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1 中科院海洋所在棉兰老流多尺度变异研究方面取得系列成果 2019-09-12

近日,《地球物理学研究通讯》(Geophysical Research Letters)发表了海洋所王凡研究组在棉兰老流(Mindanao Current,MC)多年代际长期变异的研究成果,这是该研究组继棉兰老流年代际和季节变异等一系列研究发现之后的新进展。 棉兰老流是东北信风驱动的北赤道流(North Equatorial Current,NEC)在菲律宾沿岸分叉形成的南向分支,是印尼贯穿流和北赤道逆流的主要水源,在西太平洋暖池热收支和印度洋-太平洋海盆水质量分配中起着重要作用。作为北太平洋浅层经向翻转流的西边界通道,棉兰老流能传送副热带变异信号进入赤道太平洋,在调制太平洋年代际气候变异方面扮演着重要角色。上世纪80年代起,胡敦欣院士等就开始了对棉兰老流和棉兰老潜流的研究。近期的观测表明,棉兰老流呈现多个时间尺度变异,相对于季节和年际变异,学界对棉兰老流年代际、多年代际变异的研究极少,是大洋环流和气候变化研究中的空白领域。  聚焦棉兰老流多年代际变异,王凡研究团队通过对多种海洋模式和同化资料的联合分析,首次定量给出了棉兰老流输运在过去60年的变化趋势,并探讨了其调控机理。研究发现,1961年以来,棉兰老流呈现出非常微弱的减弱趋势(-0.3 Sv;1Sv=106 m3/s)。这一趋势在多种数据的对比中并不显著,这主要是由不同风场数据在东北信风强度变化方面存在较大差异引起。本研究发现,在风场变化的背景下北赤道流分叉点的南北移动总是可以削弱棉兰老流的变化趋势。研究还进一步指出棉兰老流对信风趋势的响应存在非对称性,对西风趋势的响应更强,这主要是由西边界流的非线性引起。 在棉兰老流的年代际变异方面,研究团队利用高分辨率再分析、模式模拟资料和数值试验,揭示了棉兰老流具有振幅~2.0 Sv的强年代际变异,指出了其与北赤道流输运变异的密切关系,强调了热带西太平洋赤道外风场变异的主导地位。这些研究弥补了学界对棉兰老流长期变异研究的不足,提出了非线性-过程在棉兰老流多年代际变异中的作用,对现有的线性动力学机制是一个补充。 此外,研究团队在2010-2014年的菲律宾海潜标观测中发现棉兰老流和棉兰老潜流存在明显的半年周期变异。通过分析观测资料和进行高分辨率模式试验,团队提出了此半年周期变异可能的物理机制。在该区域的次表层,第二斜压模态的作用很明显,其与第一斜压模态的叠加是半年周期变异产生的主要原因。另外,研究还指出了次表层涡旋与大尺度环流的相互作用也可能对半年变异有一定的贡献。这些结果加深了对西太平洋环流多尺度变异机理的认识。 查看详细>>

来源:中科院海洋研究所 点击量:128

2 南海珊瑚古气候与全球季风研究取得新进展 2019-09-12

中国科学院南海海洋研究所珊瑚礁及其环境记录学科组博士研究生韩韬等,在南海珊瑚记录的全球季风年代际变化研究方面取得新进展,相关成果近日在国际地学刊物Geophysical Research Letters(《地球物理快报》)上发表。 全球季风对社会经济活动具有重要意义,全球约有2/3的人口居住在季风区。现代观测资料表明,在过去30年全球季风呈现出南北半球同时增强的现象,其原因被认为与热带太平洋的纬向温差有关。但由于仪器测量气候要素的覆盖时间相对短(一般<50年),制约了对全球季风的深入探讨。南海北部位于热带辐合带(ITCZ)的北缘,其区域水文气候与ITCZ的季节摆动密切相关。 研究人员对取自南海北部西沙群岛的珊瑚岩芯进行了高分辨率的取样和高精度的测试分析,发现该珊瑚的氧同位素在年代际尺度上记录了ITCZ摆动所导致的区域水文变化;再将西沙群岛珊瑚序列与全球主要季风区的季风降雨记录进行比较研究,则发现在过去150多年的时间里,伴随着ITCZ的摆动,全球季风在年代际尺度上表现为南北半球反相位的模态,因此认为基于观测资料得出的南北半球季风在过去30年里同时增强的现象,在过去150多年的时段里则属于异常状态。 研究还发现在过去150多年时间里,全球季风的半球反相位年代际变化都与北大西洋多年代际震荡(AMO)的相位转变相对应,而与热带太平洋的纬向温差关系并不大,表明在年代际尺度上全球季风的变化主要与AMO导致的南北半球能量传输变化有关。研究结果提供了长时间序列、高分辨率的气候信息,为揭示季风气候变化的规律性及其驱动机制提供了新的线索。 论文链接:https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2019GL081907 查看详细>>

来源:中科院南海海洋研究所 点击量:114

3 中科院海洋所在渤海褐潮原因种历史溯源和生物地理学研究方面获新进展 2019-09-07

日前,国际生态学权威期刊《分子生态学》(Molecular Ecology,Top8%)在线刊发了中国科学院海洋研究所唐赢中研究员(第一/通讯作者)课题组在渤海褐潮原因种的历史溯源和生物地理学研究方面的最新成果。研究聚焦自2009年以来对我国渤海海域贝类养殖业和生态系统造成巨大损失的褐潮,首次证实了褐潮原因种抑食金球藻在其生活史中存在休眠体阶段且可在海洋沉积物中长期存活,并发现该藻不仅在渤海海域至少已经有1500年的存在历史,而且其分布范围覆盖南起南沙群岛、北至北戴河、丹东的中国四大海域自近岸养殖区到3450米水深外海的广泛海域,从而否证了褐潮可能是“外来种入侵引起”的假说,对深入研究褐潮成因和其一般生态学过程具有重要意义。 褐潮是有害藻华,因爆发时水体呈褐色而得名。目前全世界的褐潮主要由2到3种微藻引起,其中爆发最经常、规模最大、最令人关注的是海金藻纲的一种微微型浮游植物——抑食金球藻(Aureococcus anophagefferens)。该藻引起的褐潮1985年首次在美国东海岸报道,1997年在大西洋另一侧的南非沿海也首次记录到褐潮爆发。褐潮爆发期间其细胞密度可高达每升10亿个细胞,虽然现在还没有证实该藻产毒,但美国东海岸和我国渤海的褐潮都可致养殖贝类大量死亡从而业造成严重经济损失,在全世界引起巨大关注。我国是继美国、南非之后第三个爆发褐潮的国家,2009年以来秦皇岛海域的多起褐潮给当地水产养殖业造成了巨大经济损失,也对生态系统造成了重大破坏性影响。作为我国一种新型的有害藻华物种,抑食金球藻是通过休眠体入侵的外来物种,还是本土物种在环境条件变化的刺激下才爆发藻华,是一个具有重要生态学和实际意义的问题。 科研人员通过对实验室4℃暗箱保存1年以上的沉积物样品进行萌发实验,结合单克隆抗体(FITC-MAb)和PCR对萌发细胞鉴定,并对沉积物样品进行RT-PCR检测,证实沉积物样品中存在抑食金球藻的休眠体。对采集自我国四大海域的201个表层沉积物和1个柱状沉积物样品进行PCR检测和测序验证,证明抑食金球藻在我国具有广泛的地理分布:南起南沙群岛(北纬10.012°),北至北戴河(北纬39.623°)、丹东(39.794°),南北覆盖3000公里(纬度近30°),东西跨越经度约15.7°,水域涵盖近海至3450米的开阔外海(南海),至少在渤海存在的历史可回溯至1500年前。该结果将抑食金球藻在北半球的分布记录至少南延了1700公里,从而明确地否证了渤海褐潮由外来种入侵引起的假说。 通过发掘新近发表于《Science》(de Vargas et al.2015,348:1261605)关于海洋浮游生物多样性论文的补充材料及生物系统学分析,研究证实抑食金球藻是一种全球各大洋广泛分布的广布种,产生休眠体可能是造成该种全球分布和褐潮年际复发的重要原因。本研究获得的结果不仅提供了关于我国褐潮原因种抑食金球藻的“种源”和其全球地理分布格局的决定性认识,也为进一步研究褐潮爆发成因提供了至关重要的科学问题导向,即褐潮爆发原因必须从本地环境条件的变迁中探索。 本项研究得到了国家基金委-山东省联合基金项目(U1606404)、青岛海洋科学与技术国家实验室鳌山科技创新计划项目(2016ASKJ02)和国家自然科学基金等项目的支持。 原文链接: Ying Zhong Tang*,Zhaopeng Ma,Zhangxi Hu,Yunyan Deng,Aoao Yang,Siheng Lin,Liang Yi,Zhaoyang Chai,Christopher J.Gobler.2019.1500-years presence of Aureococcus anophagefferens reveals indigenous origin of brown tides in China.Molecular Ecology.DOI:10.1111/mec.15196.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/mec.15196 查看详细>>

来源:中科院海洋研究所 点击量:262

4 中科院南海所在北部湾海绵真菌中发现“皇冠”分子 2019-09-07

近日,中国科学院南海海洋研究所刘永宏研究团队在英国皇家化学学会期刊Organic Chemistry Frontiers(《有机化学前沿》)上以封面文章发表最新研究论文:Phloroglucinol heterodimers and bis-indolyl alkaloids from the sponge-derived fungus Aspergillus sp.SCSIO 41018。 海洋环境独特,蕴藏着丰富的微生物资源,海洋微生物具有物种多样性、遗传多样性、代谢产物化学多样性等特点。近年来,越来越多的海洋天然产物化学家将研究焦点由大型海洋动植物转移至海洋微生物上,因此海洋微生物成为新颖活性次级代谢产物的重要来源。海洋微生物分布广泛,海洋动植物表面或内部组织、海水、深海沉积物、热液口和冷泉等生境都能发现其踪迹,是新功能生物活性物质的重要源泉。 研究团队长期致力于海洋活性物质研究,以海洋天然产物化学研究为基础,以海洋微生物中防治重要疾病创新药物先导结构的发现与优化为主要研究方向,先后从海洋微生物中发现多种活性物质:西沙海绵节菱孢菌中发现具有显著抗肿瘤活性的吡啶酮生物碱(Organic Letters,2015);印度洋深海沉积物来源真菌中获得具有抗炎活性的硝基苯酯反式环氧酰胺二聚体(Organic Letters,2016);海南红树林来源链霉菌中发现含有哌嗪酸片段的新颖环六肽(Organic Letters,2018)。其中具有抗肿瘤活性的吡啶酮生物碱arthpyrone A和抗炎活性的硝基苯反式环氧酰胺二聚体chrysamide A等多个新颖分子,被Nat.Prod.Rep.评为热点化合物。 近期,刘永宏研究团队从北部湾海绵共附生真菌Aspergillus sp.SCSIO 41018的发酵产物中分离鉴定3个间苯三酚类异质二聚体gilluones A–C(1–3),其中gilluone A(1)为自然界较为罕见的类似“皇冠”笼状结构,由两个缩酮和一个半缩酮结构片段组成;gilluones B和C(1,2)为乙酰化间苯三酚异质二聚体,且gilluone B(2)间苯三酚中的一个酮羰基发生转氨。生物活性评价显示化合物对五株人源肿瘤细胞具有不同程度的细胞毒活性。综合利用X-ray单晶衍射,ECD计算和Mosher法确定新化合物的立体绝对构型。这些发现丰富了间苯三酚化合物的化学和活性多样性。 该论文通讯作者为中科院南海海洋所研究员刘永宏和副研究员王俊锋。本研究得到国家自然科学基金、中科院南海生态环境工程创新研究院专项、广东省促进经济发展专项和广州市珠江科技新星专项等共同资助完成。 相关论文信息:http://dx.doi.org/10.1039/C9QO00351G 查看详细>>

来源:中科院南海海洋研究所 点击量:276

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