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  • 中国科学院海洋研究所在海带褐藻多糖硫酸酯免疫调节研究中取得新进展
  • 研究揭示马里亚纳海沟底栖生物群落结构和多样性区别于冲绳海槽
  • 青岛海洋科学与技术试点国家实验室在利用人工智能技术提升气候模式性能方面取得新进展
  • 造礁石珊瑚组织脱落病的最新研究获进展
  • 断层湖渗出深层气体分子种类及其对碳循环的贡献
  • 通过研究气体泄漏事件以降低海洋钻探风险
  • 大白鲨可能导致巨齿鲨灭绝
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揭开欧洲海洋地质灾害的隐藏威胁

欧洲海洋委员会(European Marine Board,EMB)于2022年4月27日发布题为《揭开欧洲海洋地质灾害的隐藏威胁》(Uncovering the hidden threat of Marine Geohazards in Europe)的文件,这也是自2021年12月发布《海洋地质灾害:保护社会和蓝色经济免受隐藏威胁》文件的主要信息和建议的补充。 文件中讨论了欧洲沿海地区的海洋地质灾害的类型(第2章)、分布(第3章)和影响(第4章)和蓝色经济,以及应用新的科学方法拓宽对海洋地质灾害触发机制的理解和促成一项降低风险的欧洲政策(第5章)。文件中侧重于沿海含水层短期地质灾害和不干预的海岸侵蚀、地面沉降、咸水侵入等长期过程;或与大气扰动相关的危害,如风暴潮和气象海啸。文件主要针对地方、区域、国家和欧洲管理风险评估和缓解、陆地和海洋管理、资助研究、监测和基础设施以及公众对危害的认识等的机构。 海洋地质灾害对社会和很多蓝色经济部门(如海上能源、旅游和渔业)构成重大威胁。随着沿海人口以及沿海环境经济活动的增加,社会和经济将更加容易受到海洋地质灾害的影响。然而,人们对这些危害的认识和知识是有限的,尤其是在欧洲背景下。这些知识对于制定有效的风险缓解战略以保护沿海人口和海上经济活动是不可或缺的。 考虑到地质灾害是不可避免的,并且在未来肯定会继续发生。因此,缓解措施(减少风险)应着重于减少风险(暴露和脆弱性)和提高抗灾能力。这些措施应基于对过去发生的事件、触发机制和其后果的传播等科学知识。为实现这一目标,文件中提出以下建议: ·将海洋地质灾害作为自然危害纳入欧洲、区域、国家和地方各级有关减轻风险和土地管理的所有政策中。 ·在地方、国家和欧盟的海洋和海事立法中考虑海洋地质灾害问题,如欧盟的海洋空间规划指令,与海岸带综合管理有关的立法,以及可持续蓝色经济安全发展有关的立法。 ·要求公共当局将所有海底基础设施装置用于环境和地质灾害的监测。 ·为所有主要的沿海居民点和工业基础设施制定海洋地质灾害风险的概率方案。 ·建立一个利益相关者论坛以确定知识差距和技术需求。通过制定具体的欧盟海洋地质灾害研究计划来实现。 ·在欧洲重点地区成立一个海洋地质灾害实地实验室,以集中研究、推进和现场建模。 ·促进海洋地质灾害解释和绘图的共同标准,以确保蓝色经济的安全发展。 ·将长期现场监测与周边地区的地质灾害研究结合起来,以识别远距离信号。 ·支持技术进步,以提高检测能力和传感器的可用性。 ·建立原始数据和同质性解释的整体数据库,并将其提供给科学界,科学界可利用这些数据,应用先进的技术来支持海洋地质灾害研究。(李桂菊编译)

2022-05-13  (点击量:125)

WHOI与其他机构合作开发海带作物改良创新“路线图”

美国伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)、康涅狄格大学(UConn)和毕格罗海洋科学实验室(Bigelow)已经签署了一份海带种质(或称为配子体的微观细胞集合)的许可协议,其中包含由WHOI和UConn领导的团队开发和分离的1200多个样本。毕格罗实验室的国家海洋藻类和微生物群中心负责维护、销售和分发该种质集合,以供广泛使用。 目前,大型藻类(海藻)主要被用作人类食用的食物,但大型藻类生产用于其他可持续用途的机会越来越多,从营养品、动物和水产饲料到生物燃料。该集合是合作设计和测试的选择性育种,可提高生产力、降低大型藻类养殖成本,并提高种质“种子”的一致性和可预测性。它包括许多样本的全基因组序列和与雄性和雌性配子体杂交有关的性状。配子体是植物和这些棕色大型藻类生命周期中的有性阶段。 WHOI研究专家和种质资源共同开发者Scott Lindel指出,创建带有相关基因序列和注释的参考基因组的海带种质资源库,就像拥有一份作物改良的说明书或开源路线图。所提供的数据可以协助预测父母及其后代在特定性状方面的能力,如生长速度和耐热性。这种海带培养物的收集对于保存传世品系、生物多样性保护、生态系统恢复和海水养殖也至关重要。 该种质收集得到了ARPAe MARINER计划的支持,开发的种质集合也会作为Sugar Kelp Base的一部分。Sugar Kelp Base是一个由美国农业部和康奈尔大学合作开发的在线数据库,旨在收集先进的海带育种方法。糖海带是北半球海洋生态系统的重要组成部分,它有助于清除二氧化碳和释放氧气,平衡海洋酸化,并作为可持续的食物来源。Sugar Kelp Base跟踪了数百个家族杂交的几十个性状,涵盖了过去四年由ARPAe和世界野生动物基金会资助的实地试验。WHOI-UConn的收集工作将为这个开源的表型信息中心做出贡献。 Lindel强调,这是一个基因组学的时代,拥有这样的数据可以预测父母及其后代在某些性状上的表现,从而进一步开辟更有针对性的育种可能性,同时保持遗传多样性。(刁何煜编译)

2022-07-01  (点击量:4)

英国通过合作以应对英国最主要的环境挑战

英国自然环境研究委员会(NERC)研究中心获得总计4700万英镑的资金,以解决英国面临的一些最关键的环境挑战。NERC提供的资金已被授予NERC研究中心和独立机构,这些机构分别专注于地球、生态海洋、极地和大气科学。来自这些中心的研究团队将协同工作,以更好地了解沿海洪水、温室气体排放、生物多样性的变化和其他关键的环境问题。 国家海洋学中心(NOC)与英国地质调查局和英国生态学与水文学中心合作,将研究由综合气象所引起的沿海洪水及侵蚀对人们生活的威胁,并以此帮助英国更好地预测和减轻风暴潮将对沿海社区的影响。 沿海洪水和海水侵蚀往往是由同时发生的、逐级发生的或随时间累积的危险事件造成的。该项目将对与天气有关的多种灾害如何控制沿海洪水和侵蚀提供新的认识;确定多种灾害与气候变化和沿海管理之间的关系;并为利益相关者提供关于沿海管理和适应方案的建议。反过来,这将支持改进对“完美风暴”后果的预测,以及制定有效和可持续解决方案的能力。 由NERC多个中心合作领导的其他研究项目包括: ·了解极地地区的海冰损失和冰川融化如何影响海洋的化学平衡,特别是海洋的固碳能力和支持海洋生产力和鱼类资源; ·促进对北极和北大西洋的气候变化如何形成极端天气及其对英国的影响的理解; ·通过给研究人员和利益相关者提供来自国家传感器网络、卫星以及商业研究农场和研究流域网络的数据,支持英国农业向净零排放过渡并保持可持续性; ·评估海上风电的未来环境、社会和经济可持续性,并将制氢、地质封存以及二氧化碳和氢气的利用作为实现英国温室气体净零排放的潜在能源转型解决方案; ·调查限制未来气候变化的缓解战略,例如,造林、减少甲烷排放和实现净零排放的途径。 这笔资金来自于NERC国家能力多中心科学计划,该计划的目的是为大规模研究挑战提供一个比任何单一研究中心所能提供的更有雄心的综合方法。参与的研究中心有英国南极调查局、英国地质调查局国家大气科学中心、国家地球观测中心、国家海洋学中心、英国生态学和水文学中心、普利茅斯海洋实验室。(傅圆圆编译)

2022-07-01  (点击量:4)

大白鲨可能导致巨齿鲨灭绝

生活在2300万年至360万年前的巨齿鲨(Megalodon),是其生存年代的海洋顶级掠食者,最大身长可达20米。相比之下,如今最大的大白鲨的总长度也只有6米。已有很多研究讨论了巨齿鲨的灭绝,通常认为其饮食结构和饮食竞争是关键因素。 德国马克斯-普朗克进化人类学研究所开展的一项研究分析了全球现代和化石鲨鱼牙齿中的锌稳定同位素比率,包括巨齿鲨、现代和化石大白鲨的牙齿。这种新方法允许科学家研究动物的营养水平,从而推测动物食物链的范围。牙釉质(牙齿的高度矿化部分)的锌稳定同位素分析与牙齿胶原蛋白(牙本质中的有机组织)的氮同位素分析具有可比性,后者主要用于评估动物物质的消耗程度。然而,研究人员表示,在研究的时间尺度上,胶原蛋白没有被保存下来,因此传统的氮同位素分析是不可能的,但也首次证明,与饮食相关的锌同位素特征保存在鲨鱼牙齿化石的高矿化牙釉质中。 利用这种新方法,研究小组将中新世早期(2040万至1600万年前)和上新世早期(530万至360万年前)多个灭绝物种的牙齿锌同位素特征与现代鲨鱼的牙齿锌同位素特征进行了比较。结果发现锌同位素信号的一致性,这表明海洋食物网底部的锌同位素值可能存在微小差异,这是氮同位素研究的一个混杂因素。 随后,研究人员分析了上新世早期和中新世早期巨齿鲨以及同期和现代大白鲨的锌同位素比率,以调查这些标志性物种对过去生态系统和彼此的影响。结果表明,巨齿鲨及其祖先确实都是顶级捕食者,在食物链中处于高位。但真正值得注意的是,上新世早期鲨鱼牙齿的锌同位素值表明,早期大白鲨的营养水平和巨齿鲨有很大的重叠。这可能意味着这两种鲨鱼捕食的猎物至少有一些重叠。虽然还需要进行更多的研究,但这次研究结果似乎说明了巨齿鲨与上新世早期大白鲨具有饮食竞争关系的可能性。研究人员表示利用锌同位素研究数百万年来灭绝动物的饮食和营养生态是可行的,这种方法也可以应用于其他化石动物群,包括我们自己的祖先。(张灿影编译)

2022-07-01  (点击量:4)

世界上90%以上的海上浮油源自人类活动

由中美两国科学家组成的研究团队绘制了海洋慢性油污的全球地图,发现超90%的浮油源自人类活动,这一比例远高于之前的估算,研究成果已发表在《科学》(Science)杂志上。该研究对以往关于海洋石油污染调查进行了更新,以前的调查估计,海洋中大约50%的石油污染来自人类活动,50%来自自然来源。研究人员表示,这次调查结果令人信服的地方在于,检测到浮油的频率是如此之高,这些浮油来自小规模排放物、船舶、管道、海底渗漏等自然来源,以及工业或人口产生含有浮油径流的地区。 浮油是海洋表面微观上很薄的一层油。海上大规模的石油泄漏是导致浮油的主要原因,但人类活动和自然来源也会广泛和持续地产生浮油。这些短暂的石油斑块不断地被风和洋流移动,而海浪又将它们分开,使得调查具有挑战性。为了找到并分析这些图像,研究团队利用人工智能对2014年至2019年间收集的56万多幅卫星雷达图像进行了检查,以确定慢性石油污染的位置、范围和可能的来源。即使是极少量的石油也会对构成海洋食物系统基础的浮游生物产生巨大影响。其他海洋动物(如鲸鱼和海龟)在浮出水面呼吸时接触到石油,也会受到伤害。卫星技术提供了一种更好地监测海洋石油污染的方法,尤其是在人类难以监视的水域。一个全球化图景可以帮助集中监管和执法,以减少石油污染。 研究人员发现,大多数浮油发生在海岸附近,大约一半的浮油在距离海岸25英里以内,90%的浮油在100英里以内。海上石油产量占慢性浮油的不到2%,但21条明显的高密度浮油带与航运路线相吻合。与全球其他地方相比,墨西哥湾石油平台附近的浮油相对较少,这表明美国水域石油平台运营商的监管、执法和合规减少了泄漏。如果能够吸取这些经验,并将其应用到全球浮油高度集中的地区,就能改善现状。(张灿影编译)

2022-07-01  (点击量:2)

造礁石珊瑚组织脱落病的最新研究获进展

6月30日,中国科学院南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室研究员王晓雪团队首次利用造礁石珊瑚的无创侵染模型,解析了珊瑚病原菌—溶珊瑚弧菌(Vibrio coralliilyticus)突破珊瑚共生菌群屏障,引发石珊瑚组织脱落病的机制,相关研究成果以“The coral pathogen Vibrio coralliilyticus kills non-pathogenic holobiont competitors by triggering prophage induction”为题,在线发表于《自然-生态与进化》(Nature Ecology&Evolution)。 海洋变暖威胁着珊瑚礁的健康,除了珊瑚的白化,由致病菌引发的石珊瑚的组织脱落病正在以前所未有的速度扩张。石质珊瑚组织脱落病在全球的多种造礁珊瑚中被发现,几周即会杀死被感染珊瑚,死亡率高达90%以上。珊瑚共生总体中栖居着各种各样的微生物,在珊瑚共生总体元素循环和能量代谢过程中发挥重要作用,这些微生物也是珊瑚抵抗病原菌入侵和定植的一道重要屏障。但目前对于珊瑚病原菌如何突破土著共生菌的屏障以成功定植的过程和机制并不清楚。对于这一过程的理解是研究人员对珊瑚组织脱落病进行干预的前提。 丛生盔形珊瑚是海南岛和西沙群岛附近的一种典型造礁珊瑚,前期野外调查中发现部分区域已有组织脱落病的发生。研究团队前期在丛生盔形珊瑚的消化循环腔液中发现了病原菌—溶珊瑚弧菌。感染这种病原菌后,在热应激下表现出严重的组织溃败,是一种典型的珊瑚组织脱落病。 在这项研究中,研究人员报道了珊瑚病原菌与土著菌之间的一种新的互作作用,这种竞争性作用的结果决定了珊瑚的健康。珊瑚病原菌编码了L-赖氨酸-ε-氧化酶LodA,可以氧化L-赖氨酸并产生过氧化氢。珊瑚病原菌利用LodA激活内生菌Endozoicomonas sp.和非致病弧菌等珊瑚共附生细菌的原噬菌体,从而清除掉这些重要的珊瑚共生菌。 研究还发现LodA还普遍存在于人类肠道、土壤和海洋等生态系统中重要的微生物类群,表明利用LodA激活原噬菌体可能是一种共同栖息在同一生态位的微生物之间竞争的常见策略。该研究揭示了珊瑚病原菌发挥致病性的新机制,从共附生菌群的功能和互作方式的视角获得了对珊瑚共生总体健康的新认知,为利用益生菌保护造礁珊瑚的健康提供了技术支撑。 南海海洋所2017级直博生王伟权,副研究员汤开浩和副研究员王鹏霞为该论文的共同第一作者,王晓雪研究员为该论文的通讯作者。海南大学王嫣教授团队提供珊瑚样品的采样和侵染体系建立等方面的支持。本研究工作得到国家自然科学基金、国家科技部重点研发计划、中科院青年创新促进会、广东省本土创新团队、南方海洋科学与工程广东省实验室重大专项等项目的资助。 相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41559-022-01795-y Wang,W.et al.The coral pathogen Vibrio coralliilyticus kills non-pathogenic holobiont competitors by triggering prophage induction.Nat.Ecol.Evol.doi:10.1038/s41559-022-01795-y

2022-07-03  (点击量:5)

利用海洋环境噪声透视珊瑚岛礁三维地质结构取得重要进展

近日,中国科学院南海海洋研究所边缘海与大洋地质重点实验室研究员夏少红团队,以突破珊瑚岛礁本体浅表三维精细成像为目标,在南海典型珊瑚岛礁开展了基于海洋环境噪声的探测试验和成像研究,相关研究成果近日发表在工程学领域TOP期刊Engineering《工程学》上。 珊瑚岛礁作为海洋中宝贵的国土资源,不仅是海洋资源开发和海洋权益保护的重要基地,也是研究区域构造演化和全球环境变化等前沿科学问题的重要载体。我国南海发育大量珊瑚岛礁,总面积约37200km2,形成岛礁林立的独特海洋地貌景观。这些珊瑚岛礁在形成演化过程中,受当时气候、海平面变化及岛体沉降与抬升等因素的影响,地层中普遍发育松散砂砾层及不整合面,常出现溶蚀和孔洞,这既为岛礁的开发利用埋下了潜在的地质灾害隐患,也为研究南海构造演化和环境变迁提供了理想窗口。然而,受作业条件限制,传统海洋地球物理技术和钻井样品很难呈现珊瑚岛礁本体精细的三维浅表地质结构,且作业成本高、效率低。因此,如何发展一种适合珊瑚岛礁特殊环境的经济高效三维成像技术,是珊瑚岛礁工程开发利用和可持续发展中需要解决的迫切问题。 研究人员通过在南海典型岛礁布设密集地震台站,进行了海洋环境噪声数据采集及噪声信号详细分析。研究结果表明海洋中孤立珊瑚岛礁的背景噪声信号大致可分为1赫兹以下、1-5赫兹和5赫兹以上三部分,其中5赫兹以下噪声频谱特征在不同台站均具有很好的一致性,5赫兹以上却存在显著差异;通过对不同时长连续波形的对比研究,研究人员发现对于珊瑚岛礁5赫兹以下噪声信号,仅需12小时或1天时长的连续波形即可获取高信噪比且对称性良好的互相关函数,这为今后高效、低成本获取岛礁三维结构提供了重要依据;进一步的三维结构成像结果表明,珊瑚岛礁浅表地质结构具有明显的分区性,且与岛礁向海侧的外礁坪地层胶结程度差异性特征一致。同时,研究还发现珊瑚岛礁发育有两个低速层位,与钻井岩芯样品揭示的高孔隙层位具有很好的一致性,反映了岛礁形成过程中经历了多次地层暴露、强烈风化的地质事件。 该项研究表明,利用海洋中丰富的环境噪声信号,能够经济高效、环境友好地获取珊瑚岛礁浅表精细结构,是未来岛礁工程地质探测的优选方案之一。 该研究由中国科学院战略性先导科技专项任务(XDA13010101),海南省重点研发计划(ZDYF2020198),广东特支计划本土创新创业团队(2019BT02H594)等共同资助完成。 相关论文信息:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095809922002223

2022-06-22  (点击量:12)

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