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  • 中国科学院烟台海岸带研究所联合发现蓝藻光合天线通过量子位相同步实现长寿命的电子-振动耦合相干态
  • 中国科学院烟台海岸带研究所揭示黄河口聚集性聚球藻对碳输出的潜在贡献及聚集机制
  • 科研人员揭示台风热动力机制
  • “梦想”号大洋钻探船进入调试内装阶段
  • 新研究“顺藤摸瓜”提取海洋活性物质
  • 中国科学院海洋研究所系统解释全球海洋中尺度涡海表热力信号变化特征及机理
  • 中国科学院海洋研究所在机载干涉成像高度计观测技术研究方面取得突破
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COP28迪拜海洋宣言

阿拉伯联合酋长国迪拜举行《联合国气候变化框架公约》第28次缔约方会（COP28）之前，缔约方联合发布了《迪拜海洋宣言》，呼吁世界各国认识海洋在气候中的重要性，并扩大和改进全球海洋观测能力。 《迪拜海洋宣言》强调，除了推进基于海洋的气候解决方案外，还呼吁大幅减少温室气体排放，并刻不容缓地采取措施遏制过度捕捞、栖息地破坏和海洋污染等人为活动给海洋造成损害。 COP28迪拜海洋宣言中阐明的具体行动包括： （1）通过优化全球海洋碳通量测量能力和加强地球海洋气候系统能力，改进对《巴黎协定》所列目标进展情况的全球盘点估计和测量。 （2）对新兴海洋二氧化碳清除战略实施强有力的环境监测、报告和验证体系，以确保在实现净负排放的同时保护关键的海洋生态系统。 （3）扩大对海洋、大气以及生物多向性的观测能力，促进了解和应对气候变化对海洋生物分布、海洋生态系统健康、生物量和生物多样性的影响。 （4）提高发展岛屿国家和发展中国家的海洋观测能力，通过国家自主贡献和国家适应计划，阐明海洋自然功能和蓝色经济对气候稳定的贡献。 目前为止，超过45个国际海洋科学、政治和慈善组织签署了COP28迪拜海洋宣言。（李亚清编译；熊萍校稿）

2024-02-27  (点击量：265)

英国发布《气候变化对北极海冰的影响》报告

英国气象局、英国国家海洋学中心与英国海洋气候变化影响伙伴关系发布了《气候变化对北极海冰的影响》（Impacts of Climate Change on Arctic Sea Ice）报告。报告指出，作为全球气候系统中的关键部分，北极地区持续面临海水快速变暖和海冰减少的压力。卫星数据显示，1979-2022年，海冰面积平均每年减少约7.9万平方公里。北极海冰观测数据中，超过50%损失可直接归因于人为温室气体排放造成的气候变暖。报告预示未来：（1）北极很可能在2050年出现至少一次季节性无冰状态，降低北极温度可以有效改善。（2）北极地区快速变暖降低了低纬度地区温度梯度，影响了急流路线和欧洲西北部气候。（3）北极变暖冰川融化导致大量淡水流入北大西洋影响了低纬度地区。这些淡水的流入改变了北大西洋亚极地海洋环流和海面温度，同时也会对大尺度环流和气候产生影响。（4）海冰覆盖率减少将会对海洋生态系统健康产生未知影响。（熊萍编译）

2023-10-18  (点击量：511)
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德国启动ElbeXtreme极端事件项目

亥姆霍兹中心的研究人员多年来一直在研究Elbe河从源头到河口的状况，作为MOSES（地球系统模块化观测解决方案）计划的一部分。从2024年开始，新的ElbeXtreme项目将专注于极端事件，作为德国海洋研究联盟（DAM）mareXtreme研究任务的一部分，该联盟由联邦教育和研究部（BMBF）资助。四个亥姆霍兹中心的科学家们一直在追踪和采样，沿着Elbe河流入北海的洪水浪潮，研究这种极端事件对水体影响。收集的数据将有助于更好地了解未来的风险并做出预测。2023年圣诞节假期期间发起了一项特别的MOSES运动，跟踪并采样了从捷克边境到北海的洪水浪潮。MOSES/ElbeXtreme团队在研究船LITTORINA上花费一周的时间来收集盐度以及各种营养物质和污染物的样本，包括微量元素和汞，以及由洪水带入北海的二氧化碳和甲烷等温室气体。收集的数据将有助于更好地了解未来的风险，并做出更可靠的预测。（傅圆圆编译；熊萍校稿）

2024-02-27  (点击量：290)

气候变化和人类影响：展望海洋的未来

近期，由德国亥姆赫兹研究所基尔海洋研究中心（GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel）领导的研究船METEOR展开了为期四周的东地中海科学考察。东地中海是气候变化和人类活动影响尤为明显的地区，正在发生快速的气候和环境变化。本次海洋调查将提供有关这些变化的现状及未来（亚）热带海洋生态系统相关信息。据悉，“东地中海作为未来海洋研究的模型”（EMS FORE）项目由基尔海洋研究中心领导，受德国亥姆赫兹研究所资助。 科学考察将围绕确定营养物质限制浮游植物的生长机理、营养物质搬运到海表过程、记录从海表面到沉积物的微生物，以及测量从表层到深层水域碳输出，重建东地中海过去几千年以来的环境变化。研究将综合利用自主观测平台和卫星观测数据，以及计算机建模。 此次科学考察有来自12个国家的28名科学家参与，其中包括德国亥姆赫兹研究所、以色列海法大学和以色列海洋与湖泊研究所、塞浦路斯海洋与海事研究所（塞浦路斯共和国）、美国芝加哥大学以及中国厦门大学等机构。（王琳编译；熊萍校稿）

2024-02-27  (点击量：289)
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中国科学院烟台海岸带研究所揭示黄河口聚集性聚球藻对碳输出的潜在贡献及聚集机制

聚球藻是一种广泛分布于全球海洋的微微型浮游生物。聚球藻对海洋生态系统的碳固定和初级生产起着至关重要的作用，其贡献的净初级生产量能达到全球海洋的16.7%。聚球藻固定的部分有机碳可以通过生物泵（BP）等途径转化为“蓝碳”，实现在海洋中的长期封存。近年来的研究发现，聚球藻具有形成聚集体的能力，从而可能显著提高了它们在BP途径颗粒有机碳（POC）输出中的能力。然而，在生态尺度上聚球藻对BP途径的实际贡献和机制还需要进一步研究。 黄河是中国第二长的河流，其入海水量占渤海淡水总量的75%以上。此外，黄河是全球泥沙输送量第二大的河流，几千年来向海洋输送了6%的泥沙。黄河携带的泥沙中含有硅和钙等粘土和非粘土矿物，它们可以作为碳沉降的压载矿物。因此，黄河口及其附近海域是研究聚球藻聚集和沉降的理想区域。在本研究中，通过采用分粒径过滤法，分析了黄河口及其附近海域海水中营聚集（AG）和自由（FL）生活方式的聚球藻及其对原位POC的贡献，并深入探讨了AG聚球藻与共现异养细菌的相互作用和形成聚集体的潜在过程。 研究亮点一：AG聚球藻对黄河口近海海域的POC输出具有潜在贡献 研究发现，黄河河口近海海水中的AG聚球藻占总聚球藻丰度的14.7%至85.4%。相关性分析揭示了AG聚球藻与POC含量之间的显著正关联（p<0.01）。随机森林回归分析进一步表明，所构建的模型能解释POC变化的40.9%，其中AG聚球藻显示出最高的%IncMSE（increase in MSE，用于解释变量重要性），说明其在所有变量中对POC含量的重要性最强，对该海域的POC输出具有潜在贡献。该现象可能得益于黄河口近海海域内丰富的泥沙的存在，它们充当了聚集体的压载矿物，促进了聚球藻的聚集和沉降。 研究亮点二：AG和FL聚球藻的谱系组成及组装过程存在差异 通过对rpoC1基因的高通量测序，发现了AG和FL样本中不同聚球藻谱系比例及群落构建过程的差异，特别是S5.1分支I在AG样本中的比例显著高于FL样本（p<0.05），且AG聚球藻群落的组装和演替主要受到包括分散限制（29%）和未主导过程（67%）的随机过程的支配而非确定性过程。这说明不同的聚球藻谱系对聚集具有不同的偏好性，而聚集体的形成很可能来自于具有聚集潜力的谱系的机会性耦合。 研究亮点三：细菌-聚球藻耦合形成聚集体 构建了聚球藻和异养细菌的共现网络，阐明了AG样品网络的“小世界”特性和更高的稳定性。通过对偏向AG的聚球藻谱系与细菌功能间的耦合分析发现，这可能是由聚球藻和共存细菌之间基于碳-氮元素互换的相互作用所促进的。 以上研究结果有助于更好地理解聚球藻在近海生态系统中的生态角色，以及它们对POC输出和生物泵的潜在贡献，凸显了在河流水库建设中考虑水沙平衡性的重要性，并对矿物增效的生物泵假说提供理论支撑。 该研究以“Aggregating Synechococcus contributes to particle organic carbon export in coastal estuarine waters:Its lineage features and assembly processes”为题发表在Science of the total Environment上。中国科学院烟台海岸带研究所为论文第一完成单位，李佳霖研究员和秦松研究员为论文通讯作者，博士生王挺为论文第一作者。研究得到国家自然科学基金（42176131）和研究组群项目（YICE3510303）的资助。研究的数据及样品采集得到国家自然科学基金委员会共享航次计划项目“黄河口关键过程及物质输运协同效应重大科学考察航次”（项目批准号：42149301）的资助。该航次（航次编号：NORC2022-304）由“创新一”号科考船实施，在此一并致谢。 论文信息： WANG T,LI J,XU Y,et al.Aggregating Synechococcus contributes to particle organic carbon export in coastal estuarine waters:Its lineage features and assembly processes[J].Science of the total Environment,2024,917:170368. 论文链接： https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.170368

2024-04-28  (点击量：0)

“梦想”号大洋钻探船进入调试内装阶段

近日，广东省广州市南沙区珠江口，一艘巨轮静靠在码头边，上半白色、下半橙红色，船上的钻井架高高耸立，在晴空下分外耀眼。这是我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号。该船去年底试航成功，现已进入调试和内装阶段，预计今年内全面建成。 登上“梦想”号，走进实验室内装现场，一块块泛着银光的坡莫合金正铺设到墙上。“梦想”号监造组业务分组实验室工程技术主管何清音，忙着用磁强计对屏蔽层仔细检查。3000多块共1200平方米的坡莫合金，相当于3个篮球场大小，何清音要确保坡莫合金板之间的空隙不超过1毫米，且每一片坡莫合金板要完全贴合墙面，以免影响磁屏蔽效果。 “安装好磁屏蔽室很关键。大洋钻探取得样品后，要在屏蔽磁场干扰的实验室环境中进行磁学实验，从而确定地质矿产储层的年代、探究地球动力学及地质演化过程等。”何清音介绍，“实验室创新使用了全国产、达到国际领先水平的坡莫合金屏蔽层，对外部磁信号的屏蔽率达到99.8%，能够保证科研实验环境。” 作为全球面积最大的海上移动实验室，“梦想”号的船载实验室装配各种精密实验仪器超过150台（套），目前已完成水、电、气、风等12个系统的安装工作，即将进行实验仪器的安装。 “钻探，是‘梦想’号最重要的能力。”中国地质调查局“梦想”号指挥部主要负责人周昶介绍，“钻探的目的是钻获地球内部的岩心，并获取其中蕴含的地质信息，进而解开地球深部的奥秘。” 钻探科学领域有这样一句话：“一万米钻深的难度堪比登月。”在技术创新和设备集成的支撑下，“梦想”号具备海域1.1万米的钻探能力。“这艘船致力于实现钻透地壳、进入地幔层的目标，这也是命名为‘梦想’号的原因。”周昶说。 “1.1万米的压力，对设备、水、电、液、材料都是一个挑战。”“梦想”号监造组组长殷宪峰介绍，全船涉及生产图纸8300份、建造工序上万道，共集结了150多家科研单位参与建设，突破10余项关键技术。 行走船上，创新之处让人应接不暇。依托自主研发的船载岩心智能储运系统，岩心在船上就能实现自动转运和存储，如同“虾从海里捞起后马上放到冰柜里”，保证了样品的“新鲜”程度；应用蓄能技术和闭环电网，满载180名船员的情况下，可连续在海上工作120天，续航里程达1.5万海里；120万米的电缆铺设，全面覆盖信息化技术，实现了船岸智能协同。 距离船只建造现场不远处，与“梦想”号配套的钻探保障船、全球最大的海洋地质岩心库、我国首座深水科考码头等均已建成，将为“梦想”号运营提供强大岸基支持。 向海图强，需要科考利器。我国深海探测将以“梦想”号为重要平台，构建深海地质地球物理探测和钻探技术装备体系，为人类认识、保护、开发海洋作出新的更大贡献。

2024-04-21  (点击量：14)
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深海传感器揭示珊瑚产生活性氧化物质

活性氧（ROS）是多种生物过程的核心，是生物体与周围环境相互作用的重要媒介。然而，由于直接观测的缺乏，限制了我们对海洋ROS分布的了解。美国伍兹霍尔海洋研究所（WHOI）的一项研究表明，深海珊瑚和海绵可以产生活性氧（ROS）超氧化物，ROS不仅作为一种应激反应产生，也是其功能的一个基本部分。 这项研究通过将SOLARIS深海化学发光原位传感器嵌入Alvin深潜器，直接测量了珊瑚周围的超氧化物。作为一种高度活跃的化合物，超氧化物在水中仅存在几秒钟。SOLARIS是一种智能仪器，可自主吸收珊瑚周围表面的海水，并在进行实时原位测量分析超氧化物浓度。这项研究有助于揭示珊瑚健康和活动的基本控制因素，帮助更准确地预测珊瑚生态系统对海洋变暖和气候变化的响应。（王琳编译；熊萍校稿）

2024-02-27  (点击量：340)

虫黄藻介导了珊瑚的营养可塑性

近日，自然资源部第三海洋研究所海洋生态保护与修复重点实验室郑新庆研究员团队联合厦门大学环境与生态学院和汕头大学，在Ecological Indicators发表题为“Symbiont genus determines the trophic strategy of corals:Implications for intraspecific competition for energy sources in coral reefs”的研究论文。该论文利用稳定同位素技术结合珊瑚共生体的多个生理参数耦合分析，揭示了共生虫黄藻差异对其宿主营养可塑性的影响，并基于营养生态位理论，探讨了珊瑚最大化利用环境中有限资源的潜在机制，为预测气候变化下不同珊瑚共生功能体的适应和分布提出新见解。自然资源部第三海洋研究所与厦门大学联合培养的王啟芳博士是本文的第一作者。 珊瑚礁是海洋中不可或缺的生态系统，在寡营养盐海域却拥有高初级生产力和高生物多样性的特点，被誉为“蓝色沙漠中的绿洲”。其中，造礁珊瑚宿主与其内共生虫黄藻之间的营养交互和再利用被认为是解释该悖论的主要原因。由于珊瑚宿主权衡自养(即通过共生体合成并转运光合作用产物)和异养(即摄食环境中的食物)的能力在很大程度上决定了他们对环境的适应性以及抗逆性，因此珊瑚的营养策略及其可塑性受到了广泛的关注。然而，驱动珊瑚营养策略调整的潜在因素和营养策略差异的功能意义仍不清楚。 海南岛南部是我国典型的近岸珊瑚礁生态系统。其中，鹿角杯形珊瑚（Pocillopora damicornis；Pd）是区域内的优势种。前期的研究发现，该种可与C属（Cladocopium）或D属（Durusdinium）虫黄藻形成稳定的共生关系（简称PdC或PdD）。研究团队采集了不同季节相同深度的Pd和潜在外源食源（浮游动物和颗粒有机物），利用实时荧光定量聚合酶链式反应（qPCR）对Pd进行主导共生虫黄藻属的鉴定（PdC:42个;PdD:47个）。在生理性状上，分析了PdC和PdD的差异，并利用使用碳、氮稳定同位素技术评估了珊瑚营养策略的时空变动特征。 与PdD相比，PdC共生虫黄藻密度低约60%，但其单位藻细胞叶绿素含量高约30%，表现出更强的光合作用效率，其虫黄藻有着更富集的δ13C。此外，从生理参数的季节变动角度看来，环境条件的变化对PdC的影响显著大于PdD，说明两种珊瑚共生体对环境变化的适应机制存在区别。环境敏感型PdC可能是通过不断调整自身生理过程来适应环境变化，而环境耐受型PdD则可能是通过保持稳固的共生关系来面对外界环境的变化。 本研究首次发现共生不同属虫黄藻的同种珊瑚各自占据独特的营养生态位，揭示了虫黄藻多样性在珊瑚宿主营养生态位特化中的作用。该现象曾被报道于不同珊瑚物种之间，并被认为是珊瑚优化种间空间等资源竞争的证据。据此，本研究所发现的珊瑚种内营养生态位的特化，表明了PdC与PdD对于营养来源的差异化利用，有助于珊瑚在群落水平上最大限度的利用有限的资源，并支持了共生藻多样性在不断变化的海洋环境中对珊瑚宿主的营养适应以及生态位扩张具有关键作用。 本研究分别通过定性（珊瑚宿主与虫黄藻的碳、氮同位素差值，营养生态位叠度，质心欧氏距离）和定量（贝叶斯混合模型）的方式估算了Pd在不同季节的相对营养来源。发现Pd可以根据季节间环境种资源可利用性差异调整自身主导营养策略，即夏季更依赖自养过程（虫黄藻）而冬季更依赖异养过程（浮游动物等），而共生不同虫黄藻Pd的营养可塑性具有明显差异。其中，PdC的自养相对贡献在不同季节间的变幅高达37.1%，较PdD高23.3%，表现出了更高的营养可塑性。此外，PdC和PdD分别在冬季和夏季表现出更强的异养能力，这意味着他们分别在相对低温和高温的条件下具有更强的抗胁迫能力。该结果从营养生态学的角度，耦合了气候变化背景下共生C和D属虫黄藻珊瑚共生功能体的空间分布趋势。 近年来，自然资源部第三海洋研究所海洋生态保护与修复重点实验室珊瑚研究团队在珊瑚礁退化和适应机制方面开展了深入的研究，尤其在虫黄藻调节珊瑚宿主响应环境变化的动态过程及其生理机制，团队发现了不同基因型虫黄藻会与珊瑚宿主会形成生理功能迥异的共生体，强调了不同类型虫黄藻对珊瑚响应热胁迫的调控作用，为评估珊瑚对全球变化的弹性适应提供了独特的视角。结果先后在Microbiome、Ecological Indicators等期刊发表。本论文是上述文章的基础了进一步利用稳定同位素技术探讨了共生虫黄藻差异对其宿主营养策略的影响，为预测气候变化下不同珊瑚共生功能体的适应和分布提出新见解。 ¤本文链接 Wang,Q.,Zheng,X.,Zhou,X.,Zhang,H.,Cai,L.,Leung,J.Y.S.,Huang,L.,2024.Symbiont genus determines the trophic strategy of corals:Implications for intraspecific competition for energy sources in coral reefs.Ecological Indicators.158,111477.https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2023.111477,中科院2区Top，影响因子6.9.

2024-01-15  (点击量：880)

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