自然资源部海洋生态系统动力学重点实验室 - 自然资源部海洋生态系统动力学重点实验室

大洋生态团队提出针对深海采矿重金属环境风险的分阶段自适应治理模型

深海采矿既承担着保障能源转型背景下关键金属供给的战略使命，又代表着当今世界海洋强国竞相突破的海洋尖端技术前沿。然而，深海采矿活动可能释放的重金属对海洋生态系统的潜在影响，仍有待进一步的科学认知。目前，关于深海特有物种的敏感性、慢性低剂量暴露、多金属混合毒性及食物链传递效应等关键问题尚未完全阐明。深海采矿环境影响数据与相关管理理论的缺口成为国际海底管理局推进《开发规章》及相关环境政策制定的重要阻力之一。针对这一现状，我室大洋生态团队近期在海洋治理领域的国际主流期刊《Marine Policy》上发表综述论文，系统梳理了深海采矿背景下的重金属从个体到生态系统的毒性效应（图1）。该研究探讨了高压、低温、低氧、低食物等深海极端环境对重金属毒性的潜在影响，分析了重金属与悬浮颗粒物联合暴露可能产生的协同作用，以及食物链传递与生物泵过程对重金属长期生态风险的作用机制。相关梳理与分析为深海采矿的环境影响评估与管理阈值探讨提供了科学参考。图1. 深海采矿背景下的重金属从个体到生态系统的毒性效应基于上述基础，研究团队结合科学证据与预防性方法，提出了一种分阶段自适应治理模型（图2）。参照中国大洋协会在国际海底管理局第30届会议上关于国际海底采矿“勘探试采、预商采、商业开采”三阶段的划分建议，该模型主张根据科学数据的不断积累来动态调整管理措施，形成“设定保守阈值—补充科学证据—优化管理阈值”的自适应过程。该模型的提出，旨在为国际海底管理局探讨环境阈值制定及区域环境管理计划提供一种可行思路，同时也是我所在深海环境治理理论研究方面的一项新探索。图2. 深海采矿环境治理中预防性方法与科学证据之间自适应平衡的概念框架论文第一作者为我所联合培养博士研究生钟圳，通讯作者为孙栋研究员。该研究得到了国家重点研发计划（2022YFC2806805）和国家自然科学基金（42522712，U25A6027，42377387）的联合资助。

2026-08-17 查看详情

近海生态团队揭示孟加拉湾浮游动物群落对多种物理过程的响应特征

近日，MED近海生态团队分别在《Progress in Oceanography》（PO）和《Journal of Oceanology and Limnology》（JOL）上发文，揭示了孟加拉湾浮游动物群落对多种物理过程的响应特征。PO论文杜萍研究员与马晓副研究员为共同第一作者，寿鹿正高级工程师为通讯作者；JOL论文硕士研究生张棽然为第一作者，曾江宁研究员与杜萍研究员为通讯作者。两项研究分别揭示了孟加拉湾全水深 (0–3000 m) 和真光层 (0–200 m) 中型浮游动物群落结构对涡旋等物理过程的响应机制，为深入理解物理-生物过程耦合调控生物泵提供了观测证据。0–3000 m 的研究发现，不同强度与类型的物理过程对浮游动物群落的影响存在深度差异（图1）。极端正向印度洋偶极子 (pIOD) 事件和较弱的涡旋仅能影响表层 (0–100 m) 浮游动物群落，但对中深层群落结构无影响，其主要机制是上升流效应促进真光层初级生产，从而提高浮游动物生物量；而在冷涡持续影响时间超过 2 个月的站位，中上层 (0–1000 m) 浮游动物群落结构均发生显著改变，主要表现为涡旋内部的中型浮游动物总丰度和生物量显著升高，且 500–1000 m 群落结构和优势种组成呈现出与上层水体相似的结构 (即“上层化”现象)，但较强涡旋对 1000 m 以深浮游动物群落的影响依然不明显。中层浮游动物生物量的增加可能促进海洋中层碳输出和碳封存，为孟加拉湾中层迁移碳通量研究提供了数据支撑。图1 0–3000 m水柱中型浮游动物群落对印度洋偶极子（IOD）事件和冷涡的响应概念图。(a) 无IOD事件的正常年份的无涡旋区域，(b) 受正向印度洋偶极子（pIOD）事件影响的赤道东印度洋（Eastern EIO）区域，(c) 受较短周期且较弱冷涡影响的区域，(d) 受较长周期且较强冷涡影响的区域。Cold-core Eddies: 冷涡，MLD: 混合层深度，ILD: 等温层深度。0–200 m 的研究发现，浮游动物群落结构对不同强度涡旋与河流输入表现出响应差异（图2）。受较强冷涡影响持续时间超过 2 个月的站位，强烈的上升流补充了表层营养盐、使初级生产力提高，进而提升了浮游动物生物量；而受较弱冷涡影响站位的浮游动物群落丰度和生物量相对较低、但深水物种的比例显著升高，表明短期的较弱涡旋影响可能无法显著提升次级生产力、但上升流结构可通过输运作用改变水柱中浮游动物物种的空间分布。研究同时发现缅

2026-05-25 查看详情

全球尺度的深海拟蛾螺条形码研究挑战“岛屿”生境物种存在地理隔离的传统假设

种间划线是认识生物多样性的关键基础。生活在深海热液喷口等“岛屿”生境中的特有物种通常被认为由于地理隔具有高度的区域特有性。常见于热液和冷泉的拟蛾螺属蜗牛（Phymorhynchus）即是这样一个典型例子。在形态特征接近、分子数据空间覆盖不足的情况下，前人研究主要依据地理隔离假说将该属在大西洋、印度洋和太平洋不同海区的记录划分为多个地域特有物种，形成了化能合成生态系统生物多样性的一个模糊地带。为重新梳理其多样性组成，我室大洋生态团队基于全球尺度采集的分子条形码数据，对深海拟蛾螺是否存在地理隔离导致的物种分化进行了检验。该项研究成果发表于英国皇家学会Biology Letters。研究收集了覆盖全球三大洋28个热液、3个冷泉和6个非化能合成生境的180个个体的COI基因，结合形态特征、条形码、系统发育和单倍型网络分析发现，原来基于地理隔离和少量条形码数据而拟定的种间间隔，随着采样量和采样位点的增加逐步缩小并模糊。表明原有的地理隔离假设和少量数据得到的条形码阈值并不稳健。综合所有证据后，研究人员认为应避免过度划分，决定采用更为保守和稳健的种间划线结果，将原来认为的9个物种重新划分为6个，卵囊形态特征可以作为物种划分的一个证据。在采样较充分的4个物种中，Phymorhynchus ovatus type 1和type 2两个物种表现为泛大西洋分布；P. starmeri与P. moskalevi表现出远超预期的跨洋和跨生境分布。Phymorhynchus starmeri表现为印度洋-西太平洋分布，常见于热液和冷泉生境；P. moskalevi则为全球分布，且在热液、冷泉和非化能合成生境都有发现。结果还表明两个跨洋物种整体遗传多态性高，存在多个谱系，且在部分半封闭海区（如南海和马努斯海盆）表现出特有谱系。这些结果表明这一类群可能是泛生境种而非化能合成生态系统的特有种，其表层扩散方式和食腐特性有助于其跨生境和跨洋扩散。研究人员进一步认为部分热液生物的所谓特有性，以及基于有限采样得到的深海物种狭域分布的认识都有待进一步检验。图1. (A) 本研究中使用的所有Phymorhynchus样本产地；(B) 6个主要谱系的代表性壳体、卵囊及齿舌图像图2. 基于COI基因重建的Phymorhynchus单倍型网络。缩写: MCSC, Mid-Cayman Spreading Centre; nMAR, north Mid-Atlantic Ridge; sMAR, sout

2026-05-06 查看详情

科研动态

大洋生态团队提出针对深海采矿重金属环境风险的分阶段自适应治理模型

近海生态团队揭示孟加拉湾浮游动物群落对多种物理过程的响应特征

全球尺度的深海拟蛾螺条形码研究挑战“岛屿”生境物种存在地理隔离的传统假设

新闻动态

通知公告

学术报告

Overview of the Cook Islands Seabed Minerals Authority (SBMA) and its activities

海洋痕量元素采样技术的应用及进展

极端环境化学测量仪器与传感器研究

联系我们

友情链接