;而在成年个体中,雄性常常因交配权进行争斗。因此,存活率一般会呈未成年<成年雄性<成年雌性的趋势。但在调查的白海豚群体中,研究团队发现成年雌性的存活率较为稳定,但青年和未知性别成年个体的存活率在短期内剧烈波动。据此,研究团队提出调查海域中华白海豚在2015-2017年可能存在某种致死性的海洋应激源,造成该种群在这段时间内出现了种群快速衰退。 论文信息:Wenzhi Lin#,Ruiqiang Zhang#,Binshuai Liu,Shenglan Chen,Mingli Lin,Mingming Liu,Wenhua Liu*and Songhai Li*.(2022).Low Survivals and Rapid Demographic Decline of aThreatened Estuarine Delphinid.Frontiers in Marine Science.9:782680.doi:10.3389/fmars.2022.782680 原文链接:https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmars.2022.782680/full 参考文献 [1]Bingyao Chen,Xinrong Xu,Thomas A.Jefferson,Paula A.Olson,Qiurong Qin,Hongke Zheng,Liwen He and Guang Yang*.(2016).Conservation Status of the Indo-Pacific Humpback Dolphin(Sousa Chinensis)in the Northern Beibu Gulf,China.Advances in Marine Biology 73,119–139.doi:10.1016/bs.amb.2015.10.001 [2]Chongwei Peng,Haiping Wu,Xianyan Wang*,Qian Zhu,Thomas A.Jefferson,Chun-Chieh Wang,Youhou Xu,Jian Li,Hu Huang,Mo Chen and Shiang-Lin Hung*.(2020).Abundance and Residency Dynamics of the Indo-Pacific Humpback Dolphin,Sousa Chinensis,in the Dafengjiang River Estuary,China.Marine Mammal Science.36,623–637.doi:10.1111/mms.12663 查看详细>>

来源:中科院深海科学与工程研究所 点击量:2

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